基于Leapmotion手势识别的机械臂控制系统分析

手势识别器是一种智能虚拟人机交互体验设备,传感器实时感知手指或手腕运动倾斜姿态,并识别规定的手势动作。本系统由leapmotion手势识别器和智能机械臂两部分组成,手势信号经过ARM单片机综合评判后形成对应控制命令并通过无线通信远程传输到智能机械臂。智能机械臂以ARM单片机为核心控制部件,由方向舵机、机械抓手舵机等组成,具有多输入多输出、非线性和强耦合等特点。当智能机械臂收到不同的控制命令时,其本身的自主决策系统能结合各个方向舵机和抓手舵机的信息快速决策,迅速规划机械臂的运动轨迹,控制有关舵机协同完成组合动作,可实现手势同步控制机械臂的上下左右平移及机械手抓取等动作。

可视化信息交互系统在严重创伤患者院前急救中的效果评价

目的探讨可视化信息交互系统在严重创伤患者院前急救中的应用效果评价。方法回顾性分析2020年10月1日—2021年9月30日陕西省人民医院院前急救科未使用可视化信息系统的112例患者作为对照组,实施常规院前急救,男性78例,女性34例;年龄18~74岁,平均43.1岁;道路交通伤81例,高处坠落伤16例,刀砍伤12例,爆炸伤3例。2021年10月1日—2022年9月30日的107例患者作为观察组,应用可视化信息交互系统,该系统包含院前急诊可视化、救护车版、急诊室版、医护版、实现信息共享及数据沉淀,完成质控数据上报国家创伤医学中心。观察组应用该系统进行院前院内患者信息传输、病情评估衔接及院前病历书写,男性75例,女性32例;年龄18~74岁,平均44.9岁;道路交通伤79例,高处坠落伤15例,刀砍伤10例,爆炸伤3例。比较两组患者院前院内衔接相关指标、抢救效率相关指标、院前病历完成情况和并发症情况。结果观察组院前诊断时间、院内预警准备时间、院内交接时间短于对照组[(5.0±1.7)min vs.(7.9±1.8)min、11(8,14)min vs.18(16,19)min、(3.3±0.9)minvs.(4.7±1.3)min,P均<0.05],而到达院内时间比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组的急救成功率明显高于对照组(93.5%vs.87.5%,P<0.001);观察组的急诊手术准备时间、院前病历完成时间明显短于对照组,病历完整度明显高于对照组(P<0.05)。两组患者失血性休克和多器官功能障碍综合征并发症发生率比较差异无统计学意义(P>0.05),但急性呼吸窘迫综合征发生率观察组明显低于对照组(P<0.05)。结论可视化信息交互平台的使用,可提升严重创伤院前救治效果,院前院内衔接顺畅,可提高严重创伤救治成功率,降低并发症发生率,改善院前病历质量。

新质生产力与体育科技创新的交互促进机理及实践路径

新质生产力作为激发体育事业高质量发展的强大动能,其与体育科技创新双向交互驱动是必然要求。从协同性视角分析了新质生产力与体育科技创新双向交互作用机制:从外在协同看,新质生产力驱动体育科技创新;从内在协同看,体育科技创新反哺新质生产力;从空间协同看,新质生产力与体育科技创新双向交互的载体多样;从目标协同看,交互价值指向体育事业高质量发展。在剖析新质生产力与体育科技创新交互驱动困境的基础上,提出具体促进路径:完善催生新质生产力的体育科技创新体制机制;推动体育科技与体育产业深度融合;优化体育科技创新的资源配置;加快体育科技创新型人才培育。

交互失误情境下交互式人工智能拟人化的负面影响——基于ChatGPT和搜索引擎的实验证据

[目的/意义]对人机交互失误情境下用户产生的情绪和态度展开研究,旨在验证人工智能拟人化理论的负面效应并探索交互式人工智能拟人化产生负面影响的缓解机制。[方法/过程]以人机交互失误为情境,基于期望一致性理论和拟人化理论,通过实验法分别从交互的结果失误和调用失误两个角度,探索了交互式人工智能不同的拟人化程度对用户产生负面态度的影响机制。[结果/结论]研究发现,人机交互失误时,高拟人化的交互式人工智能会加剧用户对其的厌恶感和负面态度。验证了算法可解释性能够缓解厌恶感和负面态度。综合上述分析,从人机交互健康长远发展角度,提出了人工智能应采用有限拟人化的设计框架和具有可解释性的算法架构等建议。

群智创新时代下社区居家养老服务交互设计研究

目的解决目前养老中因服务组织参与度不高及智能交互产品利用率低下而导致的养老服务质量欠佳的问题。方法通过对当前社区居家养老服务现状进行分析,结合群智创新的发展及特点,分析养老服务设计的群智创新过程,提出了群智创新时代下基于用户的养老服务新组织,借助KANO模型原理对养老服务需求项目进行群体用户分析,并对分析数据结果进行优先顺序排序,获得老年用户群体对养老服务设计的真实需求情况。结果构建了以用户为中心的社区居家养老服务设计框架,并结合服务设计工具进行智能交互界面设计。结论对交互设计界面的测评显示,老年人对其满意度极高,该养老服务新模式有别于传统养老模式,顺应当今群智创新时代下大数据、互联网、云平台等科技的发展需求,在提高养老服务满意度的同时,使养老服务质量达到最优的效果。

基于NXMCD的虚实映射实验交互系统设计与实践

该文基于数字孪生理念,结合NX MCD机电概念设计、PLC编程与控制和LabVIEW的图形化编程手段,完成了基于NX MCD的虚实映射实验交互系统设计与实践。以LabVIEW设计的UI界面为控制监测端,物理对象与MCD虚拟模型为执行端,实现了物理对象与MCD虚拟模型的虚实映射,同时MCD虚拟模型能够输出控制信号进而控制物理对象。在此基础上,设计了步进电机往复运动与MCD虚拟模型虚实映射实验案例。该实验案例可为本科生和研究生相关课程的实践教学提供虚实映射交互实验方法和手段,可显著提升学生的创新实践能力与水平,是对数字化实践教学研究的一次探索。

交互叙事视角下智慧博物馆沉浸式体验设计研究

目的在交互叙事视角下,研究城市智慧博物馆的沉浸式体验设计方法及设计实践。方法通过案例研究等方法分析智慧博物馆交互叙述的构成要素和特点,进一步探索交互叙事与智慧博物馆沉浸式体验的关系,从构建跨数字媒介的多感官沉浸体验、重构交互叙事要素与关联叙事内容、营造情境感知的叙事空间与互动式故事体验三个方面提出基于交互叙事的智慧博物馆沉浸式体验设计方法,并设计基于交互叙事的智慧博物馆沉浸式体验设计的流程,从实践良渚博物馆沉浸体验项目的角度验证方法的可行性和有效性。结论设计者通过编码叙事空间和叙事内容,运用跨数字媒介助力多感官沉浸,提取智慧博物馆文化作为叙事主题,优化沉浸交互体验空间,使参观者超越时空限制,与所在城市的历史脉络和文化内涵进行深度互动,从而对城市文化产生更强烈的认同。

基于交互场景的教师数字化教学能力诊断研究

数字技术的强势推动,对教师的教学能力提出了新要求,即教师应具备数字化教学能力。在此背景下,厘清数字化教学能力的内涵并对教师的数字化教学能力进行诊断,成为破除技术应用浅、转化效果弱等现实困境的关键。基于此,文章采用问卷调查和访谈的方法,对教师的数字化教学应用现状和教师在开展数字技术融合教学过程中存在的主要问题进行了分析,并对这些问题出现的主要原因进行了探讨。在此基础上,本研究依托场景交互理论和能力迁移假设,设计了基于交互场景的教师数字化教学能力诊断模型。此模型以技术储备为“原点”,是一个包含数字化教学、技术应用、教师专业发展的三维模型。在此模型的指导下,本研究提出了包含实验实施、数据挖掘、诊断分析、案例萃取四个环节的基于交互场景的教师数字化教学能力诊断实施路径,以期为教师数字化能力诊断提供模型参考,并助力教师数字素养提升,实现高质量教育的可持续发展。

基于异质图嵌入和会话交互的课程推荐模型

大规模在线教育平台所形成的网络具有数据量大、实体类型丰富、关系复杂等特性。一方面,在线教育正在被大力普及,而另一方面,在线课程却面临低使用率、低完成度及高辍学率的问题。个性化的课程推荐有利于提高学习者的学习积极性,其中,课程能否顺利合格完成是学习者在选课时所考虑的重要因素。鉴于此,提出一种基于学习完成度预测的个性化课程推荐模型。对学生的课程学习会话图进行建模,根据学生的课程学习顺序以及课程的完成情况,生成学生的学习状态表征;同时考虑在线学习环境因素对课程的影响,构建在线课程学习异质图,采用图神经网络生成异质图中课程节点的嵌入;然后通过交互机制融合学习状态表征和课程嵌入,预测学生下一门将学课程的完成度,根据完成度排序从而实现课程推荐。在CNPC、HMXPC和Scho1at3个大规模在线课程学习数据集上的实验结果表明,该模型能有效提升推荐的准确度,在归一化折损累计增益(NDCG)和平均倒数排名(MRR)2个指标上相较于基线模型最优结果均有显著提升,评估指标K值取5时,其NDCG@5指标在3个数据集上分别提升21.08%、17.73%和5.41%,MRR@5指标在3个数据集上分别提升25.66%、31.59%和26.96%。

英国国家图书馆交互式数字叙事作品馆藏与阅读推广实践

数字时代的图书馆只有积极适应和应用新的数字技术,方能创新服务,更好地发挥作用。以相关研究文献与采集语料为基础,对英国国家图书馆交互式数字叙事作品馆藏与阅读推广实践现状、内在理念进行梳理分析,发现英国国家图书馆以多重角色定位积极发挥交互式数字叙事技术的催化剂作用,全面真实反映国家文化记忆现状,创新阅读推广模式,积极推进实现适应、服务和引领数字世界的目标。由此对数字时代图书馆的发展提出建议:充分认识新兴格式馆藏建设的意义,加强数字化技术研究与基础设施建设,构建阅读与推广的新形态,重视数字策展能力建设,坚守图书馆作为时代智慧宝库的价值。

众源地理信息支持下的建成环境与户外慢跑关联交互

【目的】户外健身慢跑已成为城市居民提升健康水平的重要方式。探析城市建成环境与户外慢跑行为的关联交互,旨在为建立友好型人居环境提供科学依据。【方法】利用慢跑GPS轨迹、街景图片等众源地理大数据,在城市尺度测度户外慢跑行为和城市建成环境特征。采用地理探测器模型探究成都市主城区建成环境与慢跑行为的关联交互影响及其时空差异性。【结果】人口密度、土地利用混合度、公交站密度是户外慢跑空间分布的核心作用因子。建成环境因子两两交互后对慢跑流量的解释力均大于单因子,其中,人口密度和土地利用混合度二者的交互在50%程度上解释了慢跑活动的空间分异。部分环境因子对慢跑流量的交互影响会随着时间和土地利用类型的不同而变化。人口密度和土地利用混合度与其他建成环境因子呈现协同增强的交互影响,且核心交互因子对慢跑的解释力大小具有时空变化性。【结论】众源地理信息为大范围、低成本的感知测度人类行为和城市环境提供了新手段。系统解析建成环境对户外慢跑的关联交互影响,可为健康导向的城市设计提供决策建议。

基于情境引擎的车载导航交互设计研究

针对车载导航模式单一、无法根据情境差异动态改变交互策略导致用户体验不足的问题,本文提出了一种支持根据不同情境自适应车载导航交互策略的情境引擎模型。结合以用户为中心的设计流程(UCD)与情境感知理论,定义了汽车人机交互情境,并通过对典型驾驶用户进行跟车调研,提取关键情境要素,阐述了导航情境下情境引擎模型的自适应交互策略及原理,将用户对不同信息的需求程度映射至交互表现层的详细程度。进行了贴合驾驶员不同需求层级的导航HMI信息框架梳理与组件设计,对两个典型导航使用情境进行了交互界面设计与分析。结果表明,情境引擎能对各驾驶情境下的驾驶员需求进行自适应交互,可为智能座舱驾驶交互体验的优化与研发提供借鉴。

自然人机交互技术在雷达显控终端中的应用

针对当前雷达显控终端承担的操控任务多、操作步骤复杂等问题,提出了利用自然人机交互技术提升人机交互效率的方法。采用触控显示器、触控一体机、视频处理模块、语音处理模块、指纹识别模块、虚拟现实(VR)交互设备等,通过增加触控、语音、图像处理、VR、生物特征鉴权等多种自然人机交互技术拓展了人机交互的方式;根据雷达显控终端的交互情景,采用选择型多模态融合交互方式,大幅提高了雷达显控终端的人机交互效率,使得人机交互更为自然和舒适。VR交互设备在多维信息展示、场景仿真与推演、模拟训练等场合发挥了明显的优势,自然化和人机融合的智能交互方式将是未来的发展趋势。

学前儿童增强现实绘本交互体验影响因素研究

AR等数字技术在童书出版领域的探索与创新应用,颇受行业与研究者关注。研究旨在通过学前儿童AR绘本交互体验影响因素及其作用机制的探究,为提升儿童AR绘本的交互体验设计提供理论支持与实践参考。研究以CAC感知—情感—行为意愿理论模型为基础,采用心理学实验观察和儿童用户体验测量等方法 ,构建出交互体验影响因素模型,并使用PLS-SEM进行假设检验与模型评估。研究结果显示,交互界面、交互系统、交互功能均正向显著影响感知体验,在AR绘本的市场启动初期“交互功能”是影响交互体验的首要因素。从中可见:通过交互功能多模态感知可提升儿童自发探索与自我成就意愿;适度信息载荷与把握具象审美可形成正向界面感知;交互系统稳定高效可有效避免儿童消极情感与规避意图等,是提升儿童AR绘本用户交互体验的有效路径。

载人航天人机交互界面色彩设计方法研究

目的对载人航天人机交互界面的色彩设计方法流程进行了梳理和分析。方法遵循“以人为中心”的设计原则,从色彩空间与模型、色彩设计与人因、航天色彩设计范围、载人航天器色彩设计模型,以及载人航天器色彩设计与人因评价体系等方面,对载人航天器人机交互界面色彩设计方法流程体系进行了探讨。结果构建了载人航天色彩设计模型,阐述了完整的载人航天色彩设计方法流程体系。结论针对载人航天人机交互色彩设计方法的研究为航天员在轨环境中的生活品质及工作效能等相关领域的提高提供了有力支持,进一步增强了航天领域色彩设计与人因工程的重要性。

数字金融与经济高质量发展:双向赋能还是单向驱动——基于时空交互视角

本文以中国30个省份为研究对象,应用耦合协调度模型考察数字金融与经济高质量发展耦合协调时空演变特征,刻画两者相互影响、相互作用的典型事实后,构建空间联立方程模型研究数字金融与经济高质量发展的交互作用。研究发现:数字金融与经济高质量发展存在耦合协调关系,时序演化上两者耦合协调度呈现稳定上升趋势,且表现出区域间的差异性和收敛性,但仍存在较大提升空间;空间演变上表现为明显的“分散→聚集”特征。在本地内,数字金融与经济高质量发展已形成双向赋能的良性循环,数字金融赋能经济高质量发展存在“中部>西部>东部”的强度差异,经济高质量发展赋能数字金融的提质效应明显高于增量效应。在邻域内,仅存在着数字金融对经济高质量发展的单向驱动作用,暂未实现双向赋能。

基于氡同位素示踪的洞庭湖区枯水期湖水与地下水交互作用研究

洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同位素示踪法,定性和定量研究枯水期洞庭湖区地表水与地下水的交互作用关系与交互通量。枯水期洞庭湖区水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,尤以东洞庭湖最为显著。氡箱模型计算结果显示枯水期地下水排泄222 Rn通量为455.09 Bq/(m^(2)·d),占总输入222 Rn通量的60.07%,地下水排泄总量为0.29×10^(8)m^(3)/d,平均排泄速率为56.27 mm/d,地下水排泄对湖水的贡献率为7.04%。敏感性分析表明:风速、地下水和湖水222 Rn浓度以及湖面面积等参数较为敏感,合理布置取样点并提高敏感参数测量准确度能提高模型计算结果的可靠度。氡同位素示踪法物理意义明确、操作过程简便,是研究复杂区域地下水补、径、排特征的有效方法。研究成果一定程度上提供了洞庭湖区水量均衡的更多认识,可为洞庭湖区地下水资源评价和管理提供参考。

“媒介自延伸”:人机交互中知识权力话语模式变迁及潜在风险

以ChatGPT4.0为代表的生成式人工智能技术,不仅打破千百年来人类的话语主体地位,更冲出以人为本的“媒介即延伸”发展轴线,转向以媒介自我能力延伸的“媒介自延伸”之轨,人类知识权力话语模式的主体、特征以及权力关系受到巨大冲击。在梳理人类历史进程中不同媒介时代权力话语模式变迁基础上,采用扎根理论研究方法,对当下生成式人工智能引发的人机交互权力话语模式与特征进行分析,发现算法规制下的智能话语或将人类话语引入范式化与平庸化,造成机器知识内容权力宣示、庸语驱逐俗语以及情感话语蛊惑方面的潜在风险,需从个体“算法启蒙”及社会规制层面采取必要举措并进行反思。

基于工业基础类标准的钢结构BIM全数据交互技术

研究了适用于各类钢结构的基于工业基础类标准(IFC)的全数据交互技术,可以导出钢结构模型完整的几何信息与附加属性,使通用建筑BIM软件能够进行模型信息读取并编辑其中的参数化构件;可以将模型全信息导入钢结构主流详图设计软件Tekla进行解析并重生成结构模型,实现模型二次编辑与施工出图。经工程实例验证,该成果应用于钢结构建筑信息模型(BIM)数据交互时信息传递完整、模型转换质量高,避免了钢结构不同设计阶段的重复建模,极大提升了设计效率。

改进贝叶斯网络模型在起重作业人机交互差错风险分析中的应用

为量化分析起重作业人机交互差错风险,根据安全工效学原理及安全技术规范将起重作业人、机、环相关影响因素作为根节点,按照事故致因层次关联关系确定子节点,构建起重作业人机交互差错的3层级贝叶斯网络模型(Bayesian Network, BN);基于模糊集理论,采用认知可靠性与失误分析方法(Cognitive Reliability and Error Analysis Method, CREAM),厘定贝叶斯网络父节点失效概率以及中间节点条件概率;利用逆向推理仿真技术分析起重作业人机交互差错发生的因果链,探究起重伤害事故发生的人机交互差错风险。结果表明:起重作业人机交互差错最可能致因链为起重设备安全检查不到位→管理人员失误→人员操作失误→起重伤害事故发生;单因素失效条件下,起重作业人机交互差错风险概率呈线性增长趋势;在多因素失效条件下,一级节点因素失效概率愈大则人机交互差错效应愈显著,且呈现非线性增长态势。