Research on menu-typed man-machine interaction system of digital TIG welding machine

A digital man-machine interaction system controlled by communications between two processors of TMS320F240 and AT98C2051 was researched in the paper. The system is easy to set and modify welding process parameters by keyboards, and display information of welding site by LCD (Liquid Crystal Display). As one part of multi-task system about TIG welding machine, the coordination of man-machine interaction system with other tasks is the main point to the stability and reliability of its operation. Experiments result indicates that the system is stable, operation-flexible, high precision, and anti-interfering.

AI透明度和可靠性对人-AI协同决策绩效与信任的影响

目的探索AI透明度和可靠性对人-AI协同中人的决策行为及信任的影响。方法开展一项人-AI协同收入预测实验,实验采用双因素混合设计,其中AI透明度(低、中、高)为组间变量,AI可靠性(60%、75%、90%)为组内变量,共有54名受试者(男、女各27人)参与实验。实验收集了人的决策类型(四种情况:正确接受、错误接受、正确拒绝、错误拒绝)、决策时间、信任、决策正确率和AI依从率数据。结果当AI可靠性较高(75%和90%)时,透明度对人的决策影响不显著;当AI可靠性较低(60%)时,更高的透明度提高了人对AI的依从率。只有在AI给出正确建议时依从率才会增加,AI出错时的依从率(即过度依赖)不受透明度影响。此外,透明度对正确拒绝决策类型没有显著影响。结论透明度有助于提高人对AI的正确依赖,且透明度的增加对人识别AI错误的能力并没有显著的提高作用。

基于GASVM-HMM算法的飞行员操控意图识别

针对传统意图识别方法的识别单一性和实时性差的问题,提出基于GASVM-HMM算法的飞行员操控意图识别方法。20名被试者在A320飞行模拟器上进行测试,采集飞行过程中飞行员与显示屏和控制装置的交互动作数据,并建立操控意图数据集。方法将GA与SVM算法结合进行优化,提高识别的精度,并将GASVM层的输出转化为概率作为HMM层的输入值,进一步提高整体意图识别模型的准确性。与传统的算法进行对比后发现,GASVM-HMM算法的准确率较高,达到92.92%。最后进行实时验证,证明了算法的有效性。

面向任务的载人深潜人机交互信息重要度评估

为更好地识别复杂任务环境下深海载人潜水器驾驶舱人机交互信息重要度差异,提出一种基于复杂网络的人机交互信息重要度评估方法。以悬停采样任务为研究对象,运用决策阶梯模型及任务-网络建模技术识别复杂任务相关人机交互信息元及逻辑关联,构建交互信息复杂网络模型。基于网络拓扑特征参数,从节点间逻辑影响关系的角度提出节点全局及局部影响效应评估指标,结合解释结构模型层级权重指标对交互信息节点重要度综合值进行计算,得出悬停采样任务人机交互信息重要度排序。将排序结果与其他4种算法进行对比,在证明计算有效的基础上,邀请潜航员结合实际任务流程对交互信息进行主观重要度评估。结果显示,研究所得重要度排序结果与潜航员主观排序结果呈强相关,且对重要交互信息元的识别结果与潜航员主观感知相符合,验证了所提方法识别复杂任务人机交互信息重要度差异的有效性。

电商客服对话提示信息的双任务操作注意分配研究

目的 为研究双任务操作下,不同类型对话提示信息对电商客服注意分配的影响.方法 选取视觉呈现位置和三种常见提示音为自变量,设计了三种实验情景:只呈现两种位置差异的视觉信息、只呈现三种不同的听觉信息、同时呈现视听觉组合信息,对被试人员操作过程中的反应时及正确率进行了分析.结果 电商客服人员在同时接收视听觉对话提示信息时,存在注意分配,视觉上更偏向左侧,听觉上更偏向于机械提示音,当位于左侧的视觉对话提示信息与钢琴音同时出现时,电商客服的操作表现优于其他组合的视听觉对话提示信息.结论 研究对话提示信息双任务操作的注意分配,为电商企业提升客服注意力培训、设计对话提示信息具有一定指导意义.

新一代载人飞船卫生区功能性空间优化设计研究

目的开展中国新一代载人飞船卫生区的空间优化研究,探索功能性空间优化设计方法,提高载人飞船空间利用效率,同时提升航天员的舒适性体验。方法以中国空间站卫生区的功能和结构为依据,探讨中国新一代载人飞船卫生区功能组件的构成;依据航天员在微重力状态下使用卫生区的动作与姿态,建立卫生区空间布置的初步概念;根据卫生区的舱壁布局、微重力下航天员视野区域及最佳操作空间分析,开展相关功能组件建模,基于卫生区的人机交互节点,利用JACK软件进行仿真分析与评估,结合评估结果改进设计方案,并通过追踪航天员活动轨迹产生的包络体完成卫生区的空间优化。结论通过对比中国新一代载人飞船卫生区优化前后设计方案的舒适性、可操作性和空间尺寸,验证了功能性空间优化设计方法的有效性和可靠性,为载人航天器舒适性与集成化设计提供了参考。

基于动力定位平台的虚拟仿真系统

针对船舶动力定位平台控制方式和推力分配纯数字仿真可信度低,难以直观感受动力定位平台航行效果等问题,基于虚拟引擎构建了一套动力定位虚拟仿真平台。平台由虚拟仿真子平台、数值仿真子平台和数据管理系统组成。虚拟仿真子平台实现环境和人机交互、数值仿真子平台实现控制方式和推力分配算法仿真,数据管理系统传输数据驱动虚拟仿真平台,并在虚拟环境中实现动力定位平台的可视化。仿真结果表明,平台可有效地验证航行效果并能合理分配推力,对实验虚拟仿真的可视化设计具有促进作用。

基于主成分分析和层次分析法的科技创新量化考核算法

企业科技成果作为国家科技创新的重要组成部分,是科技创新的重要体现。如何科学评价新时期企业科技成果创新是一个普遍存在的问题,针对传统层次分析法(Analytical Hierarchy Process,AHP)在确定权重系数方面存在的不足,以国有企业科技创新评价为落脚点,提出一种基于主成分分析法(Principal Component Analysis,PCA)和AHP的科技创新量化考核方法,建立了国有企业科技创新量化考核指标要素信息库,构建新型科研平台科技创新能力考核指标体系。综合考虑了主客观因素,利用PCA得到指标层中各指标的重要度,通过AHP得到判断矩阵,提高判断矩阵的准确性和合理性。实验结果表明,采用基于PCA和AHP的科技创新量化考核算法得到的国有企业科技创新量化考核评估结果更加客观合理,并通过人机交互系统展示考核的分析结果。

空间机械臂操作子系统设计与实现

空间机械臂作为中国空间站建设和在轨运营的重要平台,具有自由度多、转动惯量大、操作精度高、模式多样等特点.针对空间机械臂在轨任务特点,建立了支持长期在轨、多模式工作的空间机械臂操作子系统.该操作子系统由机械臂操作台、虚拟仿真平台、显示器等构成,可满足多任务需求.通过对操作子系统的架构、工作模式、技术特点的分析,重点研究了操作子系统的多总线体系结构、多模态人机交互技术、力觉渲染算法,并根据地面验证和在轨试验,给出了空间机械臂操作子系统的验证情况.结果表明,空间机械臂操作子系统可有效模拟在轨任务,准确完成对机械臂的控制与精细操作,为支撑空间机械臂任务实施积累了经验和数据.

基于18-传感器数据手套手部交互模型的建立

虚拟现实技术应用到遥操作机器人系统中可以克服通信时延对系统的影响,其交互设备数据手套用作遥操作机器人系统的主端控制装置可以在人机交互中充分发挥手的自然性和灵巧性.介绍了美国Immersion公司生产的CyberGlove的特点及使用方法,接着分析了人体手部的生理结构,将手部运动自由度分解为手部姿态22个自由度和空间位置6个自由度.在建立虚拟手部模型的基础上,以具有18个传感器的数据手套作为手势输入设备,通过人体手部运动学模型建立了数据手套与虚拟手模型之间的联系,利用3DSMAX、OpenGL编程实现了人手与虚拟手模型的交互操作.

ACTION和Sweet-Home模式对我国智慧居家养老的启示

面对全球老龄化的趋势,国外一些国家在智慧居家养老服务理论与实践方面进行了有益探索,我国发展智慧居家养老服务也具有客观必然性。国外开展的ACTION模式为老年人及其家庭护理者提供可靠、信任的服务,一直被认为是欧洲信息通信技术在养老服务中应用的最好示范;由法国国家支持的以音频技术为基础设计的新的智能居家系统SweetHome也取得了很好的效果。阐述了ACTION模式和Sweet-Home模式的提出背景、体系构成、实施效果,借鉴其经验,对我国在模式设计、服务项目、参与主体和人才培养等方面发展智慧居家养老服务具有一定的启示。

石油钻井平台装备电动化进程及趋势

针对国内外电驱动管柱自动化作业装备开展技术研究,分析了美国Canrig公司钻台机器人、排管机器人、电动铁钻工、输管机器人,美国NOV公司钻台机器人及其相关自动化作业系统,法国道达尔公司巡检机器人7类产品的功能、特性等;论述了国内电动扶管手、二层台机械手、指梁、巡检机器人等技术和应用现状。通过技术对标分析得出:国内外石油钻机装备均向智能、高效、绿色化发展,钻井作业由传统人力操作逐步向自动化、智能化转变;国外装备在小体积大功率驱动、防尘防水、防爆防盐雾、多轴协同等关键技术突破方面优于国内,而其在产品多样性以及应用推广方面与国内差距明显。建议国内基于电传动系统的特点,突破传统理念,研发新型高效装备;以及在装备自主决策、故障诊断等方面加大技术攻关力度。研究结果可为我国石油钻井装备技术发展提供参考。

人-车-路虚拟仿真中人机交互模块开发

使用VisualC++6.0作为开发平台,论述了基于VegaAPI的人-车-路系统虚拟仿真中人机交互的实现原理,使用Di-rectX的DirectInput组件,实现了在主线程中转向、制动、加速等人机交互驾驶操作信号的读取,并给出了主要的伪代码实现。

基于STM32的农用节水灌溉控制系统研究与设计

近年来,常因忽视对农田的及时灌溉,导致部分农作物的死亡。对此,使用单片机设计一款可以实时监测并且进行精准节水灌溉的控制系统,主控芯片采用STM32F103C8T6。显示模块采用触摸显示屏显示温湿度、光照强度等信息,并实现人机交互;在检测到光照量不足的情况下,可以通过LED小灯进行补光;通过水泵进行抽水,实现按需按量自动浇水;检测液位模块通过水位感应器、蜂鸣器,感应水位并实现报警功能;手机通信模块通过Wi-Fi实现与手机之间的通信。

基于情感计算的E-Learning模型框架

针对目前E-Learning系统中情感缺失的现状,提出创建一个能感知、识别和理解学习者的情感,并能针对学习者的情感做出智能、灵敏、友好反应的E-Learning模型框架,它可以获取和识别每个学习者的学习表情,并能根据不同学习者的学习状态进行相应的调整,实现认知和情感相互协调的个性化E-Learning教学.

自动飞行系统飞行模式操作验证方法研究

现代民用飞机的自动飞行控制系统是主要的人机交互系统之一,其飞行模式操作控制功能由两大物理部分组成:FMCP硬件与自动飞行控制软件。对于复杂的人机交互功能的验证,需要采用面向开发过程的模型验证方法,首先由系统功能层级到功能模块层级逐级分解飞行模式操作控制功能开发架构,进而从功能模块层级到系统功能层级自下而上设计飞行模式操作控制功能验证架构,最后针对功能验证架构中的集成模型测试阶段,以FMCP速度视窗功能为例,通过对所有相关的人机操作进行分类定义,分别定义了速度目标值的状态转换与动作响应,进而针对定义梳理出完整的速度目标值状态转换与动作响应矩阵,矩阵中的每一个表格均对应着速度目标值的状态转换或者动作操作及其对应的响应情况。为自动飞行模式操作控制的集成模型验证提供了参考。

嵌入式控制系统在汽车自动化生产线运用分析

汽车自动化生产线中,嵌入式控制系统利用芯片技术,可实现实时控制功能,满足不同的配置和控制要求,促进自动化生产线发展和进步。基于此,分析了汽车嵌入式系统发展历程,从多方面研究了嵌入式控制系统在汽车自动化生产线中的运用优势,并重点从系统架构、硬件组成、软件设计和运用效果几大方面,探究了嵌入式控制系统在汽车自动化生产线中的运用方法,希望能够对相关工作提供一定帮助。

语音技术用于提高人-机系统工效的可行性研究(英文)

本研究将汉语语音输入与输出技术应用于计算机模拟的控制任务之中,其目的是考察在人-机系统中利用语音技术来提高操作控制工效的可行性。首先我们以微型计算机为基础,利用语音输入(识别)输出(合成)装置,操纵杆和模数转换器,采用汇编和C 语言混合编程,建立了一个多功能参数可拟式人-机交互控制的实验系统。然后,利用该系统进行双自由度目标控制以及在控制过程中进行数据输入的双重作业实验。根据目标提示和数字输入的不同方式,实验设计了语显键入(SK)、字显键入(CK)、语显语入(SS)和字显语入(CS)等四种作业。实验中,作业安排的次序完全随机化,避免了因实验设计造成的“非对称转移”效应。实验结果表明,作业SK 的平均操作反应时间(ORT)比作业CK 快6.3%, 作业SS 平均ORT 比作业CS 快5.8%;四种作业中,作业SS 的平均ORT 最短,个体差异最小,作业CK 的平均ORT 最长,个体差异最大。从对被试者总体操作反应错误的统计来看,被试者对语音显示的操作反应错误率(ORER)(2.75%)比对屏幕字符显示的ORER(5.38%)要低得多,但被试者用语音输入时的ORER(2.98%)却高于键盘输入方式(其ORER 为1.13%),此系由语音识别系统的性能限制及个别被试者语音变异性所致。这些结果说明,人们对语音显示信息的反应比字符屏显的反应明显的快且对接收语音命令更习惯自然、反应更准确,在多重作业中合适地加入语音输入方式能减轻操作员的工作负荷,从而比单纯的键控方式能获得更高的效率。我们认为,语音技术在人-机系统中的应用潜力很大,对于操作员视觉、手控和认知负荷较重的任务,合理地利用语音输入输出方式替代部分视觉和手控的功能,可望减轻操作人员的工作负荷,提高操作控制工效。同时,我们还需认识到语音装置应用不利的一面,那就是语音信号本身占时长,尤其对语音识别而言,其识别时间可能比手控方式长,出错率较高,抗噪性较差。因此,其应用场合必须谨慎选择,比如,对于需快速反应或应急的场合,便不宜使用语音装置。总之,语音输入输出技术提供了视觉和手控的一种替代方式,符合人的特点,将其用于提高人-机系统工效是可行的,但尚需对人、机、环境以及作业因素的相互作用作充分考虑。

AIGC的智能教育应用:智能教学系统的功能升级

智能教学系统作为个性化学习工具,在当下仍存在一些问题,如情感交互不足,教学资源预设性过强,不能根据学习者具体需求灵活生成等。当前井喷式发展的人工智能生成技术(artifical intelligence generated content,AIGC)以生成性和交互性的特点引起人们广泛关注。为加强智能教学系统的沉浸式体验,为学习者提供更为精准的个性化学习,此次研究设计融入AIGC技术的智能教学系统。该系统利用人工智能生成技术,实现了智能教学系统沉浸性交互更强、学习路径规划更精准和学习资源的生成更灵活。在系统中,通过对学生行为数据的分析,自动生成个性化的学习路径和推荐学习内容。此外,针对不同学习者需求,该系统智能生成多模态的教学工具和资源,如在线测试、练习和教学视频等,以满足不同学生的学习需求,实现虚拟教师参与的实时学习交互、细粒度数据采集助力的学习者精准评价和基于语义理解的个性化学习资源生成与推送。

基于事件相关电位的触控交互界面设计方法

针对触摸屏技术应用于民机驾驶舱带来的工效学设计问题,提出基于事件相关电位的触控交互界面设计方法。首先对人机界面视觉特征的属性进行分析,以形状和间距为例设计了六种触控交互界面。然后基于视觉搜索实验范式进行脑电实验设计,通过事件相关电位、反应时间、正确率以及主观评估结果探究视觉特征对操作人员表现的影响。最后基于模糊数学方法综合多种测量数据对人机工效进行了评价。实验发现,不同形状的触控组件之间的差异主要体现在P300上,不同间距的触控组件之间的差异主要体现在N1上。评价结果表明,触控组件在间距0~3.5 mm范围内,间距越大,受试对象的表现越好,使用该方法对民机驾驶舱触控界面人机工效进行评估具有可行性。