一项关于在载人/无人合作中为复杂信息系统设计直观接口的设计和多式联络评估的研究

科学领域:

• 人与计算机的交互
• 认知工程 认知工程
• 系统工程 系统工程

背景情况:

• 在载人/无人操作中,复杂的信息系统面临着高认知负载和低信息感知度的挑战.
• 现有的接口可能无法有效地支持动态,高风险环境中的运营商.

研究的目的:

• 提出和验证基于直观交互范式的界面优化方法.
• 在复杂的信息系统中增强情境意识,运营效率和任务有效性.
• 为了减少操作人员在载人/无人合作操作中的认知负载.

主要方法:

• 构建了一个三维信息架构,包括目标状态,无人机意图和情境参数.
• 进行了一项跨组控制实验,比较使用模拟战场任务的传统和直观接口.
• 收集的多式联络数据:操作人员的性能 (响应时间,准确性),眼运动数据 (固定,扫描路径) 和电脑图信号 (P300).
• 应用多式联运数据融合分析来评估接口优化效应.

主要成果:

• 直观的界面在情境意识,操作效率和任务有效性方面表现出卓越的表现.
• 使用直观接口的操作员表现出明显较低的NASA-TLX认知负载得分 (p=0.003).
• 具体的设计建议包括多目标状态的动态突出显示,无人机意图的语义编码,以及针对目标情况的标志性呈现.

结论:

• 直观交互模式为优化复杂的信息系统接口以实现载人/无人合作提供了一种可行的方法.
• 界面设计元素如动态突出显示,语义编码和图标化可以提高操作员的性能并减少认知负载.
• 研究结果为在动态,高风险的环境中设计有效的人机界面提供了理论基础.