人機互動的重點是“機器”？CCF-ADL專家詳解人類心理如何影響人機互動的打造

9 月 23 日-24 日，由中國計算機學會主辦的 ADL 學科前沿講習班《自然人機互動方法、技術與應用》邀請了國内人機互動領域的專家，從自然動作的模組化和優化、觸覺互動的關鍵技術、認知行為智能計算和互動自然性的心理學理論等方面對人機互動自然性的計算原理進行剖析，涉及原理、方法、技術和應用多方面的内容。

9 月 24 日下午，中國科學院心理研究所研究院、博導、副所長孫向紅主要從心理學的角度，分析了在人機互動領域，心理學研究的必要性和作用，以及人機系統中，要以人為重點，心理負荷又會帶來給人機互動帶來哪些影響。

講師孫向紅

活動現場，中國科學院心理研究所研究員、博導、副所長孫向紅做了以《面向人機互動問題的心理學研究與啟示》為主題的課程分享。孫向紅目前還擔任中國心理學會理事，工程心理學專業委員會主任，中國人類工效學會副秘書長、常務理事，中國人工智能學會理事。她長期從事工程心理學研究。研究領域集中在人心理學研究機界面設計與評價、駕駛行為、心理負荷與情境意識等。

此外，雷鋒網(公衆号：雷鋒網)了解到，她還獲得 2001 年度軍隊科技進步二等獎；2010 年度作為“中國軍人醫學與心理選撥系統與标準”的主要參與人獲得國家科技進步一等獎，在核心期刊和國際會議上發表論文 30 多篇。

人機互動跟人分不開，不管是什麼樣的機器，最終都是由人來使用。人與工具的關系可以回溯到緣故時代，大家發明各類工具，想要提高工作效率。

從 19 世紀末到 20 世紀初，已經有人開始進行人機互動與心理學的研究，代表人物有泰勒、吉爾布雷思、闵斯特洛格。

泰勒在每個時間段，對大家使用鐵鍬時的動作進行編碼，研究什麼樣的動作讓大家工作更有效率。

吉爾布雷思發現，搬磚勞工每次都要先挑揀表面較光滑的磚塊，然後抹上泥，建造房屋，這樣勞損程度很高。于是，他将整個流程優化，把勞工分為兩組，一組專門挑揀磚塊，另一組專門固定磚塊，這使總體工作效率提高了 200%。

德國心理學家闵斯特洛格進行了更為系統的理論分析。

二戰前，人們要去适應機器。二戰期間，機器界面越來越複雜，例如開飛機，不是所有人都适合開發飛機，大家開始注重機器如何适應人。二戰後，勞動力進入工廠，需要找到适合人來做的機器和裝置。

是以，研究人和機器、環境的互相作用及其何合理結合，使設計的機器和環境系統适合人的生理、心理等特點，進而達到在生産中提高安全、效率、健康和舒适。

人機界面從最早的勞動符合轉向界面監控，人機互動方式也從DOS指令，發展到 Windows 視窗，再到圖形界面。

左下圖為數控界面，盡管能清晰看到數字，但是無法得知數字變動的過程。什麼樣的界面更為合适也值得思考。

在人機互動領域，心理學研究的重點是人的能力與局限，以及人與産品和環境之間的互相關系，形成一套實驗資料庫與原則，用于指導好的系統設計。

強調的重點是人本身的特點（與工程相反，工程更偏重于技術的考慮），以及物品的設計如何影響人。

研究目标：

保障安全，提高效率，包括提高使用的友善程度、減少失誤和促進生産力發展； 提高人員價值，包括改善安全性、減輕疲勞和壓力、增加舒适感、增大使用者的接受程度、增加對工作的滿意程度以及提高生活品質。

其中涵蓋顯示界面和操作界面的人機互動問題。

例如，1979年美國三裡島核洩漏事故中，發現了不少這樣的問題，如控制闆設定不一緻；重要的控制器難以夠到或許多顯示器難以看到；違背了刺激——反應相容性原則；組織和功能混淆。駕駛座艙内的儀盤表，顯示界面上顯示的内容，是否與個體心理預期一緻，是否與系統的實體反應一，等等。

人體測量學研究也是必要的，像座椅的高度、靠背等；終端螢幕角度、廣度、對比、顔色；是否符合視覺要求。設計要具有适應不同個體的差異，具有可調節性；外在環境，如溫度、适度、空氣流動、噪音、工作負荷等是否能使操作者達到最大工作狀态等。

人員選撥方面，需要評估認為差錯，根據這些差錯進行有針對性的裝置設計和人員訓練。

基礎研究用于探知個體行為背後的大腦技能，如腦電、功能性磁共振成像、生理回報、眼動等方法。

人因資料庫的建立，為行業提供人因學規範。

人機系統是由人和機器組成的系統。

人機資訊交換的基本模式，是從輸入到顯示器，傳達到人的五官，再到大腦進行資訊處理。如果資訊傳送的非常順暢，顯示和控制也是正常的。如果不順暢，就容易出事故。

人機系統中整個互動過程，不隻是一個動作，會受到其他各方面因素的影響。

人機互動，除了人，産品、使用場景、文化背景、社會因素、使用者等，都會對使用者體驗産生一定的影響。

人機系統中，需要以人為核心，重點考慮。

影響界面設計的因素包括：認知因素、情感因素、特殊群體和特殊環境。

心理負荷有必要重點考慮。它是指機關時間内人承受的心理工作量，表現為認知思維、判斷或情緒等符合。

心理負荷的研究是必要的。人機互動過程中，由于資訊量增加，顯示和操作空間不足，系統複雜導緻“失控感”增加，剩餘資源減少導緻處理突發事件的能力下降，這些都使得心理負荷問題日益突出。

同時，低負荷和高負荷現象增加，将影響健康狀況、工作動機和工作态度。未來，心理負荷評測可成為人機互動自然性的重要名額。

未來的發展趨勢包括注重揭示複雜行為認知神經機制；注重對複雜行為的計算模組化；注重于人工智能的深度融合；注重各種極端環境下的心理行為探讨。

正如孫向紅提到的，談起人機互動，我們似乎總離不開技術，但“機器是無法取代人的”，而在人機互動中，人的因素更是最需要值得關注的。雷鋒網覺得對于一些交叉學科，像心理學的研究，也是人機互動領域中值得探索的方向。

本文作者：田苗