人机交互

人机交互（精选8篇）

人机交互 篇1

人机交互课程报告

专业： 班级： 姓名： 学号：

软件工程 软件11A 沈艳 1112800133

1、新一波怪物来袭！——关于《保卫萝卜2》的分析

《保卫萝卜2：极地冒险》是一款超萌的休闲塔防游戏，在保卫各种萝卜的基础上增加了包括雪地、天际、冰河在内的6个主题场景，101个全新的关卡以及包括冒险闯关、BOSS限时、怪物堡垒、终极对决等6个模式，还增加了全新的“分体怪”，而且每关还有特殊任务，这对追求完美的人来说，增加了游戏难度。本文将从人机交互方面来解析该游戏。

一、画面：清新依旧，灾难临头也要将卖萌进行到底！

众所周之，在《保卫萝卜1》中，由于画面走的可爱路线受到许多少女玩家们的喜爱，而《保卫萝卜2》也依旧走的此路线，各种萝卜以及各种怪物都非常的萌，扑面而来的依然是一股小清新的微风。

画面：

在卖萌路上 一条道走到黑！

1、摇摇晃晃卖萌耍贱的小胡萝卜

2、那些恍如饿死鬼投胎、偌大个世界只盯着这一根小萝卜的敌人

3、连怪物堡垒也开始走上了卖萌的不归路！

画风：

走的是奇葩怪异的恶心萌路线，相较于超硬的写实派显得不那么严肃，跟纯粹的Q版软萌系相比又不那么低龄化，符合当今大众娱乐一切的心理。

画质：

《保卫萝卜》一直保持这可爱加超萌的画面风格，而新作在保持原有画质的基础上，画面精简了很多，不会让玩家在出现眼冒金星的感觉。

音效：

在保卫萝卜2之极地冒险里为了和极地冒险的主题有所呼应，在配乐上不再使用那种闹腾的以鼓点为主要配器的电子音乐，而是转换成了风格较为轻快的电子琴音效，和重低音贝斯搭配在一起有种儿童舞曲的感觉。

同时，在《保卫萝卜2》中，场景也选在了冰天雪地的极地冰川里，满眼的冰川雪地，炎炎夏日，想不清凉都不行啊！

二、操作：大屏给力，小屏坑爹

《萝卜2》的玩法非常简单，只要通过合理的摆放炮塔，抵抗怪物的攻击并消灭它们就可以了。操作方面同样很简单，只需要在地图中闲置的区域中防止炮塔并升级即可，新作中的炮塔会变大并且火力也会变的更强。

1、可建造炮塔位置不难找

游戏中的某些关卡挑战性比较强，一方面是前期可建造的炮塔位置非常少，另一方面又有限时完成的额外任务，这个时候有不少玩家在游戏开始时就混乱了，不知道哪里可以建炮塔，白白耽误时间。因此，在开始游戏前的倒计时阶段，《萝卜2》将建造炮塔的位置用虚线标出来的，避免玩家找不到位置，思维混乱。

2、“一指点天下”：

只需要点击空地建造、升级炮塔或是指定攻击对象。这样的操作方式是触控设备所通用的，实际操作起来比鼠标更为顺手。

3、问题：点击准确度

过小的屏幕导致经常会出现误操作（炮塔修错位置、本想升级却卖掉了炮塔或是本想卖掉却误点成升级等），特别是对于手指较粗的玩家来说，小屏幕上的操作体验是很糟糕的。

三、数值设计：

1、重复挑战性

平衡的数值，让玩家愿意不断的重复挑战。

2、适当的随机性

部分关卡的障碍物被打碎之后，会随机出现一些炮塔。（而某些关卡的是固定）

3、节奏感

塔防的游戏节奏感很重要，N波小兵送钱，然后马上来一波强势的，一般初次都较难守住。

4、战略性

玩家需要重新制定战略（简单战略），将炮塔位置、等级、搭配重新部署，并迎接挑战印证自己的战略是否有效。

四、关卡设置：

1、取消主题模式 引进大地图

森林、海底、沙漠、云层，多样性的地图，以及每一个地图中的小场景，《保卫萝卜2：极地冒险》将关卡设置成了地图的形式，这样的设计使游戏更加人性化并将每个区域用地图的方式连接起来，能够给玩家们带来更加直观的体验效果。

2、新增模式：

“双出口”模式：在一个关卡中会有两个出口同时出现怪物，这种难度极大的玩法让玩家在体验中异常的抓狂，玩了几次都以失败告终，也刺激了玩家的好胜心，增加游戏乐趣。

“怪物堡垒”模式：怪物堡垒的模式，在这个模式中会有一个怪物堡垒源源不断的冒出怪物，玩家不仅要保证萝卜不被吃掉，还要在防守的同时消灭这个讨人厌的怪物堡垒

“随机炮塔”：在关卡中玩家无法自主选择搭建的炮塔，只能通过花费200金币进行随机抽奖。不得不说，这个模式让一些完美党抓狂不已，甚至有点败笔之嫌——原因在于随机关卡同样有额外任务，并且坑爹的是，这些额外任务往往要求玩家使用/升级特定炮塔，毕竟人品这玩意属于不可控因素，如果人品不好很可能挑战数次也抽不到想要的炮塔。

“分裂怪”：人见人恨的“分体怪”是怪物们在与保卫者漫长地对抗中神奇地进化了，每一个分体怪在被消灭的最后一刻会瞬间放出5个极速飞奔的小怪物叽叽喳喳地扑向萝卜，这对于保卫者而言无疑是可怕的挑战。

3、炮塔解锁 ：

游戏里有14个炮塔需要每过一关，解锁一个，每个炮塔都有特色功能，比如“便便”，不但名字有趣，而且战斗能力强大，拥有减速特技。这样的设置保持着玩家好奇心，期待下次会有什么不一样的炮塔出现，同样也增加了游戏的乐趣。

4、额外任务：

类似《植物大战僵尸2》星星设定的过关附加条件，使得游戏过程更加富有战略性，比较良心的是，本作中的额外任务并不需要玩家将同一关卡反复挑战4次，只要你有能力，完全可以在攻关同时取得完成三个额外任务。这种设计既让玩家不会觉得游戏过于简单，又满足了玩家的成就感。

五、社交：

如今是个手机游戏都要加入点社交要素，彷佛你的游戏是个纯单机都不好意思出门和人打招呼。《保卫萝卜2》作为本土游戏开发商制作的产品，社交要素自然也和国内流行的社交平台新浪微薄挂钩。在游戏中只要在设置中用自己的新浪微博账号登陆游戏，就会发生游戏的界面产生了变化，可以在大地图上直观的看到自己和好友的游戏进程，并通过排行榜炫耀自己的游戏成绩（根据金萝卜和水晶萝卜的数量排行）。

不过《保卫萝卜2》毕竟是一款单机游戏，社交系统无可避免地处于较弱的部分，在游戏中社交功能仅仅是查看朋友的进度和游戏排行榜，远远无法和其他以网络要素为主的游戏比肩，最致命的部分是好友之间无法形成互动，可以说玩家登陆后对游戏没有产生任何实际性的影响，不处于Wi-Fi环境时很难让人产生登陆的欲望。

六、小总结：

1、对比性：

很明显，《萝卜2》的对比性十分强烈，不论是每个关卡上的地图设置，还是怪物以及炮塔，元素与元素都截然不同，整个界面看起来十分有意思。

2、重复性：

《萝卜2》中，怪物、场景中的物体都比较重复，场景中物体也都类似，但风格统一，仅仅稍微改变一下，从而改变玩家的视觉效果。这样可以让玩家的思路清晰，不易产生紊乱情绪。

3、对齐性：

个人认为，《萝卜2》本身的设计的对齐性仅仅体现在游戏界面的顶端和低端，而界面中间部分，杂乱无章，但也是因为这样，整个界面看起来才会更加有意思。

4、亲密性：

《萝卜2》中，场景里的物体摆放看似杂乱，但是却形成了一个视觉单元，而不是单个的个体，炮台建立完成后，玩家可以根据自己的爱好来摆放，充分考虑了玩家的心理。

2、浅谈去哪儿网手机App人机交互设计

一、初始界面：

打开去哪儿网手机客户端，初始界面设计很简洁、友好。进入首页，各模块排列整齐，并且图标等设计业很简单、大方，让人一目了然。

二、机票预定：

机票搜索界面设计简单明了，让用户能很快上手，使用简便。去哪儿网还提供了特价机票、价格趋势、低价提醒、航班选座、机场服务、航班动态等服务。值得一说的是，去哪儿网的用户定位系统做的很好，无论你在哪里，都能快速找到你的位置。

1、特价机票：进入特价机票界面时，仅仅提供显示出发城市的所有机票的功能，不能筛选目的城市，这样用户用起来就不是很方便了。

2、价格趋势：机票价格趋势图让用户能很快清楚最近机票的价格波动趋势，方便用户聪明的选择出行日期。

3、航班选座：航班选座可以让用户能够选择自己喜欢的位置，例如靠窗等，但办理略显麻烦，需要填写各类数据，有点鸡肋。

3、语音订票：去哪儿网客户端采用语音课识别固定条件搜素(如航空公司、时间以及起始)，机票的预定，可以通过语音来实现。在机票搜索界面下，点击语音图标，即可使用语音功能代替选取方式。语音预定的好处就是，用户免去了传统模式下的，选取起始点、日期以及航空公司的麻烦，而一步到位将目标机票查询到。

4、低价提醒：可以称得上是去哪儿旅游客户端中，最为人性化的功能之一了。因为普通用户不可能时时刻刻都会打开客户端去查看自己所关心的机票信息，而当去哪儿旅游客户端在更新了这些低价折扣机票之后，能自动地通过手机来提醒用户。

三、酒店预定：

进入酒店预订界面，可以发现，界面都是保持一样的风格，都是以简约为主，同时，酒店预订也支持语音预订。酒店预订的筛选条件也是十分齐全的，让用户可以选到称心如意的酒店。

另外，在特色服务方面，去哪儿旅游客户端推出了夜销酒店功能项，即是用户在每晚6点后，在北京、上海、广州、杭州等103座城市，从五星级豪华酒店到经济连锁酒店和公寓式酒店三折起销售。这可以让用户花最少的钱，享受最高档的服务。但该业务也仅仅提供城市的选择，而不能直接筛选出用户想要的酒店，这一点用起来不是很方便。如果能够加上如同机票的低价提醒一样的功能，设置酒店的低价提醒就更加完善了。

四、打车业务：

去哪儿网客户端提供打车业务，在特定的时间，例如，深夜较晚、凌晨较早的时间，根据用户当前所处的位置进行定位，结合用户需要到达的目的地，输入联系人信息(联系人电话)，就可以预约出租车，操作简单快捷。

同时客户端还提供接送机功能，被叫出租车所提供预约或者是包车业务。进行手机端的在线预约，那么无论是用户到了哪里，都可以随时完成预约或者是包车业务。在最顶端的位置上，很容易找到“快速送机通道”。点击进入，此时系统将自动跳转到预约界面，手机的定位功能打开之后，去哪儿系统还能自动判断用户当前所处的城市，并找到当前城市所在的飞机场，非常的快捷简单。

六、去哪儿旅游客户端景点、门票业务

去哪儿旅游客户端景点门票板块，系统将国内主要的热门旅游城市列示出来，下方位置上，用户当前所处的位置也会被定位出来，直接点击即可查询用户周边的相关景点。

1、身边搜索

去哪儿旅游客户端身边搜索功能强大，包括美食、景点、休闲娱乐、生活服务、美甲、配镜等等，覆盖吃住行游购娱全面信息。身边搜索同时还精选推荐和城市特色多维度旅游城市推荐。如果信息过多，还可以进行条件筛选，方便用户能快速找到想要的信息。

2、门票业务：

去哪儿网客户端将所有信息汇总，用户通过选择城市可以查看景点的门票信息，并且可以直接在客户端购买门票，在线支付。支付方式也多种多样供用户选择。

七、火车票服务

去哪儿网客户端提供火车票预订业务，让用户可以直接在上面预订火车票，而不用再登录到12306网站上去，避免用户在手机上安装各类证书以保证12306的正常运行。同时，客户端还提供了各类不同的筛选条件，方便用户能选到合适的车次。在列车信息的顶端，还有显示特价机票的价格，方便用户进行对比选择。火车票预订业务的操作也不复杂，添加乘客信息只需要填写身份证号码即可。但是这有个弊端，就是不能再这里购买儿童票和学生票，这对于学生用户来说，很不方便，也没有使用这个功能的意义了。

八、退出功能

左手拇指接触客界面左上角位置快速返回，但有的手机屏幕太大，左上角的返回键就显得很不方便了。去哪儿旅游客户端在每一个功能服务板块内，都可以通过左右滑行的方式来实现进入、退出的操作。

九、小结：

去哪儿旅游客户端的操作简便，用户能很快上手，不用花费过多的时间学习使用，也提供了一定的操作提示。界面设计简洁大方，让人一目了然，不会产生混乱，不知道该如何下手的感觉。按键摆放合理，值得一提的是，去哪儿手机客户端的按键反馈是以指纹的形式显示的，让人感觉很真实。

去哪儿网客户端通过加载条显示的文字来告诉用户当前所处的位置以及当前在做什么，尤其是在响应时间较长时，让用户时刻清楚每一个交互动作的含义；通过使用列表选择、简化对话步骤、对共同输入内容设置默认值、系统自动填入用户已输入过的内容等方法，尽可能减轻用户记忆。

去哪儿旅游客户端，是去哪儿网整合了平台资源后的一个浓缩移动产品，在用户面前，这个手机客户端可谓是“麻雀虽小，五脏俱全”，网页端所能实现的功能，几乎都可以在本手机客户端中实现。这样，去哪儿网，等于说将一个国内主打旅游搜索、机票酒店预定服务为亮点产品网站的服务，搬到了手机上，完美实现了用户的时刻需求

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

人机交互 篇2

关键词：产品设计,行为方式,人机交互,人人交互

人机交互理论在产品设计的发展进程中发挥了重要作用,科技高度发展的今天,产品人机交互过程中可用性和易用性的问题,可以通过技术手段一一解决。对产品的设计、定位已逐渐从使用层面深入到情感层面,探讨人与人之间的交流互动形式,成为设计的新需求。

1 产品所扮演的角色的转变

工业产品是工业革命的产物,它是时代经济、技术和文化的物化成果。同时作为经济社会的物质基石,产品所扮演的角色也随着社会经济形态的变化而变化。一直以来,产品是为了满足人的各种需要而存在的,产品所扮演的角色长期处于人类生活的附属品。而今天,随着工业设计学科的发展,在综合了心理学、社会学、美学等诸多学科对设计的探索与指导后,越来越多的设计师意识到成功的产品设计已不再只是高科技内容的附庸,而是更多关注产品强大功能对于使用者的实际有效性,产品更应体现出它的社会价值与人文关怀。

2 设计的目的的转变

设计要解决的是“人—机—环境—社会”(图1)系统中出现的问题。设计通过采用各种技术手段,发现并解决人们生活中的问题,最大程度地实现该系统的和谐。以往以实用功能为出发点的设计主要解决的是“人—机”系统的问题,即设计的产品能够更好的被人使用。这个更好的被人使用则更多指的是操作的简便性、快捷性,产品的意义也仅停留在“工具”这个层面。而当今,在“以人为本”的设计思想的影响下,在产品设计中融入人文理念,设计如何更好地体现对人的关怀,如何更容易获得人们内心的认可和接受,是设计师应认真思考的深刻问题,也是科技高度发展的今天用户情感和心理需求的体现。正如美国著名经济学家、社会学家托夫勒所说:“人类需要高技术,更需要高情感,人们的购物过程不仅满足的是物质需要,还有文化上的需要。产品一旦被赋予某种美好的情感,就会缩短人与产品在情感上的距离,出现购买行为上的文化认同。”正是人们精神层面的追求和自身价值观念的需求不断造就了产品的崭新面貌,反过来,产品也通过传达某种诉求而影响着人们的生活文化,并导致新的文化形态的形成。这样,设计才能将“人—机—环境—社会”这个大系统中的各个环节都体现出来。

3 人的行为方式的探讨

人的行为不是孤立存在的,人的行为在支配自身的同时也对周围的环境产生着影响。人的行为方式既是人与产品之间交互方式的关键因素,也是研究产品的前提和基础,是设计师进行创新的思维过程。同时,人的行为也是自身思想的外在表现形式。探讨人的行为方式,寻求人与物之间的独特并且合理的相处模式,会给产品与人类之间带来崭新的景象,甚至是可以颠覆传统的新思维、新模式。因此,产品本身所具有的改变和影响人的行为的能力,使得它必然承担起引导人们合理使用产品,并向人们传达正确的思想观念,鼓励人们追求积极的自身价值,寻求和谐的使用环境的职责。强调人、产品、环境、社会之间相互依存、互促共生的关系,已是未来社会发展的必然趋势,也是人们内心的共同诉求。更为重要的是,我们设计产品不单纯是设计了产品本身,同时也设计了人与人之间、人与产品之间的关系,也设计了人的行为方式。

4 人人交互系统概念的提出

通过上述分析,我们可以看到,时代经济、技术和文化的变革使得产品的角色由单纯的“工具”转变成富有多重意义的物质载体。设计越来越注重使用者在使用产品时的心理感受。设计的目的也由单纯的满足用户的使用功能上升到获得良好的情感体验和文化认同。更为重要的是,我们希望产品还能够引导人的行为方式,使人与人之间,人与产品之间能够形成良好的关系。这些转变和期望带给我们一条新的产品设计思路,即设计师制造并控制用户期望,把对产品的设计仅仅作为设计的中间环节,使产品的使用过程变成设计师与用户的交流或用户与用户的交流,实现人与人的互动,即人人交互(图2)。

4.1 人人交互系统的要素

1) 系统终端

从系统模型中,我们可以清楚的看到,位于模型终端的均是“人”。一端是系统的主动端——设计师,另一端是系统的从动端——用户。处于产品后台的设计师可以藉由产品向用户传达某种情感、信息、理念,用产品“说话”,与用户沟通。用户是产品或平台的使用者,是人人交互系统中参与交互的另一方。用户通过使用产品或是平台实现设计师的设计构想,对产品的功能、语义作出反馈,“倾听”、认同设计师的设计意图,从而完成人人交互。

2) 系统状态

该系统最终实现的是设计师与用户之间的对话。处在系统主动端的设计师通过对产品、信息或服务的设计,向处在系统联动端的用户传达某种信息,实现设计师与用户的交流互动。世界著名未来学家约翰?奈斯比特认为:“无论何处都需要有补偿性的高情感。我们的社会里高技术越多,就越希望创造高情感的环境。用技术的软件一面来平衡硬性的一面。”设计师通过设计,对产品进行编码,赋予产品特定的内涵。用户的使用过程既是获得产品功能的过程,也是进行解码,接受设计师所传达的语义的过程。人人交互系统关注的是技术背后使用者的接受状态。

向全世界提供了第一台个人计算机的IBM公司,希望个人计算机的设计远远超出用户和机器的共同“工作”,而是致力于在用户和个人计算机之间建立起深刻的关系,赋予个人计算机更多的生命和乐趣,建立人机之间的友谊。因而IBM的设计师在设计中常常要考虑一件产品或者一个网站所能唤起用户的生理或心理感觉,寻求各种方式进行内心的感受和沟通。这些方式通过硬件技术和软件设计进行“编码”,用户在对个人计算机的使用过程中与机器互动,进行“解码”,实现人人交互系统的状态———相互拥有、相互游戏,不仅仅是工作,而且是生活。

3) 交互媒介

人人交互系统中的媒介可以是实体的产品,也可以是软件平台,甚至可以是服务理念,只要这种媒介可以准确、翔实的向使用者传达设计师的设计意图。设计师通过交互媒介向用户传达出积极的、美好的产品理念,鼓励人们做出积极的行为;规范并引导用户合理的操作,从而保护自身和公共的利益;及时给予用户明确的反馈,肯定用户在使用产品过程中心理产生的譬如成就感、正义感、富有爱心的感觉,从而使得用户获得满足,并反过来促进以后继续实现这样的行为。

在荷兰的史基浦机场,垃圾桶的开口处被设计制作成类似于篮球场上篮筐的形状,下方套着一只塑料袋,人们处理垃圾时只要将垃圾像投掷篮球一样就可“投”进去。事实上,许多人常常都不是将垃圾小心“塞”进去,而是随意地“投”进去的,这种垃圾桶正好迎合了人们“投篮”的欲望。在这里,设计师以一种不经意的、温和的,并且是非常生动的方式,通过“篮筐垃圾桶”这个媒介与使用者交流,引导了人们的行为习惯,实现了人人交互。

4) 交互方式

从人人交互系统模型中,我们可以清楚地看到,人人交互的实现通过设计师与产品、用户与产品两次人机交互,它的交互方式仍然依赖人机交互系统。人机交互系统中,人与产品之间信息的输入和输出形式多种多样,进而形成各种不相同的交互方式。现实生活中人的情感交流过眼神、声音、气味、味道、肢体语言、面部表情、语气语调等各种方式实现。在人人交互系统中,设计师应思考人的情感交流方式,选择更易用户解读的交互方式进行编码,如,数据交互、图像交互、语音交互、行为交互(图3)等。

5 人人交互系统应用举例

以研究购物而闻名的V·帕卡特在《隐藏的说服者》一书中说道:“如果你卖的不是油而是希望,如果卖的不是橘子而是新鲜的活力,那将会怎样?”产品设计发展的新思路也正是如此,设计师所设计的,不仅是一个代替人完成工作的工具,更应该是一种精神、品质、信念、态度的传达。

图4是利用废弃包装做的灯具设计,在这个产品中,设计师通过废物利用的设计手法,使废旧产品循环利用,润物无声的传达给使用者环保、绿色的设计理念,实现了设计师与使用者之间的精神交流。

图5是个有跳字显示的水龙头,它的设计者Reamon Yu表示:“水龙头如显示出开了水龙头的时间,洗手者知道自己一直在用水,会自自然然地早点关水龙头,从而达到节省用水的目标。”这个设计以数据交互的方式从信息的反馈上使得本来无形的用水量变得直观起来,并对使用者产生有效的提示作用。

图6是名为IM的网络附件设计,将IM小人用USB接到电脑中,指定一位好友,好友上线,小人站起,好友下线,小人则倒下。用小人的形象直观的反应好友的状态,利用图像和行为交互使用户自然地将“小人站起”和“好友上线”之间建立起对应关系,通过IM小人,实现用户对网络另一端的好友状态的了解。

6 结束语

人人交互系统的建立使用户对产品的使用体验呈现出一种新的状态和面貌。通过对人的行为方式和使用体验的观察、记录和总结,我们希望设计师通过对人人交互方式的巧妙设计,能够跨越人机交互的技术层面,实现人与人之间更好的沟通。

参考文献

[1]李乐山.工业设计心理学[M].北京:高等教育出版社,2004.

[2]唐纳德.A.诺曼.情感化设计[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]王效杰.工业设计-解析优秀个案[M].北京:中国轻工业出版社,2009.

[4]刘永翔.基于产品可用性的人机界面交互设计研究[J].包装工程,2008(4).

人机交互的进化 篇3

我们要操作和使用计算机，首先就要和机器进行信息交流。通过周边设备如鼠标和键盘，我们可以把信息传递给计算机，而计算机在屏幕上展示软件对象，则是把信息传递给我们。

随着计算机逐渐渗透到生活中的方方面面，人和机器的交流也就变得越发重要，而设计、评估和实现供人类使用的交互式计算机系统已经成为了一个专门的学科——人机交互(HumanComputer Interaction)。这是一门涉及计算机科学、行为科学、认知心理学、设计学等不同领域，同时包含了软硬件设计的交叉性学科。

伴随着计算机的发展，人机交互也在不断进化，硬件上从早期计算机使用的穿孔卡片，到键盘、鼠标，手写板，单点触控和多点触控，再到3D体感控制器等。软件上则从命令行到图形用户界面(GuI)，到手写识别、语音控制和视觉交互等。人机交互的进化使得计算机本身变得更加易用，而人们在接触新的计算机设备时，上手也变得更迅速了。进化的总体趋势就是让交互方式更接近于人类自然交流方式，从键盘输入变为手势、人体动作、语音甚至是感知。

GUI和鼠标的诞生

在人机交互发展的历史上，GUI和鼠标、键盘的发明都称得上是重大的突破。人机交互的重要原则是用户至上、尽量减少用户记忆负担和保持一致性，GUI提高了易用性和学习效率，鼠标则提高了操作性，它们的出现改进了计算机的可用性。对技术史了解不多的计算机用户会认为是苹果公司在GUI和鼠标的创造过程中做出了重大贡献，其实，真正带来这些革命的是另一家公司——施乐(Xerox)，以及斯坦福大学研究院(SRI)。

1970年，施乐在帕洛阿尔托建立了一个研究数字技术的研究中心(PARC)。在人机交互发展史上，PARC和SRI都具有举足轻重的地位。PARC于1973年推出了第一种使用GUI的施乐Alto计算机，以今天的眼光看简陋至极，但我们所熟悉的GUI就是从如此古朴原始的界面发展而来。

而鼠标的来历则要复杂一些。麻省理工电子工程博士伊凡·萨瑟兰(IvanEdward Sutherland)创造了最早的交互式图形系统Sketchpad，这也是他博士论文的主题。Sketchpad为计算机图形学带来了重大突破，人机交互方式从此彻底发生改变。伊凡·萨瑟兰也因此于1988年获得ACM颁发的计算机界的最高奖图灵奖。

SketchPad的工作原理是：使用手持物体如光笔在计算机屏幕表面移动，通过一个光栅系统测量光笔在水平和垂直两个方向上的运动，在屏幕上重建笔移动所生成的线条、点和圆弧，这些图形对象可以任意处理和操作，创建的图形随后存人内存，可以在以后重新调用进行处理。今天看来这已经是理所当然，但在五十年前，“直接操作图形对象”是革命性的，它开创了计算机辅助设计(cAD)这个新领域。

在Sketchpad的启发下，SRI的道格拉斯·恩格尔巴特(Dottalas c.Engelbart)设计和开发了首个使用鼠标(只有一个按键)的计算机协作系统oN-Line System(NLS)。NLS于1968年12月9日在旧金山公开展示，它包含了第一个实用的鼠标，研究人员还演示了超文本、目标寻址和动态文档链接，以及两个位于不同地点用户之间的联网语音和视频对话。恩格尔巴特的团队从1962年开始研究NLS，得到了美国国防部高级研究计划署、美国航天局和美国空军的资助。这次演示在科技史上意义深远，被誉为“所有展示之母”(TheMother of AU Demos)，可能连恩格尔巴特也没有预想到，仅仅几十年，几乎所有人都能体验到NLS所展示的一切创新。

恩格尔巴特在1970年获得了“用于显示的X-Y位置指示器”专利，因指示器有一个类似老鼠的长尾巴而取绰号为“鼠标”。在鼠标发明之后，恩格尔巴特团队的多名工程师在1976年左右加入了PARC。至此，施乐不仅拥有了图形用户界面GUI，也有了鼠标。

随后，施乐在1981年推出了XeroxStar，这是第一个结合鼠标、GUI、图标、文件夹、以太网网络、所见即所得(WYSIWYG)编辑器、文件服务，打印服务和电子邮件的商业计算机工作站。由于价格昂贵，Xerox Star未能打开市场，施乐最终退出了个人电脑市场。Xerox Star虽然商业上并不成功，但却影响到了后来的许多产品，如苹果Lisa和Macintosh电脑，微软的Windows，IBM OS／2等。

伟大的艺术家偷窃

在施乐之后，真正把鼠标和GUI带给一般用户的则是苹果公司。苹果与施乐有着千丝万缕的联系，许多苹果的著名工程师和设计师最初都是施乐雇员。前苹果首席科学家拉瑞·特斯勒(LaHyTler)是人机交互领域的先驱，在1980年加盟苹果前，从1973年到1980年一直在施乐的帕洛阿尔托研究中心(PARC)工作。

1979年，苹果创始人史蒂夫·乔布斯(seve JobS)参观了PARC。PARC当时是硅谷的创新中心，被形容为“富有邻居”，而苹果公司当时是硅谷炙手可热的科技创业公司，正筹备上市发行股票。乔布斯提议让施乐购买价值一百万美元的10万优先股，换取访问PARC之行。PARC的某些人认为这次“放海盗进门”的主意是“精神失常”。《纽约客》形容乔布斯的访问是“狐狸进了鸡窝”。他对由窗口、图标和菜单构成的图形用户界面(GuI)留下了深刻印象，特斯勒演示了鼠标控制显示屏上的光标，键盘命令和GUI。特斯勒回忆说，乔布斯当时十分兴奋，大喊“这是革命”。乔布斯回去之后，立即让工程师复制施乐的GUI，如菜单和视窗，以及鼠标。当然他没有完全照搬，而是在施乐的基础上进行了创新和改进，如当时施乐的鼠标有三个按键，成本300美元，而苹果将鼠标简化到只有一个键，成本只需15美元。苹果设计师一并设计了菜单栏、下拉式菜单和回收站，都比施乐的GUI更精简。最终，苹果Maci8ntosh电脑将深藏在实验室中的新技术真正带给了普罗大众。

施乐也曾经试图保护其GUI知识产权，在苹果起诉微软抄袭Macintosh用户界面后，施乐也于1989年起诉了苹果，但因为过了三年的诉讼时效而未予受理。苹果的诉讼则在1994年遭挫败。至于鼠标，情况也类似，苹果在1983年推出的Apple LiSa上就采用了类似的鼠标输入设备。虽然恩格尔巴特拥有鼠标专利，但苹果并没有支付任何专利费。在1995年之前，美国专利有效期为17年，Apple Lisa流行之时它恰好过期，虽然

按发布时间算苹果本应该付专利费。

苹果的确是一家伟大的公司，能将前人的发明集成到一起并创造出大受欢迎的产品。但我们不应忘记的是研究人员和计算机科学家的重要性。正如前面所展示的，绝大部分人机交互技术的发展都发源于实验室，包括大学或研究机构的实验室，以及企业建立的实验室。

多点触控

鼠标和计算机键盘诞生几十年来，它们在人机输入设备的统治地位从没发生动摇，但最近一两年，却不断有人提出鼠标将被淘汰的说法，这一切源于多点触控(Multi Touch)的流行。多点触控是指触感表面能识别其上的两个以上点的压力，能支持缩放等丰富动作。其实触控操作并非新鲜概念，其历史比个人电脑还要长。

触控屏实际研究开始于1960年代，早期工作主要由IBM和多所大学完成。欧洲粒子物理研究所(cERN)是最早实现互容式多点触控显示的研究机构之一，丹麦电子工程师本特·斯特伦普(Bent Stum~)在i972年为超级质子同步加速器的控制室设计一种新型的人机界面，他的方案是在一个触摸屏上固定多个可编程按键。伊利诺大学香槟分校在1972年部署了PLATO IV触控终端，PLATO是一种计算机辅助教育系统。MIT架构机器组的研究人员在1978年发明了矢量信息单点触控输入。

而多点触控技术起步于1982年，多伦多大学输入技术研究组研发出第一个人机输入多点触控系统，它利用玻璃平板之后的摄像机识别多个手指的压力。1983年，贝尔实验室的默里·希尔(M~ray Hm)全面讨论了基于多点触控的用户界面，称之为“软机器”。1984年，默里·希尔等人发明了第一种多点触控显示屏，在CRT上覆盖一层透明电容触控传感器阵列。1985年，多伦多大学团队开发出第一种多点触控显示平板。技术突破出现于1991年，皮埃尔·韦尔纳(Pierre Wellner)提出了多点触控的“数字桌”系统，支持多个手指和缩放。1992年，PARC的比尔·巴克斯顿(Bill Buxton)将多点触控板整合到键盘底部，今天的笔记本基本都采用这一设计。此后，一些公司开始在实验室技术进展上展开商业化研究，其中一家公司Fingerworks于2005年被苹果公司收购。2007年1月，苹果宣布了震惊世界的多点触控智能手机iPhone。已故前CEO乔布斯在新闻发布会上形容新产品，“iPhone是一款革命性的、不可思议的产品。”今天，几乎所有的新智能手机和平板电脑都采用了多点触控设计，仅仅苹果iPhone和iPad系列每季度销量就多达数千万部之多。刚上市的iPhone 4S在其第一个周末就创下了400万的创纪录销量。

Kineef体感控制器

软件巨人微软在人机交互上同样有令人瞩目的表现，但可能其它方面的原因导致它在人机体验上的名声不佳。它的Microsoft Surface大型触控平板电脑同样给人留下深刻印象，但这款产品并不是大众消费产品，而是企业级产品，用于企业和商店产品展示。它在人机交互上取得突破的另一个硬件是游戏机Xbox 360外设Kineet。

或许是因为竞争激烈，游戏机产业是一个常常推出创新型交互硬件的行业。任天堂的Wii遥控器、Wii动感强化器(Wii Remote Plus)、Wii u(尚未上市)，索尼的PlayStation Move动作感应控制器、PlayStation Eye等。

微软的Kinect是第一种使用姿势和语音控制人机界面的消费电子产品，在人机交互上比Wii更前进一步，摆脱了控制器和手柄的限制，让玩家可以通过自然方式如身体动作和声音控制与游戏交互，它结合了软件和硬件去跟踪三维空间中人体的姿势和声音。

Kinect通过多个传感器捕捉人的动作和声音，包括RGB彩色摄影头，3D深度传感器和多阵列麦克风。底座装有马达，使得Kinect可以随着焦点人物而转动，在软件协助下提供人体动作捕捉，面部识别和语音识别功能。

它的软件主要由微软子公司Rare开发，3D扫描系统Light Coding由以色列公司PrimeSense提供。Kinect能同时跟踪可视范围中的6个人，主动跟踪其中两个活动的人，对每位玩家的20个关节进行动作分析和特征提取。

Kinect普及了实验室和电影中的身体动作捕捉，为其它各种应用开启了大门，例如动画制作，与机器人结合起来对人体姿势做出反应(MIT的iRobotCreate)等。它在2010年11月正式上市，60天内售出了800万台，创下消费电子产品最快销售的吉尼斯纪录。截至3月9日，销量突破l千万。微软在6月发布了Kinect for Windows SDK，使开发者可以为WindoWS开发Kinect应用。

语音助手Siri

苹果在2010年4月收购了为iPhone和iPod Touch开发虚拟个人助手的创业公司Siri。收购之后，Siri从App Store下线。一年半之后的现在，我们已经知道Siri去了哪里，Siri成为了iPhone 4s独享的特色功能，也成为它的一大卖点。当然，基于人工智能和语音识别的语音个人助手并不鲜见，也并非苹果所独创，Android同样有类似的程序如Voice Actions和Sonalight。苹果的独到之处是与其产品的深度整合，改变了我们与机器的交互方式。语言是我们最早学习到的技能之一，把与手机的对话变得像私人助理那样轻松愉快，比在桌面上点击鼠标更自然，无疑具有深远意义。

Siri出自SRI的国际人工智能中心，是美国国防部高级研究计划署资助的CALO项目的副产品。CALO代表“学习和管理认知助手”(Cognitive Assistant that Learns andOrganizes)，有超过60所大学和研究机构参加，从2003起在五年时间内投资超过了1.5亿美元，据称是至今规模最大的人工智能项目，旨在创造出一个虚拟智能助理，减轻政府雇员的负担，它能给电子邮件排序，区分优先次序，进行归纳总结，还能安排会议，编写简报等。Siri的人工智能技术来自CALO，语音识别技术则是由纽昂斯通信公司提供。纽昂斯主营服务器和嵌入式语音识别，电话呼叫转移系统，光学字符识别软件等，有一个专门部门为美国军方和政府机构开发软件。

Siri需要访问苹果的服务器，利用云端的计算能力处理数据，因此在美国之外它的功能受到限制。通过与系统的深度整合，Siri可以根据需要调用各种应用程序的API(应用程序接口)，让用户觉得它似乎真的十分智能。它能让用户直接通过语音接收、编辑和发送信息，查询交通信息和天气情况，设

定闹钟和计时，安排日程和提醒，调用Google和Bing搜索Web，调用知识引擎Wolfram Alpha解答复杂的数学问题和其它问题。Siri目前只支持英语、法语和德语三种语言。鉴于目前人工智能没有取得根本性突破，语音识别还有很多难题没有克服，如正确的语义分析，再加上Siri的语音识别误判率还是相当高，有时候的回答更是不知所云。它实际上相当于先进聊天机器人Elbot、Cleverbot和Alice等的语音版，但用户体验远胜于网上打字聊天。

人机交互的未来

人机交互未来的发展趋势无疑是更深入、更自然和更全面。用户可以在同一时刻通过多种途径如语音、手势、姿势、眼动等与计算机交互，发挥每一种渠道的独特优势，提高效率；计算机的智能将会上一个台阶，能感知人想干什么，不需要人的命令；日常生活中的交互将会无处不在。这一切将为人类带来更具有浸入感的体验，创造更舒适的生活。

在这一切成为现实前，我们可以先去简单了解一些科学家在实验室中取得的新进展。

第六感：多点触控功能如此有用，为什么只限于智能手机和平板呢?MIT媒体实验室研究人员开发了可穿戴式增强现实姿态控制界面，将周围的环境变成可交互的触摸面，它由摄像机、微型投影机、镜子以及微型计算机组成，可将图像投影到任意表面，将环境和信息结合起来，通过无线网络识别商店货架上的商品，提供商品和价格对照表，或将图像投影到空中并通过手势进行操作。

OmniTouch：与第六感类似，但更先进。它是微软研究院研究人员和卡内基梅隆大学博士生克里斯·哈里森(chrisHarrison)共同开发的可穿戴式交互系统，能将身体部位和附近表面转变成触控界面，用户可以通过触摸他们的手臂和附近墙壁或纸张阅读和回应电子邮件。研究人员在他们的论文中提到了第六感等项目，但认为它们并没有创造真正可触摸的界面，因为它们无法区分点击和悬浮的手指。OrnniTouch系统概念验证原型包含了一个深度场摄像机和基于激光的微型投影仪。在6048次手指点击测试中，系统的正确识别率达到了96.5％。其可能应用包括在桌面上投影完整键盘，对投影在纸上的地图进行缩放操作等。

脑电波控制：人类大脑有五百亿到一千亿个神经元，神经元之间以突触的形式互联，形成神经元网络，突触总长度可以绕地球几圈，其连接复杂度即使是世界最快的超级计算机和今日全球的互联网，也难望其项背。因此要解读神经交互产生的微弱脑电波需要克服数量惊人的挑战，至少在一二十年内我们不太可能看到大的突破。但通过脑电波去执行简单任务则是完全可能的，科学家已经成功让全身瘫痪的残疾人通过脑电波控制机器人的手臂。由于脑电波微弱，阅读电波的方法不外是侵入式和非侵入式两种。侵入式是直接将电极植入到脑皮层，将脑电波转化成机器可读的信号，这种方法显然只有少数人会去尝试；另一种是利用紧贴在大脑表层的传感器阵列，需要过滤周围的杂波，放大原始脑电波信号。但对普通人来说，这两种方法太遥远或者太昂贵，用起来也不舒服。

在今年的TED大会上，越南裔澳大利亚企业家Tan Le演示了一种售价299美元的廉价脑电波耳机。Tan Le是Emotiv公司联合创始人，曾于1998年被评为澳大利亚杰出青年，入选30名30岁以下最成功女性。Emotiv公司产品EPOC被形容为个人的人机交互界面。演示者戴着耳机在简单训练后演示利用脑电波控制虚拟物体的移动，控制电子轮椅转向，控制游戏中的虚拟角色动作等等。使用脑电波耳机不是什么轻松的事儿，需要配戴者集中注意力。

人机交互 篇4

课程编号：J6106333 学时数：32学时（不含实验及课程设计）学分数：2学分 适用专业：安全工程

先修课程：高等数学、概率统计、安全学原理等

考核方式：闭卷考试占70%，平时作业和课堂考勤占30%。

一、课程的性质和任务

本课程是安全工程专业的专业基础平台课程之一，是安全工程专业的一门必修专业基础课。该课程从解决“人”与“物”之间界面关系的角度，研究导致活动者伤亡病害等不利的因素作用机理和预防与消除方法的依据等，同时为工程技术设计者提供人体的数据与要求，以这些数据和要求指导工程技术人员进行具体工程设计，从而在实现生产效率的同时确保劳动者的安全，培养学生进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力。这对于安全工程专业学生的学习具有不可替代的重要地位。

通过本课程的学习，使学生能掌握《安全人机工程学》的基本概念和基本理论，深刻领会人机结合面的内涵和人机匹配与安全、工效的辨证关系，掌握对人机系统隐患进行诊断、评价和防范的方法，具有进行安全人机系统设计、人机系统安全分析与评价的基本能力，具有运用安全人机工程原理解决人机系统安全问题的能力。

二、教学内容与要求

1.概论（4学时）

1）教学内容

（1）人机工程学（2）安全人机工程学

（3）安全人机工程学与相关学科的关系 2）教学要求

（1）了解：人机工程学的起源与发展，安全人机工程学的研究目的及范围；

（2）理解：“人机系统”的含义；

（3）掌握：人机工程学和安全人机工程学的定义，安全人机工程学研究的对象及其

含义（人、机和人机结合面）。

2.人体的人机学参数（4学时）

1）教学内容

（1）人体有关参数的测量（2）人体测量数据的应用 2）教学要求（1）了解：人体测量的基础知识，人体静态尺寸以及人体一些常用生理参数的基本

计算方法；（2）理解：五种常用的统计函数与人体测量数据的修正原则和运用原则；（3）掌握：人体特性参数、人的反应、人体疲劳的测量方法，人体尺寸在工程设计

中的应用。

3.人的生理心理因素及生物力学特性（8学时）

1）教学内容

（1）人的生理特性（2）人的心理特性（3）人体生物力学（4）疲劳与恢复 2）教学要求

（1）了解：人的视觉的基本参数，感觉和知觉的基本特征，人的感知反应的基本过

程，情绪与安全的关系，人的需要和动机以及群体的心理因素，人的作业特性，人体生物力学的一般知识；

（2）理解：常见的视觉现象（暗适应、明适应、眩光、视错觉等），人的个性心理

对安全生产的影响，人体活动范围对操纵器的布置的影响，手和脚的操纵力的

特点及对操纵器布置的影响，疲劳与事故的密切关系；

（3）掌握：视觉的运动规律，人的听觉特征，影响反应时间的因素以及减少反应时

间的途径，人的各种不安全的心理状态，预防不注意产生差错的方法，人体动

作速度、频率和准确性的规律，作业疲劳几种常见的测定方法，减轻疲劳、防

止疲劳的各种途径。

4.安全人机功能匹配（2学时）

1）教学内容

（1）人机系统的基本概念（2）机械的安全特性（3）人机功能分配 2）教学要求

（1）了解：人、机的不同特性；

（2）理解：人机系统的基本概念，人机功能匹配的不合理表现，人因失误的原因；

（3）掌握：人机功能的分配原则，机器的故障与时间的关系。

5.人机系统的安全设计与评价（8学时）

1）教学内容

（1）人机界面的安全设计（2）作业环境的设计

（3）安全防护装置人机学设计（4）人机系统的安全与可靠性 2）教学要求

（1）了解：人机系统安全设计的内容及原则，工作设计中安全设计的内容，指针式显示形式的选择，控制器的类型，温度环境对人体的影响与体温调节，照明对工效的影响，色彩与工效的关系，有毒环境、噪声、振动环境及其他环境的评价标准，安全防护装置的作用与分类。人、机可靠性度量指标；

（2）理解：显示器与控制器配置设计原则，安全色及安全标志的意义，安全防护装置的设计原则；

（3）掌握：显示器、控制器与作业环境的设计要求与设计方法，工作场所的照明设计与评价方法，安全防护装置的设计要求，人的可靠性分析方法，人机系统可靠度计算方法，人机系统可靠性的途径。

6.人因事故分析与预防（2学时）

1）教学内容

（1）人因对系统安全的作用与影响（2）人因事故分析的基本方法（3）人因事故的预防

（4）人因事故分析面临的新问题与发展趋势 2）教学要求

（1）了解：人因事故对系统安全的影响，人因事故分析的基本概念；（2）掌握：人因事故分析与预防的基本方法。

7.安全人机工程学的实践与运用（4学时）

1）教学内容

（1）工作空间设计

（2）控制室的安全人机工程（3）办公室的安全人机工程（4）道路交通运输安全人机工程（5）煤矿矿井安全人机工程 2）教学要求

（1）了解：汽车的安全性设计，道路安全设施规定，现代办公室的特点及安全人机

工程要求；

（2）理解：引起驾驶人员疲劳的主要因素，汽车驾驶室人机学设计主要内容；

（3）掌握：各种作业姿势下作业空间的特点与布局设计，控制室设计的安全人机工

程学要求，驾驶员驾驶作业中的感知特性，汽车视野适宜的设计应注意的问题。

（二）实验

见安全工程专业基础实验指导书

(三)课程设计（2周）

1、课程设计的目的与任务

课程设计是理论和实践相结合的重要环节，也是培养学生实际动手能力的有效途径。通过本次课程设计，使学生能更加系统掌握安全人机工程学的原理、方法和内容，通过对某一具体的人机系统的分析评价和改进设计，提高人机工程学知识的应用能力，培养学生对人机实际问题的独立思考和解决的能力，形成较为系统和科学的思维体系，为以后专业工作和设计打下良好的基础。

2、教学内容与要求 1）课程设计的内容：

（1）调查课题的现状、呈现的特征、存在的问题并指出研究的意义和目的。（2）存在问题的原因分析以及评价过程与结论（运用人机工程有关理论，结合安全系统分析和评价的方法对问题的原因进行比较深入的分析，并就现状分析的结果作出评价，并得出结论等）。

（3）对存在问题的改进措施和设计（包括改进设计的依据、原理、思路、实施方案（内容）和步骤等）。

（4）本次设计的水平、存在的问题等总结。2）课程设计的要求

（1）要求每位学生单独完成一个课题，课题可从下面的参考课题选择（但是同一个课题原则上不允许4人以上同时选择），鼓励同学们自己做自选课题（自选课题要与本课程设计紧密相连，源自实际应用，且须经指导老师审核和确认方可有效）；

（2）课题原始资料必须来自实际，要经过现场测绘，准确和可靠。同学们可以通过现场实测、调查、问卷和查阅有关资料记录等形式来收集；

（3）课程设计的内容要求：立论有理有据，评价分析合理和透彻，结论可靠正确，设计大胆合理，充分体现以人为本的人机学原理。（4）课程设计格式要求：

① 课程设计的封面采用统一的格式，用A4纸打印出来

② 正文内容文字用小四宋体，一级标题用3号黑体加粗，以下各级标题每级字号减少一号，其他不变，大标题与内容必须分开（内容要另起行），段落之间要另起，章节之间要分页。

③ 图必须标注清楚并符合标注要求，图的序号用“图1-1”的形式标明，字用5号宋体，位于该图的下方，图和字均要居中；表格应标注表的名称和序号，形式和字体与图一样，所有的图表原则上不允许跨页（要分页的必须重新制作表头）。

④ 参考文献的格式按照《中国安全科学报》上的格式版书。

⑤ 页面设计采用A4横排的版本，左：3.0，右：2.0，上：3.0，下2.0，行间距选用“固定间距为30”，页码标在右下端，单页打印。

三、其它

授课采用多媒体教学形式。整个教学过程由课堂授课、实验、作业、自学和选听系列讲座五个环节组成。

人因可靠性系列讲座（课外自由选听，12学时）

讲座一 人因分析面临的问题及发展趋势

讲座二 人因事故分析的基本理论与方法

讲座三 HRA基本数据研究

讲座四 PSA中HRA基本概念与方法

讲座五 核电站人因可靠性分析模型

讲座六 核电厂人因及组织行政管理安全审查体系

四、教材和参考资料

1．教材：

《安全人机工程学》，张力 廖可兵主编，中国劳动社会保障出版社，2007

2．参考资料：

[1]《安全人机工程学》，欧阳文昭、廖可兵主编，煤炭工业出版社，2002 [2]《工业系统中-人的可靠性分析：原理、方法与应用》，何旭洪 黄祥瑞编著，清华大学出版社，2007 [3]《工业设计人机工程》，阮宝湘 邵祥华编著，机械工业出版社，2005 [4]《安全人机工程学》，白恩远、杨硕等主编，兵器工业出版社，1996 [5]《人机工程学》，丁玉兰主编，北京理工大学出版社，2002 [6]《人机工程学》，赖维铁主编，华中工学院出版社，1983 [7]《人机工程设计》，曹琦主编，西南交通大学出版社，1988 [8]《工效学》，赵铁生主编，天津科技翻译出版社，1989 [9]《工程设计中的人因学（第7版）》(影印版)，Mark S.Sanders and Ernest J.McCormick，清华大学出版社，2002 [10]《安全人机工程学》，王保国等编著，机械工业出版社，2007

执笔人：张力 教研室主任签字： 系主任签字：

人机工程学 篇5

人机工程学论文

一、人机工程学工程是一门寻求人际环境和谐的科学

人机工程学综合利用工程技术、人体科学、环境科学、心理学的理论、方法和手段，研究人机硬件界面、软件界面设计、人与环境的界面设计、人的劳动（体力和脑力）规律，以及人机工程学的总体设计。可用于但不局限于以下领域：机电产品的人-机器界面设计、显示装置与控制装置设计；电子产品造型设计、仪器仪表设计、控制台设计；人的作业绩效管理，安全管理；化工与化学领域实验室、工作场所设施布局设计与运行管理；建筑设计与施工作业管理；以及帮助人们在各种作业与生活中保持健康、安全、舒适和高效的身体姿势。

二、人机工程学对生活的应用

人机工程学首先是对人体，机器，环境的各个方面进行单项研究，对这几个大方面了解透彻，再寻求最适合人类生活的设计方式，实现人机环境系统和谐。人机环境系统中的环境因素有作业环境，微气候，照明环境等。以下所述的就是几项生活中运用人机工程学的实例。

工作工具中的人机工程学

人们在生活和工作时，离不开座椅，特别是以坐姿进行工作的人，每天都有1/3以上的时间在与座椅打交道，因此座椅设计除了材料运用得当及造型大方美观以外，更重要的是要符合人机工程学设计原则。根据人类工效学原理，座椅的功能、尺度与人体生理特点密切相关。由于座椅的用途不同,对座椅的功能要求也各异。这些功能要求是人们工作和休息的重要条件。不恰当的功能、尺度会影响人们的工作效率和身体健康。好的座椅可以减轻人的劳动，使人感到心情愉快，而好的座椅得益于正确地使用人机工程学。

我们可以先分析人体静态测量时的尺寸（图1），对其作业时坐姿的调整范围进行估算，再根据实际要求对座椅进行设计。

图1

图2 图3

从人机工程学原理出发考虑，一个性能优良的座椅应当符合的基本要求如下：为人们提供一个舒适的坐姿，符合舒适坐姿的生理特性，减轻人们的肌肉酸痛和疲劳。以上图2中的座椅符合人机工程学，图3中的为普通座椅。图2中符合人机工程学的座椅的结构和尺寸设计使人们的脊柱形态接近于正常自然状态，可以减少腰椎的负荷以及腰背部肌肉的负荷，座椅的设计符合压力分布不均匀原则，让不宜承受重压的大腿等部微微高于可以承受重压的坐骨结节处，可以防止人们的疲劳发生。图3中的普通座椅坐垫为平面的，长时间的坐着会使人感到疼痛，而靠椅不是人们的脊柱形态的正常状态，会使靠在上面的人感到肌肉酸痛。综上，符合人机工程学原理的座椅比普通更加舒适。

手工工具中的人机工程学

手工工具例如钳子、简单等是人们在日常生活和某些特定的工作中经常要用到的一些工具。它们的主要的作用区域是手腕臂以及上肢部分，如果设计不当，给使用者带来的累计损伤疾病是十分严重的。通过应用人机工程学原理对手工工具的使用方式，使用状态以及造成累计损伤疾病原因的分析，一方面可以提高工作效率和质量，另一方面可以提高安全性，减少疲劳和压力，增加工作的满意度和改善生活的质量。

图4：符合人机工程学 图5：普通剪刀

在上图中左边的剪刀属于改进的人机工程学产品，它抬高了大拇指工作时的位置，使得大拇指的掌骨与腕骨之间的关节弯曲，减少了骨与骨之间的运动的摩擦，对保护手指关节是有利的，同时，它的下半部的施力处为一平面，这样也可以减少施力时手指部位的受力，对食指，中指，无名指也起到了保护作用。右图所示的剪刀是早期的样式。这种剪刀的手部作用空间比较打，除了大拇指的其余四只手指受力比较均匀，但是大拇指的受力比较明显。大拇指的远节指骨和中节指骨间的关节伸展，长时间地保持这一姿势对关节处的韧带不利。其次，受力部位由手指转移到了手掌内侧的部位，长时间作用或是高强度的作用都会对肌肉组织产生影响。

日常用品中的人机工程学

鞋子对于我们每个人都是不可或缺的东西，它的功能很多：作为代步工具，保护双脚,使其尽量不受运动损伤；可以搭配服饰,使我们更时尚前卫；对工人们来说,可以保护双脚不与地面摩擦而破损。鞋子的作用很多，但其中最为重要的就是穿在脚上时的舒适度。其次，还应该关注的就是鞋子的耐用程度。

鞋子不合脚会对身体造成如下的伤害：1.鞋子的能量缓冲作用弱；2.鞋子对足部的挤压与摩擦；3.令足部负重不合理。

因此在设计鞋子的时候应注意的要点：

1、理想的鞋跟高度在2-4厘米之间，最好不要超过6厘米。

2、鞋跟与足底凹陷处的弧度必须合脚，踝骨与脚尖不应该碰触到鞋子。前脚要有一定摆动的余地、而后跟不能摆动。

3、鞋的重量每增加1克，对足部造成的负担相当于在人的脊背上增加几十克的重量。因此，鞋子应尽可能轻巧。

4、由于走的路多了，鞋底的防滑花纹被磨损殆尽，变的滑或是进水。鞋底的花纹不仅要有防滑功能也要同时具备放磨损的作用。

5、鞋底要有适当的厚度

和软硬度，如果过软，鞋底不能支撑脚掌，易使人产生疲劳感。其实，鞋的舒适感除了来自合适的软硬度外，还取决于的鞋底的弯折部位，科学的弯折部位应位于脚前掌的跖趾关节处，这样才与行走时脚的弯折部位相符

6、脚后跟要有一定的支撑能力，由于人的骨骼、关节、韧带的影响，平衡及稳定能力的不同，鞋后帮如果太柔软，脚在鞋中得不到相应的支撑，会使脚左右摇摆，容易引起踝关节及韧带的损伤，还可能养成不良的走路姿势。

7、鞋面不能太软，如果鞋面（尤其是头部）太软，会难以抵抗硬物对脚趾的冲撞，加上我们可能会有走路有用脚踢东西玩的习惯，过软的鞋面既不结实，又不安全，就容易挫伤脚趾。

8、鞋垫应提高承托，加有后跟承托杯的鞋垫可以减低步行时后跟着地时之摆动，从而减低疲劳及减低创伤的机会。

图6 如图6所示的鞋子就符合人机工程学原理，考虑到双脚出汗，鞋子透气性和鞋子对双脚的保护作用等多方面因素。同时，鞋底也采用防滑和防磨材料，增强鞋子的耐用性，另外，承托也属于一个适中的范围。

三、人机工程学给予我的感悟

目前人机工程学的原理已经应用到很多工具中了，大大的提高了人们工作时的舒适性。人机工程学在各种工具（无论是座椅，手工工具，还是日常用品）的设计中，都有相当的应用，同时也趋于逐渐成熟的方向发展。利用人机工程学原理来进行各种生活工具的设计是社会发展的必然。符合人机工程学原理的人性化设计最实在，同时也是最前沿的潮流与趋势，是一种人文精神的体现，是人与工

具完美和谐的结合，使人性化的设计真正体现出对人的尊重与关怀。

无人机作文 篇6

当我迫不及待地拆开包装盒，拿出无人机的时候，全身的细胞都是活跃着的。我期待着无人机升空的那一刻。快速地扫了一下说明书，发现居然有陆地模式、水上模式、飞行模式，简直是海陆空三栖，功能好全面，真是让人喜出望外。

开始试机了，我按下“模式切换”按钮，先试了陆地模式。向前推动操纵杆，无人机马上就启动，瞬间冲出去，那速度几乎与玩具赛车有的一拼。冲出去的飞机，撞到沙发，顺着惯性居然有一个小小的漂移，在地面上打了个转才停下来，真不赖!

我又试了飞行模式，让无人机垂直飞起来。可能是电池让它重心不稳，它晃来晃去的，像是在海上颠簸的帆船。我按下遥控器右上角的“翻转”按钮，让它开始翻跟斗。它连续翻了好几个，像个不知疲倦的杂技演员。飞机在空中自由地飞，一会转圈，一会漂移，动作灵活，姿势优美。

飞行模式，最难控制的是降落。第一次降落，我直接把操纵杆拉到最低，那可怜的无人机，在空中打了好几个转，然后重重地摔下来的，还好摔到软垫子上，要是磕着碰着，可会让我心疼的。

“放操作杆时，你慢一些试试。”妈妈说。

我又试了很多次，终于摸透了无人机的“脾气”，可以让它乖乖地听我指挥，安全降落了。

体感技术革新电视人机交互体验 篇7

人机交互模式创新

电视智能化发展日益加快,面对上百个电视节目频道、丰富的信息服务以及电视购物等创新应用,如果仍采用传统的电视遥控器去管理,将大大影响消费者的用户体验。人机交互作为影响用户使用体验的重要入口,业界对之的关注度也是日益剧增,在各大展会上,厂商们纷纷推出新的人机交互模式,同样在本次CCBN展会上,也可以发现众多厂商的不懈努力。

记者从设备厂商处了解到,在原有遥控器的基础上增加全键盘输入、触摸板的模式基本已成潮流。同时,在Siri大受欢迎后,部分有实力的厂商已经开始研发语音技术,并移植到电视领域,以通过语音来控制电视。记者现场体验了下语音控制,对语音设备说出“北京到上海航班”,在通过智能语音分析处理后,电视打开了去哪儿网界面,并呈现出当日“北京到上海”航班时刻表。

另一边,体感设备的应用,也是本次展会的一大亮点。体感设备一直在健身、娱乐等领域有着独特优势,而此次在展会上,通过体感设备来控制电视的UI操作已初具雏形。记者从永新视博处了解到,其通过在电视机顶盒上外接一个特殊摄像头来捕捉人的肢体信息,而不需手持其他控制器或传感器。相关工作人员向记者表示,该技术类似微软的kinect技术,通过特定动作(例如推)来锁定操作对象,避免了其他摄像范围内人群的干扰,并可以实现手势操作和基本的肢体控制。例如通过“抓取”动作来玩“愤怒的小鸟”等游戏,通过挥手进行频道切换等。虽然在体验过程中,仍会出现误操作等情况,但其对人机交互模式的创新值得关注。

多屏互动仍是热点

“娱乐”产品的人机交互 篇8

如今，触控、语音识别、体感交互这3个最流行的前沿人机交互技术，让我们重新认识了科技的力量。

娱乐需求刺激技术推进

时间拉回到20世纪90年代初中期，小霸王游戏机是我接触的第一个电子产品，它是我们那个时代的Kinect。不足十几MB的卡带就是今天的App Store，主机显示屏就是当时时髦的低彩色分辨率电视机，连上线后，还得自己动手调频对接到游戏信号后才算告成。这对于出生在今天的小孩，无法想象消遣一款游戏要如此大费周折。而电子娱乐产品最打动用户的不是它能否提供“正能量”，而是它可以让我们沉浸于设计好的虚拟角色，让人瞬间忘掉现实的压力。正是这种像“毒品”一样容易让人上瘾的娱乐产品，相继催生出了一个长盛不衰的庞大的娱乐消费产业链。

在这条产业链中，技术的成熟使得娱乐的方式呈现出多元的发展，也就是以往人跟机器的互动，不再受限于一个固定的场景和操作方式，而这种蓬勃的发展方式，离不开用户对于娱乐的孜孜需求。如：初期的电子游戏领域，从最原始粗糙的家用小霸王机到大型公共场所的电视摇杆机，再到后来具有同等高质量内容画面的CD-ROM光盘机等，用户的娱乐需求刺激着技术的推进，而技术的推进促使人与机器的互动不断被升华改变。

在小霸王游戏机上，由于硬件无法达到大型摇杆机的技术参数，所以你无法在家里的电视机上玩上20世纪90年代日本最风靡的动漫游戏《拳皇》，而只能去公共娱乐场所。当后来有了CD-ROM 游戏机，它浓缩了大型摇杆机和小霸王机两者间的精华，一张4.7 英寸的光盘体积和精致的画面，但由于制造的高成本它在当时多数普通玩家手里普及度远远没有前两者高。

从小霸王到摇杆、CD-ROM机等3个不同形式的娱乐载体，它们的技术本质都没变，都通过外在的一个物理按键来操控虚拟的角色。而且各自存在的弊端始终无法得到用户的青睐，家用低廉的小霸王机硬件的天生缺陷无法提供优质的第三方游戏、大型的摇杆机不够方便携带，而优质的CD-ROM机造价过高，一般用户难以承受。

所有这些初期的电子娱乐产品暴露出来的弊端，进入到20世纪90年代后期逐渐在Windows图形用户界面的崛起而慢慢被取代，虽然那时一台PC的价格一般家庭还是很难用得起，但用户的娱乐欲望正被一种新型的高级 “玩具”所吸引，因为在PC上玩游戏的体验跟之前相比有着天壤之别。因为你无需在不同游戏之间来回切换，游戏界面比以前更加真实和细腻，所有的操作不再是拙劣的几排物理按钮，而是在一个圆滑的椭圆球上的“正负”两极开关按键，这就是后来我们所熟悉的鼠标。今天它依然是我们跟PC互动的工具之一，虽然鼠标的重要性每年都在降低。

一个产品的重要特质往往反应在自身娱乐性的高与低，当Windows在20世纪90年代中后期开始走进人们的视野普及起，一种新型的娱乐玩法首先得到老玩家的探索和青睐。原先在之前三种娱乐载体上体验的游戏，跟在PC上那些更细腻宏大的题材游戏相比，后者的感触可以用震惊来形容：这玩意早出来该多好。你无法在当时的硬件条件下通过小霸王机玩《帝国时代》是什么样的场景，娱乐的升级幕后都伴随着技术的更新换代。

以图形界面直观易操作的Windows开始风靡全球后，老一代的单机“游戏机”逐渐被赶下娱乐的舞台。从此占据人们视线的便是个人台式电脑，这一时期由美国艺电游戏（EA）开发的一系列战略游戏，如：红色警戒，就是我们那时候的“网游”。

这个游戏的背景改编自二战，这种指挥“千军万马”的战争游戏场面，是之前所有玩过的街机游戏所没有的体验，游戏设计本身与用户有了直接的情感联系，也就是整个作战过程由你把控。

进入到21世纪初，便携式笔记本电脑开始流行于市场，虽然20年前它已被各大厂商研发出来，但价格不菲。跟所有起初以颠覆性技术出现在市场的产品一样，高昂的成本让它无法立刻在大众中普及开来，10年后它依然不是工薪阶层的随身必备品，但它已具备所有台式机的性能，也就是一般的大型单机游戏能够顺畅在上面跑动。

这时候由索尼开发的PSP掌上游戏机在2004年底上市，它离iPhone的杀手锏触控+App发布还有3年。娱乐的多元化走向开始在个人电脑、笔记本电脑和PSP中全面爆发，这三架马车分别代表着人与机的互动进入到全新的便携式高性能时代。

高性能的便携式PC开始普及满足于人们的娱乐时，iPhone的发布就是一个转折点，它的多点触摸和App Store这种经典组合，将过去十几年的娱乐模式狠狠地甩在身后，当这两种全新的组合一种掌控硬体、一种掌控软体的技术被全面应用在移动智能设备之后，以PC为主的那套娱乐交互模式，是这种更流畅直观的操作方式所无法企及的。

自然人机交互时代

如果说以PC为主的互动方式代表着高性能，那么以触控为首的自然互动方式则代表着人机交互的新起点，这令所有的移动智能设备终端拉近了与人 “交流” 的感情。与之相随的App Store在线销售模式则兼顾了软硬件的两头，对于娱乐消费的方式带来了意想不到的空前繁华，现在没有谁会为一款游戏或者软件，专门跑到线上线下去买一堆光盘或者安装解压文件在PC上。

多点触控掌握着交互行为，而App Store掌握着娱乐内容，这两种左右脑兼顾内容和用户的行为习惯，在基于前20年人机互动的几个时期上，如：借助周边硬件设施的手柄、鼠标等到后来更“亲近”的手势，人机交互的外在演变被带到了全新的“人体”触控时代。把这种人体触控发挥到极致的，要属另一个交互技术的实现，Kinect的体感识别。

Kinect作为娱乐消费产品一类，虽然不属于PC范畴但其核心在于它的技术价值，它无需任何外围设备的情况下，人体本身就是一个“鼠标”。这种一切基于人体来与机器进行对话的行为首先被应用到娱乐中，也就是后来在网络视频上看到的很多竞技类的App游戏均搬到 Kinect来体验。

伴随着触控、体感这两种最流行普及的交互技术的成熟，语音识别的进化也令人瞠目结舌，这就是众人皆知的Siri。当Apple 3年前第一次发布Siri以来，你会发现很有趣的一个现象就是，用户的第一个举动不是怎么询问它获得帮助而是拿来调戏，看看这个乔布斯留给世界最后的“遗产”到底有多理解自己的意思。从这些年的各种爆笑问答趣闻中，不难看出Siri在慢慢培养人们与机器更自然友好的交流。当一个新型的技术推向市场时，往往首先它的“娱乐”性是否具备趣味有用决定着产品的前途。