在过去的两年里,国际系统工程理事会 (INCOSE) 人机系统集成 (HSI) 工作组正在编写一个综合 HSI 的 3 页章节。我们得出了下图(图 1),其中 TOP 模型(技术-组织-人员;Boy,2020)是环境中的中心并行设计和管理流程支持。事实上,如果没有技术、组织和人员活动的并行和增量设计,以及随之而来的工作,就无法思考 HSI。环境是定义 TOP 模型的地方(例如,医疗环境、空域、战场)。这应该从各个角度来看:安全;能力和专业精神;可持续性;宜居性;职业健康;社会、文化和组织因素;培训;HSI 规划;人为因素工程;劳动力规划;综合后勤支持和维护。这些观点需要四个核心学科和实践:系统工程;人为因素和人体工程学 (HFE);信息技术;以及相关的作战领域。
神经人体工程学是一个新兴领域,研究人类大脑在自然环境和日常环境中的行为表现。这项研究调查了典型的日常活动、热饮制备和饮用之间的身体和大脑活动相关性,研究对象是在真实的办公室环境中执行自然的日常任务。使用可穿戴、电池供电和无线脑电图 (EEG) 和皮电活动 (EDA) 传感器,测量了不受束缚、自由移动的参与者的神经和生理反应,他们使用两台不同的机器(市场领导者和追随者,由美国年销量决定)准备热饮。他们随后分三个时间段饮用了他们准备的饮料。情绪效价是使用 EEG 阿尔法波段功率的额叶不对称来估计的,情绪唤起是通过 EDA 紧张和相位活动来估计的。26 名参与者的结果表明,根据自我报告和行为表现指标,市场领先的咖啡机使用起来更有效率,并且两台机器的使用效价在受试者内部存在显著差异。此外,市场领先的用户界面带来了更大的自我报告产品偏好,这进一步得到了咖啡生产和消费过程中测量的唤醒和效价(分别为 EDA 和 EEG)的显著差异的支持。这是第一项在自然工作环境中使用多模式和全面评估咖啡机使用和饮料消费的研究。本研究中描述的方法将来可以适用于其他特定任务的机器可用性和消费者神经科学研究。
神经人体工程学专注于大脑特征和相关心理状态,这些心理状态是行为的基础,旨在设计人机界面,提高认知和身体领域的表现。脑成像技术,如功能性近红外光谱 (fNIRS) 和脑电图 (EEG),被认为是实现这一目标的关键方法。最近的研究强调了结合 EEG 和 fNIRS 对提高这些接口系统的心理状态解码能力的价值,但对于这些改进是否适用于不同的范式和方法,以及在现实世界中使用这些系统的潜力,人们知之甚少。我们回顾了 33 项研究,比较了双峰 EEG-fNIRS 和单峰 EEG 和 fNIRS 在神经人体工程学的几个子领域中的心理状态解码准确性。根据这些研究,我们还考虑了在现实世界环境中利用这些系统的可穿戴版本的挑战。总体而言,所审查的研究表明,尽管在概念和方法方面存在重大差异,但双峰 EEG-fNIRS 的表现优于单峰 EEG 或 fNIRS。然而,要将双模态 EEG-fNIRS 应用于自然条件下,还有许多工作要做。我们考虑这些要点,以确定双模态 EEG-fNIRS 研究中预期或希望取得进展的方面。
在神经工效学这一新兴领域,研究和开发工作日益增多。本书首次将这些知识汇集到一本。在编写本书时,我们试图展示如何通过对大脑功能的理解来设计安全、高效和愉快的工作。《神经工效学:工作中的大脑》展示了神经工效学如何以现代神经科学和人为因素心理学和工程学为基础,以增强我们对大脑功能和日常生活中复杂任务行为的理解,这些评估是在标准研究实验室范围之外的自然和自然环境中进行的。本书首先概述了神经工效学的关键问题,最后展望了这一新跨学科领域的未来。22 个中间章节涵盖了特定主题。主题范围广泛,涉及科学和临床方法,以解决有关大脑和行为的难题,这些问题继续推动我们的研究和寻找解决方案。这篇文章需要对医学、人为因素工程、生理学、心理学、神经影像学、公共卫生政策和法律等各方面有见解的专家的参与。有效应对这些问题需要
我有一次去医生办公室做例行年度体检。你知道的,就是那种你进去后他们会检查你的血压和所有生命体征,大约 20 分钟后你就可以进出办公室,他们会给你 A 级成绩并说“明年再见”。我以为就是那种情况。但事情是这样的,我在检查室,护士检查了我的生命体征,她测了四遍血压才说一句话。她只对我说:“我要去看医生。”我没有认真对待并想“天哪,这是怎么回事?我的血压怎么了?”相反,我拿起手机重新开始工作,因为这对我来说是常态,我知道,我听到很多人的故事,他们也会这么做。因为我当时感觉到的压力对我来说已经变得如此正常,以至于我没有意识到当我的医生进来时,她告诉我我的血压是 200/110。
引用如下:O'Connor, P., Jones, D., McCauley, M., & Buttrey, S. (2012). 对美国海军船员资源管理计划有效性的评估。国际人为因素与工效学杂志,1(1) , 21-40 。
本文介绍了国际政治工效学 (iPER)。iPER 是一个新颖的研究项目,旨在通过对世界政治进行工效学 (重新) 设计来实现积极的政治变革。该方法基于国际政治的转变,认识到其认知 (即知识生产) 核心通常不足以实现变革。实践转向和行为主义国际政治以及哲学、社会学和神经科学的见解表明,许多国际行为是由“无意识”或“非反思性”的行动组合重新表达所驱动的,即使这一过程的病理是已知的。这意味着知识的生产和传播 (即向政策制定者、全球公众) 往往无法对社会实践产生影响。因此,需要一种非认知的方式来影响世界政治变革。iPER 是一个承担这项任务的研究项目。本文通过描述对世界政治的小规模物质干预如何通过鼓励更大的理性、反思性和深思熟虑来从根本上改变个人行为来实现这一点。在阐述了这一主张的理论基础之后,本文通过详细介绍 iPER 在暴力预防工作中的应用来证明这一点。本文最后反思了 iPER 对 IR 使命的根本影响。
人因与工效学学科研究人、机器、环境和技术之间的相互作用,同时考虑人的能力和局限性,以确保安全和令人满意的工作环境[1-4]。传统的技术和方法采用各种定性方法[5-7],以主观的方式评估工作任务。这些方法不能充分分析现代技术在认知、感知和身体方面之间的复杂相互作用[3,8-11],也不能让我们对人类思维和技术之间的复杂关系进行建模和量化[11]。人工智能、自主系统和数字化制造(即工业4.0)等现代工业自动化方面的最新进展使得当今的人类操作员需要与复杂且动态变化的技术环境进行协作,而这些环境需要高水平的认知和感知[12,13]。因此,我们需要通过考虑人脑的工作情况来更深入地了解人的表现。Parasuraman 等人首次提出了神经工效学这一开创性概念[14, 15]。这项关于大脑和工作行为的研究应用神经科学的方法和工具来研究大脑在日常生活活动中对人的表现的影响[16]。神经工效学研究旨在扩展我们对认知和运动功能背后神经机制的理解,重点是现实世界的应用。认知工效学侧重于感知、信息处理和决策等心理过程,可应用于不动的参与者[3, 11, 16, 17]。人脑是协调所有身体功能并控制身体各个方面的器官,由超过 1000 亿个神经元组成[18]。神经元之间的通讯是通过电信号进行的,电信号的流动会产生电流,进而产生称为“脑信号”的波形。文献中对脑信号有不同的分类[19、20],但最广泛使用的分类法是基于以赫兹 (Hz) 为单位测量的脑电波频率,如下所示:delta(δ:0.5 至 4 Hz)、theta(θ:4 至 8 Hz)、alpha(α:8 至 13 Hz)、beta(β:13 至 30 Hz)和 gamma(γ:30 至 150 Hz)[21]。不同的脑功能与不同的脑叶相关。例如,额叶与计划、自主运动、情绪、推理和
自 2023 年起 ISAE - S UPAÉRO(法国图卢兹高等航空航天学院)。先进空间概念自主决策副教授。关键词:立方体卫星、并行设计工程、初步设计、自动规划、多智能体系统、自主决策。2017 2022 年 ISAE - S UPAÉRO(法国图卢兹高等航空航天学院)。空间系统工程师。关键词:软件、教育、地面段、纳米卫星初步设计、NIMPH 立方体卫星、FEDER-SUDOE 纳米星项目。 2013-2017 ISAE - S UPAÉRO(法国图卢兹高等航空航天学院)。人为因素和神经工效学团队博士后职位。主题:人类操作员与自动驾驶汽车团队之间的交互。关键词:神经工效学、自适应交互、多智能体系统、自动驾驶汽车、人机界面、脑机接口、fNIRS、眼动追踪、心电图。 2009-2012 ONERA/DCSD,法国图卢兹。人工智能博士。主题:在动态环境中、在通信不确定的情况下对自主和异构汽车团队进行任务监督。关键词:规划、重新规划、计划修复、嵌入式架构、多智能体系统、自主决策、团队合作。 主任:Magali Barbier 和 Charles Lesire。角色:行动项目中合作经理的构想。2009-2012 ISAE-S UPAERO,法国图卢兹。面向对象编程助教,40 小时/年。2009 年(6 个月)
控制器等方面提出了工效学设计要求。 从国外组织来看,国外涉及船舶驾驶室操控界面的标准主要包括:国际海事组织IMO 于2000 年制定的标准《船桥设备和布局的工效学指南》( MSC/ Circ.982 ) [16] ,内容涉及船桥(包括驾驶室)布置、 作业环境、工作站布置、报警、控制界面、信息显示、 交互控制等7 个方面的驾驶室人机界面设计要求。国际海上人命安全公约SOLAS 于2007 年制定的标准《船桥设计、设备布局和程序》( SOLAS V/15 ) [17] , 内容涉及驾驶室功能设计、航海系统及设备设计、布置、船桥程序等,其显着特点是对于驾驶室团队管理作出相关要求,包括船桥程序、船员培训等。 从各个国家来看,美、英等西方国家在军事系 统工效学方面的研究已具有较大的规模,也制定了 一系列军用标准。美国军方军事系统的人机工程学设计准则包括“ 人机工程系统的分析数据” ( MIL.H.sl444 ) [118] , “ 军事系统人机工程学设计准则” ( MIL.STD.1472F ) [19] ,以及1999 年修订的“ 人机工程过程和程序标准” ( MIL.STD.46855A ) [20] 。 MIL-STD-1472 的第一版发布于20 世纪60 年代( 1968 年),在第二次世界大战期间,当时各交战国竞相发展新的高性能武器装备,但由于人机界面设计上的不合理,人难以掌握这些新性能的武器,导致发生了许许多多事故。因此,二次大战结束后,首先美国陆航部队(以后成为美国空军)和美国海军建立了工程心理学实验室,进行了大量的控制器、显示器等的人因素研究,获得了大量的数据,并开始将这些研究成果汇编成手册或制订成各种有关人类工程学的标准或规范。 MIL-STD-1472 就是在这样的时代背景下产生 的。该标准是为军用系统、子系统、设备和设施制定通用人类工程学设计准则,由美国陆军、海军和空军等多个单位评审,美国国防部批准,并强制性要求美国国防部所有单位和机构使用,具有较广泛的影响。 该标准在控制 - 显示综合和控制器章节有针对控制器 通用设计规则的阐述。 美国在船舶人机工程领域的投入力度也较大,不但开展了一系列的船舶人机工程专项试验,而且颁布了多项船舶人机工程设计标准和文件,主要侧重于研究人机环境对船舶的战斗力的影响。其中, ASTMF 1166—88 海军系统装备和设施的人因素工程设计标准是一个通用型标准,涵盖了控制、显示和告警、楼梯和台阶、标识和计算机、工作空间布局等海军设计的所有元素[21 ] 。 英国国防部于2005 年组织建立的船舶SRDs 系统,对船舶人机界面涉及的多方面问题进行梳理和整合,将人机界面研究作为船舶系统设计的一个重要环节,以提高人机界面设计在船舶项目中的优先级别。 英国国防部 2009 年的 MARS 项目计划,将早期人机 界面设计干预纳入到舰艇设计系统中,并委任专业公