汽車座艙如何設(shè)計才能讓駕駛員更安全舒適？如何降低載人航天器因人為造成的失誤率？這些看似毫不相關(guān)的行業(yè)，其實都涉及一門大學(xué)科：人因工程。
什么是人因工程？在我們的生活中發(fā)揮了哪些作用？
人因工程是隨著科技發(fā)展和社會進步，特別是工業(yè)化水平提升而迅速發(fā)展起來的一門綜合性交叉學(xué)科，綜合運用生理學(xué)、心理學(xué)、人體測量學(xué)、生物力學(xué)、計算機科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等多學(xué)科的研究方法和手段，其核心理念從“人適應(yīng)機”轉(zhuǎn)向“機適應(yīng)人”，讓科技更“以人為本”。
11月29日—30日，廣東深圳，迎來了一場高端學(xué)術(shù)會議——“2024人因工程與智能系統(tǒng)交互國際會議”在此召開。這場會議由清華大學(xué)主辦，人因工程全國重點實驗室承辦，是首次在國內(nèi)召開的由中國學(xué)者主導(dǎo)的人因工程領(lǐng)域國際性學(xué)術(shù)會議。多位中國科學(xué)院和中國工程院院士以及來自國內(nèi)外人因工程領(lǐng)域知名專家等匯聚一堂，正是為了共同推動人因工程與智能系統(tǒng)交互發(fā)展。
在專家們看來，人因工程與智能系統(tǒng)交互發(fā)展，將提升我國智造與工業(yè)化水平，助力培育新質(zhì)生產(chǎn)力和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。
從“人適應(yīng)機”轉(zhuǎn)向“機適應(yīng)人”
早晨起床，拿起手機，圓潤邊角貼合人手生理曲線，握持舒適；滑屏解鎖，操作界面里圖標大小適宜，簡單易懂；
駕駛汽車時，儀表盤位置恰到好處，確保駕駛員目光輕移即可觸及，各類信息盡收眼底……
小到電腦桌面布局、汽車設(shè)計，大到航空航天工程，人因工程已無處不在。
人因工程全國重點實驗室主任、中國載人航天工程原副總設(shè)計師陳善廣解釋說：“人因工程是研究系統(tǒng)中人與其他要素之間交互作用的學(xué)科，并運用相關(guān)原理、理論、數(shù)據(jù)與方法開展系統(tǒng)設(shè)計以確保系統(tǒng)實現(xiàn)安全、高效且宜人的目標。”
事實上，除了生活中的應(yīng)用，在諸如航空航天、核工業(yè)、軍事裝備等對安全性要求極高的特殊領(lǐng)域，人因更是被提升到了極為關(guān)鍵的地位。
清華大學(xué)副校長鄭力在論壇開幕式上表示，人工智能技術(shù)的最新發(fā)展以及眾多人工智能系統(tǒng)的出現(xiàn)，將對我們的工作和生活方式產(chǎn)生深遠影響。讓技術(shù)造福人類更需要解決人機工程學(xué)問題。
在陳善廣看來，沒有哪個學(xué)科像人因工程一樣跟大眾的生活甚至人類的未來有著如此廣泛、密切、深入的聯(lián)系。人因工程是一種理念，也是一種方式方法，人因工程的理念應(yīng)融入工程設(shè)計全過程。
陳善廣表示，“人因工程倡導(dǎo)以人為中心，其本質(zhì)是讓科技成果惠及全體人民，使人民群眾安全感、幸福感增強。”
我國人因工程發(fā)展居世界前列
據(jù)了解，近20年來，在國家載人航天工程以及大型飛機、高鐵、核電站等國家重大計劃和專項的支持下，我國在人因工程學(xué)研究與應(yīng)用方面取得了一批原創(chuàng)性理論和技術(shù)成果。其中，我國人因工程在航天領(lǐng)域的發(fā)展尤為引人矚目。
2011年3月29日，我國首個人因工程國家級重點實驗室在中國航天員中心揭牌。我國載人航天工程率先創(chuàng)建了人因工效學(xué)技術(shù)與管理體系，推動工效學(xué)要求融入設(shè)計研制中去，確保了歷次飛行任務(wù)圓滿成功。
據(jù)介紹，航天人因工程秉承“為航天員使用而設(shè)計”的理念系統(tǒng)研究，解決航天員、航天器、航天環(huán)境之間的關(guān)系問題，確保航天員在軌安全、舒適、高效工作。
“在失重環(huán)境下，航天員能力特性就發(fā)生了變化，這就需要所用產(chǎn)品及系統(tǒng)的設(shè)計既要考慮到人的局限性，也要考慮到人的優(yōu)勢，這是人因工程的核心內(nèi)涵。”陳善廣解釋說。
特別是面對空間站長期飛行挑戰(zhàn)，航天人因工程建立復(fù)雜系統(tǒng)分解、解耦、降維的工效評價新范式與方法。發(fā)現(xiàn)并協(xié)同解決了大量關(guān)鍵人因設(shè)計缺陷，提升了載人航天器防重大人因失誤設(shè)計水平，確保了中國空間站建造期4次飛行任務(wù)累計600余天航天員安全高效工作。
中國科學(xué)院院士、中國工程院院士李德仁表示，人因工程在助力我國測繪遙感從傳統(tǒng)向AI飛躍中發(fā)揮了重要作用。目前，我國擁有5G基站400萬個、遙感衛(wèi)星數(shù)量近300顆，已初步形成全天候、全天時、全球覆蓋的高分辨率對地觀測能力。這些技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于日常手機定位、智慧物流、抗洪救災(zāi)、航天探月等社會生活的方方面面。
記者從論壇上了解到，經(jīng)過多年發(fā)展，人因工程這一新型交叉學(xué)科已經(jīng)進入了一個新的發(fā)展階段。目前，我國人因工程學(xué)科建設(shè)及發(fā)展水平已經(jīng)走在了世界前列。
人因設(shè)計法規(guī)和標準仍亟待完善
值得欣喜的是，通過多年的發(fā)展，人因工程研究成果也逐漸走出實驗室，并被市場所看好，產(chǎn)業(yè)發(fā)展更是一片火熱。
就此次論壇的現(xiàn)場情況而言，前來參會、參展的企業(yè)數(shù)量眾多，足見其受關(guān)注程度已今非昔比。
記者發(fā)現(xiàn)，本次論壇展示區(qū)里，智能穿戴設(shè)備備受關(guān)注，其可實時追蹤心率、血壓、腦電波等指標，幫助設(shè)計者了解人體不同狀態(tài)下的生理機能與數(shù)據(jù)變化，從而優(yōu)化裝備設(shè)計；同時也能讓使用者清楚自身身體狀況、健康趨勢和潛在風(fēng)險。
“產(chǎn)品再好，沒有考慮到用戶安全、使用的方便和習(xí)慣，就會喪失科技發(fā)展帶來的紅利。”當日論壇上，多位嘉賓達成共識——步入智能化時代，人因工程的重要性愈發(fā)凸顯。
“傳統(tǒng)模式下，主要側(cè)重于優(yōu)化產(chǎn)品或工作環(huán)境的物理層面，諸如確保設(shè)備操作的便捷性、舒適性等基礎(chǔ)要素。”人因裝備展科技企業(yè)負責(zé)人告訴記者，隨著智能化時代的來臨，未來人因工程發(fā)揮的作用會越來越大，其更注重智能化裝備對人類認知與心理的深度適配，這也正是神經(jīng)科學(xué)以及腦機接口如今備受重視的原因之一。
該科技企業(yè)負責(zé)人以智能汽車領(lǐng)域舉例表示，“智能汽車的提示和告警反饋方式與傳統(tǒng)燃油車截然不同，其中包含大量人因工程需要深入探究的問題。可以預(yù)見，未來運用人因工程的方法與手段去優(yōu)化汽車智能座艙設(shè)計必將成為主流趨勢，讓智能車輛清晰知曉駕駛員和乘員的各種狀態(tài)，從而增強人對智能駕駛的心理安全感與接受度。”
未來人因工程該如何發(fā)展？
陳善廣表示，人因工程研究的技術(shù)方法跨越諸多學(xué)科，依賴于相關(guān)學(xué)科的技術(shù)發(fā)展，其自身基礎(chǔ)理論和技術(shù)的研究深度不夠，已有技術(shù)和方法的效度已不適應(yīng)時代要求，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、規(guī)律、技術(shù)方法的儲備也無法滿足應(yīng)用需求。建議國家層面高度重視人因基礎(chǔ)理論研究的規(guī)劃布局，大力加強基礎(chǔ)教育，拓展人因工程共性科學(xué)與技術(shù)問題的研究。
“同時，鑒于人因設(shè)計對產(chǎn)品質(zhì)量、安全性和競爭力的重要作用，建議制定產(chǎn)品全生命周期的人因設(shè)計法規(guī)和標準，建立人因設(shè)計的基礎(chǔ)理論及方法體系，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的人因設(shè)計軟件，將人因工程的思想和方法貫穿系統(tǒng)、產(chǎn)品設(shè)計研制的全過程。”陳善廣說。
編輯：李華山
