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公務(wù)員期刊網(wǎng) 精選范文 人機(jī)交互論文范文

人機(jī)交互論文精選(九篇)

前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的人機(jī)交互論文主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。

人機(jī)交互論文

第1篇:人機(jī)交互論文范文

1.1研究方法

采用問(wèn)卷調(diào)查法,使用自行設(shè)計(jì)的調(diào)查問(wèn)卷。調(diào)查問(wèn)卷分兩方面,一般資料及專業(yè)技能需求。一般資料包括年齡、職稱、學(xué)歷、工作年限及醫(yī)院級(jí)別等條目。專業(yè)技能需求設(shè)置了為4個(gè)方面,25個(gè)條目,主要為腦卒中偏癱康復(fù)護(hù)理的相關(guān)知識(shí),包括言語(yǔ)康復(fù)及吞咽障礙的康復(fù)(7個(gè));物理療法(6個(gè));認(rèn)知障礙的康復(fù)(6個(gè))及康復(fù)評(píng)定(6個(gè))。每個(gè)條目均為單項(xiàng)選擇題,選項(xiàng)分別為非常需求、需求、一般、不需求,分別計(jì)4、3、2、1分,總分為100分,得分越高代表需求越高。本次調(diào)查共發(fā)放問(wèn)卷120份,收回114份,剔除信息不全的問(wèn)卷,共收集到有效問(wèn)卷100份。

1.2統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS13.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,采用描述性統(tǒng)計(jì)、單因素回歸分析等方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1一般資料

本次調(diào)查對(duì)象共100名,年齡24~25歲,平均年齡(26.85±7.13);其中護(hù)師及其以上職稱43名,護(hù)士57名;本科及其以上學(xué)歷32名,大?;蛑袑?8名;平均從事神經(jīng)內(nèi)科的工作年限為(4.13±2.08)年。

2.2護(hù)理人員繼續(xù)教育需求情況

本次調(diào)查所得護(hù)理人員對(duì)專業(yè)技能需求總得分為(65.87±12.31)分,其中言語(yǔ)康復(fù)及吞咽障礙的康復(fù)方向?yàn)?21.35±7.68)分;物理療法方向(11.67±6.35)分;認(rèn)知障礙的康復(fù)(18.76±6.84)分及康復(fù)評(píng)定方向(14.06±5.19)分。調(diào)查結(jié)果顯示大部分人群對(duì)腦卒中偏癱康復(fù)護(hù)理的相關(guān)知識(shí)的續(xù)教育需求較大,尤其在言語(yǔ)康復(fù)及吞咽障礙的康復(fù)方向和認(rèn)知障礙的康復(fù)方向。

2.3神經(jīng)內(nèi)科護(hù)理人員繼續(xù)教育需求情況相關(guān)因素分析

單因素分析結(jié)果顯示,除醫(yī)院級(jí)別外,年齡、職稱、學(xué)歷、工作年限等其余因素不同情況的對(duì)繼續(xù)教育需求存在影響,組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),年齡越小、職稱和學(xué)歷越低、工作年限越短者對(duì)繼續(xù)教育的需求度越高。多因素分析結(jié)果顯示年齡、職稱、學(xué)歷、工作年限是神經(jīng)內(nèi)科護(hù)理人員對(duì)繼續(xù)教育需求的獨(dú)立影響因素。

3討論

神經(jīng)內(nèi)科住院病人的病情通常較危重,疾病??菩詮?qiáng),因此護(hù)理工作的專業(yè)性要求較高。但護(hù)士在醫(yī)學(xué)院校所接受的神經(jīng)內(nèi)科知識(shí)畢竟有限,臨床上迫切需要加強(qiáng)護(hù)士特別是新護(hù)士的繼續(xù)教育,以培養(yǎng)一支具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)、良好的護(hù)理技能的護(hù)理團(tuán)隊(duì)。由于偏癱病人生活無(wú)法自理,對(duì)偏癱病人的護(hù)理專業(yè)性更強(qiáng)。有研究稱通過(guò)配備有經(jīng)驗(yàn)的護(hù)士協(xié)助腦卒中偏癱患者進(jìn)行早期康復(fù)訓(xùn)練,能大大改善患者的神經(jīng)功能缺陷狀況,促進(jìn)其肢體功能的恢復(fù),提高生存質(zhì)量,降低并發(fā)癥的發(fā)生率,可見(jiàn)偏癱患者的康復(fù)護(hù)理對(duì)病人的康復(fù)有著積極的意義。有研究顯示大部分醫(yī)護(hù)人員對(duì)現(xiàn)有神經(jīng)內(nèi)科護(hù)理質(zhì)量均不滿意,尤其是護(hù)士的滿意度更低,而且有相當(dāng)?shù)尼t(yī)護(hù)人員對(duì)神經(jīng)內(nèi)科護(hù)士能否敏銳預(yù)見(jiàn)、觀察與處理患者病情變化并勝任神經(jīng)內(nèi)科臨床護(hù)理工作持懷疑態(tài)度。本次研究結(jié)果顯示,大部分神經(jīng)內(nèi)科護(hù)理人員對(duì)繼續(xù)教育的需求較高。同時(shí)可見(jiàn),年齡、職稱、學(xué)歷、工作年限等因素均會(huì)影響護(hù)理人員對(duì)繼續(xù)教育的需求,年齡越小、職稱和學(xué)歷越低、工作年限越少的護(hù)理人員對(duì)繼續(xù)教育的需求越大。這可能與這些人員臨床工作年限短,為偏癱患者提供的康復(fù)護(hù)理較少及康復(fù)護(hù)理相關(guān)知識(shí)缺乏有一定關(guān)系,簡(jiǎn)單的說(shuō)就是缺乏理論知識(shí)和實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)。

第2篇:人機(jī)交互論文范文

1.前期工作積累

筆者在德國(guó)慕尼黑大學(xué)攻讀博士學(xué)位期間,曾擔(dān)任本科、碩士專業(yè)課程的教學(xué)工作,也曾多次指導(dǎo)本科、碩士畢業(yè)論文,因此對(duì)人機(jī)交互方向創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式有一定的切身體會(huì)。另外,筆者于2013年赴英國(guó)格林多大學(xué)參加了為期4周的學(xué)術(shù)英語(yǔ)和雙語(yǔ)師資研修培訓(xùn),對(duì)歐洲高等教育的理念有了更為深入的理論認(rèn)識(shí),同時(shí)也促使筆者對(duì)本專業(yè)的教學(xué)教育改革進(jìn)行思考和探索。在對(duì)國(guó)外高校軟件工程人才培養(yǎng)模式的研究和實(shí)踐基礎(chǔ)上,我們認(rèn)真分析了我國(guó)軟件工程人才培養(yǎng)模式中存在的普遍問(wèn)題,并在人機(jī)交互課程建設(shè)中進(jìn)行了解決方案的探索。

2.人機(jī)交互課程特點(diǎn)

人機(jī)交互主要研究用戶與系統(tǒng)之間的交互關(guān)系,為用戶設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和評(píng)估交互式計(jì)算系統(tǒng),是一門涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、心理學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)的交叉性學(xué)科。要求任課教師熟練掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、編程語(yǔ)言等技術(shù),同時(shí)需要對(duì)社會(huì)學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等方面的知識(shí)有所了解,對(duì)教師個(gè)人素質(zhì)和專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備有著較高的要求。該課程覆蓋面廣,技術(shù)更新快,教學(xué)難度較大,需要學(xué)生的積極參與,良好的師生互動(dòng)可以使得大量交互界面設(shè)計(jì)的教學(xué)變得直觀易懂。

引導(dǎo)型教學(xué)模式可以有效激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力,有利于新型交互創(chuàng)意的產(chǎn)生。因此如何在課堂教學(xué)中引入引導(dǎo)性教學(xué)模式以提高學(xué)生的教學(xué)參與度是筆者在人機(jī)交互課程建設(shè)中的重點(diǎn)研究方向。

3.引導(dǎo)型教學(xué)模式淺析

引導(dǎo)型教學(xué)模式的核心在于師生互動(dòng):從教師講授為主的單向模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熞龑?dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)的雙向互動(dòng)模式。下面我們將從課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)、教師個(gè)人素質(zhì)等四方面對(duì)引導(dǎo)型教學(xué)模式進(jìn)行探索。

3.1課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

人機(jī)交互的教學(xué)內(nèi)容主要包括基本理論知識(shí)及案例分析兩部分。理論基礎(chǔ)包括交互模型及實(shí)例、設(shè)計(jì)規(guī)則、實(shí)現(xiàn)支持以及評(píng)估技術(shù)等。本課程還通過(guò)視頻、圖片等大量資料介紹普適計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等熱門專題。這些教學(xué)內(nèi)容有助于拓展學(xué)生在人機(jī)交互方面的視野,提高學(xué)生的交互式設(shè)計(jì)的能力。

作為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新興研究方向,人機(jī)交互的理論和應(yīng)用層出不窮、更新速度非???,這對(duì)教學(xué)工作提出了極大考驗(yàn)。在教學(xué)準(zhǔn)備上需要花費(fèi)大量精力進(jìn)行查新,盡量做到和國(guó)際最新成果接軌,并根據(jù)學(xué)生專業(yè)背景和反饋及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

3.2課堂教學(xué)中的師生互動(dòng)

教師應(yīng)及時(shí)與學(xué)生溝通以調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和難度,并鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂教學(xué)互動(dòng)。教師在教學(xué)中應(yīng)采用理論講授、個(gè)人陳述、分組討論等多種教學(xué)方式。

人機(jī)交互的教學(xué)需要學(xué)生對(duì)交互設(shè)計(jì)具有一定的熱情和敏感度??紤]到學(xué)生的專業(yè)背景、興趣愛(ài)好等各不相同,在實(shí)例分析環(huán)節(jié)應(yīng)將日常生活中常見(jiàn)的交互問(wèn)題作為切入點(diǎn),使得每個(gè)學(xué)生都可以聯(lián)系實(shí)際、有話可說(shuō),從而鼓勵(lì)學(xué)生融入互動(dòng)教學(xué)。

3.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)置應(yīng)避免理論和實(shí)際脫節(jié),教師不同的交互設(shè)計(jì)題目,每個(gè)題目均圍繞一個(gè)日常交互問(wèn)題且難度遞增。學(xué)生組隊(duì)完成作業(yè),項(xiàng)目管理方式可以激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程實(shí)踐能力。例如,學(xué)生首先應(yīng)通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、用戶面試等方法了解用戶實(shí)際需求,后期才有可能產(chǎn)生符合實(shí)際需求且有創(chuàng)意的交互設(shè)計(jì)理念。

3.4教師的專業(yè)素養(yǎng)和個(gè)人魅力

學(xué)生對(duì)設(shè)計(jì)原則、交互風(fēng)格等的理解較為費(fèi)時(shí),且必須在實(shí)踐基礎(chǔ)上逐漸積累。如果只是被動(dòng)接受大量案例,既不利于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解,還會(huì)限制學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力,就很難發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力產(chǎn)生出創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方案。因此要求教師具有堅(jiān)實(shí)的專業(yè)背景和豐富的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),能隨時(shí)跟蹤專業(yè)動(dòng)態(tài)和最新研究成果。

教師的個(gè)人魅力在人機(jī)交互的教學(xué)中起著舉足輕重的作用。良好的專業(yè)背景,豐富的教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),自信、熱情的性格以及活躍的課堂氣氛能很好地吸引了學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新欲望。

4.成果及展望

有效的人機(jī)交互人才培養(yǎng)可以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力,具有重要的實(shí)踐意義。本課題對(duì)人機(jī)交互課程建設(shè)進(jìn)行了系統(tǒng)探討,分別從課堂教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)、教師個(gè)人素質(zhì)等四方面對(duì)引導(dǎo)型教學(xué)模式進(jìn)行了深入分析。目前,我們已在“人機(jī)交互”、“信息可視化”等相關(guān)專業(yè)課程中進(jìn)行了引導(dǎo)型教學(xué)模式的應(yīng)用研究,同時(shí)積極鼓勵(lì)學(xué)生參與各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃,在加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力方面收效明顯。

第3篇:人機(jī)交互論文范文

關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);三維虛擬環(huán)境;人機(jī)交互;三維圖形引擎;沉浸式

中圖分類號(hào):TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2012)33-8066-03

伴隨著制造企業(yè)信息化進(jìn)程的不斷發(fā)展,仿真建模在產(chǎn)品制造中的應(yīng)用也由分散到集成,由局部到全局,并且更加注重可視化技術(shù)的應(yīng)用和與用戶之間的交互[1]。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為相關(guān)裝置構(gòu)造虛擬環(huán)境可以擺脫傳統(tǒng)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)中所存在的一些不足,例如在軟件仿真中,主要以圖、圖表、照片和現(xiàn)場(chǎng)錄像等傳統(tǒng)多媒體方式為表現(xiàn)手段,真實(shí)感和臨場(chǎng)感都較為欠缺;而在物理仿真中,系統(tǒng)復(fù)雜、龐大難于實(shí)現(xiàn),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在很大程度上提高場(chǎng)景的沉浸感和真實(shí)感。

1 三維虛擬環(huán)境框架

虛擬環(huán)境的開(kāi)發(fā)涉及了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)、人工智能、高性能計(jì)算技術(shù)、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理等技術(shù),還涉及社會(huì)學(xué)、美學(xué)、氣象、通信、物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科,復(fù)雜程度可想而知。虛擬現(xiàn)實(shí)要達(dá)到實(shí)現(xiàn)自然實(shí)時(shí)交互和逼真的多種感覺(jué)的要求,其組成主要應(yīng)包括幾方面:虛擬環(huán)境生成系統(tǒng),產(chǎn)生實(shí)時(shí)的圖像;用以確定參與者位置和動(dòng)作的定位跟蹤系統(tǒng);提供虛擬空間多用戶協(xié)同交互功能的網(wǎng)絡(luò)接口;含有CAVE、PowerWall、立體顯示設(shè)備的沉浸式顯示系統(tǒng);提供立體聲源和判定空間位置的音效系統(tǒng);提供參與者感知力與壓力的反饋的觸覺(jué)和力反饋系統(tǒng)。

虛擬環(huán)境[2]框架的功能主要體現(xiàn)在:首先支持對(duì)象的屬性和交互的訂購(gòu),同時(shí)提供回調(diào)和事件的通知機(jī)制,支持HLA的各種時(shí)間管理策略,從而達(dá)到在全部聯(lián)邦范圍內(nèi)的對(duì)象可以根據(jù)已給定的時(shí)序和消息傳遞關(guān)系來(lái)工作;其次是提供與各種對(duì)象定位、創(chuàng)建、刪除等相關(guān)的服務(wù),并且分類、統(tǒng)一組織管理不同功能和不同性質(zhì)的仿真實(shí)體,即是對(duì)虛擬場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)和組織管理;最后還可以通過(guò)事件驅(qū)動(dòng)和回調(diào)函數(shù)機(jī)制和場(chǎng)景對(duì)象組織、仿真對(duì)象管理功能集成,沉浸式人機(jī)交互設(shè)備和接口的集成。

根據(jù)軟件模塊[3]的分層結(jié)構(gòu),我們把系統(tǒng)分為三個(gè)層次,如圖2所示,即用戶界面層、交互層和數(shù)據(jù)服務(wù),虛擬環(huán)境和仿真管理層。

界面層提供的用戶界面輸入可以接收用戶對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)請(qǐng)求,然后經(jīng)環(huán)境和仿真層的相關(guān)轉(zhuǎn)換成為對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)層的訪問(wèn)請(qǐng)求,然后數(shù)據(jù)服務(wù)層將其處理后通過(guò)中間層傳送給界面層進(jìn)行最終的輸出。

實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景的基礎(chǔ)是三維圖形引擎?,F(xiàn)在,開(kāi)發(fā)者較多使用可以提供功能強(qiáng)大模塊的較為流行的繪制引擎,例如OpenGVS、CG2公司的Vtree和Multigen公司的Vega等,但是它們也存在很多不足:商業(yè)引擎開(kāi)發(fā)缺乏靈活性,因?yàn)槠湟话愣疾惶峁┑讓娱_(kāi)發(fā)接口,從而限制功能的擴(kuò)展;商業(yè)引擎無(wú)法渲染出較為逼真的場(chǎng)景效果,浪費(fèi)GPU的處理能力從而影響系統(tǒng)實(shí)時(shí)性;由于其功能繁多,產(chǎn)生冗余代碼也多,影響其運(yùn)行效率。

介于以上圖形引擎的諸多不足,OpenSceneGraph(OSG)作為虛擬場(chǎng)景圖形引擎,是一個(gè)跨平臺(tái)的、開(kāi)放源碼的、高效的三維圖形引擎,目前應(yīng)用于高性能圖形設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,例如虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲、仿真、科學(xué)可視化等。OSG不僅提供基于OpenGL的面向?qū)ο蟮目蚣?,還有加快圖形應(yīng)用開(kāi)發(fā)的附加功能模塊和可擴(kuò)展接口庫(kù)。

2 基于情景上下文的虛擬交互

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展以及人機(jī)交互在其中所占有的重要地位,虛擬環(huán)境和其參與者的人機(jī)交互作用賦予了新的內(nèi)涵。沉浸式虛擬環(huán)境[4-5]讓用戶有一種“身臨其境”的感覺(jué),這也正是用戶與對(duì)象之間進(jìn)行交互的過(guò)程,其歸根結(jié)底要解決如何操作和改造虛擬環(huán)境中的對(duì)象。

2.1 語(yǔ)義對(duì)象與交互行為

“信息透鏡”概念指的是界面對(duì)象通過(guò)視圖的不同縮放比例來(lái)顯示相對(duì)應(yīng)的外觀信息,這是Jazz在可伸縮用戶界面中提出的早期語(yǔ)義對(duì)象的概念;再如“按需提供細(xì)節(jié)(the mantra of detail.on.demand)”的技術(shù)[6]是Ben Shneiderman在信息可視化系統(tǒng)中提出的。

語(yǔ)義對(duì)象的定義可以從實(shí)現(xiàn)面向語(yǔ)義的高層交互隱喻的目標(biāo)這個(gè)角度來(lái)詮釋,一個(gè)語(yǔ)義對(duì)象由交互構(gòu)件(interaction component)、圖形構(gòu)件(graphics component)、規(guī)則構(gòu)件(rule component)、和應(yīng)用構(gòu)件(application component) 行為構(gòu)件(behavior componen0構(gòu)成.在虛擬環(huán)境中的虛擬對(duì)象,它的語(yǔ)義一般包括一系列行為狀態(tài)和規(guī)則事件。換句話說(shuō),存在于虛擬環(huán)境中為用戶所感知的對(duì)象或者物體(包含其交互上下文的語(yǔ)義信息和外觀幾何信息)按照相應(yīng)的規(guī)則反饋和相應(yīng)所發(fā)生的交互事件,繼而完成相應(yīng)任務(wù)。

通過(guò)我們分析觀察的上文所提及的事件, 在人機(jī)交互中多由用戶所觸發(fā),一般分為虛擬場(chǎng)景中用戶化身的位置變化即化身位置感應(yīng)(PositionRps)和用戶在虛擬對(duì)象[7]上進(jìn)行各種交互操作的用戶手勢(shì)操作(GestOpt)。語(yǔ)義模型可以很好的解決場(chǎng)景圖處理不好交互語(yǔ)義的問(wèn)題,它是具有特定應(yīng)用含義和組織形式的場(chǎng)景構(gòu)成模式,達(dá)到易于操作處理用戶界面的目的。

在實(shí)際操作中,我們一般會(huì)遇到的例如對(duì)象在化身可操作范圍內(nèi)時(shí)處于“可操作”狀態(tài),離開(kāi)操作范圍后變?yōu)椤安豢刹僮鳌睜顟B(tài),或者鼠標(biāo)的各項(xiàng)操作和三維手勢(shì)等。

1)規(guī)則構(gòu)件[8]:在我們的現(xiàn)實(shí)世界里,有很多操作都會(huì)有特定的先后順序,比如先倒水再喝水,在虛擬世界中我們把它看作是是否響應(yīng)事件和如何響應(yīng)事件,規(guī)則構(gòu)件則表達(dá)了虛擬對(duì)象的交互規(guī)則和約束。另外,在現(xiàn)實(shí)世界里某些對(duì)象具有特定的供給屬性,比方說(shuō)人可以在水里游泳卻不可以在陸地上,這就說(shuō)明了水具有可以游泳的供給,而陸地不具備,所以規(guī)則構(gòu)件還含有某些特定的供給屬性,這也同時(shí)決定了某些對(duì)象的交互特性。

2)圖形構(gòu)件:在某些情況下,當(dāng)我們需要對(duì)圖形構(gòu)件進(jìn)行更進(jìn)一步的抽象來(lái)實(shí)現(xiàn)高層交互語(yǔ)義時(shí),接收的輸入內(nèi)容含有復(fù)雜的交互行為指令,這時(shí)圖形構(gòu)件就發(fā)揮了作用。它包含了虛擬對(duì)象的諸如紋理、顏色、材質(zhì)、形狀等屬性、語(yǔ)音信息以及動(dòng)態(tài)特征等,方便同一層次中的交互行為。

3)應(yīng)用構(gòu)件:當(dāng)用戶和虛擬環(huán)境發(fā)生交互時(shí),當(dāng)圖形構(gòu)件提供相應(yīng)的視聽(tīng)覺(jué)方面的線索于反饋時(shí),應(yīng)用構(gòu)件表達(dá)與之相關(guān)的應(yīng)用任務(wù),并由交互構(gòu)件觸發(fā)執(zhí)行。

4)交互構(gòu)件:交互構(gòu)件可以處理基本的交互事件如點(diǎn)擊和拖拽等,還可以處理完成給復(fù)雜的例如三維手勢(shì)的交互性操作。它主要做了處理接收和交互分發(fā)的工作,處理接收轉(zhuǎn)化用戶的交互操作以及語(yǔ)義對(duì)象能夠相應(yīng)的交互事件,將其發(fā)送給行為構(gòu)件來(lái)執(zhí)行。為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的交互操作,分析和推理交互事件通過(guò)調(diào)用規(guī)則構(gòu)件來(lái)進(jìn)行。

5)行為構(gòu)件:行為構(gòu)件反應(yīng)了虛擬環(huán)境中相應(yīng)對(duì)象的各種行為,在人機(jī)交互的過(guò)程當(dāng)中,通過(guò)調(diào)用圖形構(gòu)件的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行對(duì)象的行為。這些行為描述了語(yǔ)義對(duì)象對(duì)對(duì)象狀態(tài)變化和語(yǔ)義對(duì)象對(duì)用戶交互動(dòng)作的響應(yīng)。行為構(gòu)件接收交互構(gòu)件所發(fā)來(lái)的查詢命令,將反饋狀態(tài)的信息發(fā)送給交互構(gòu)件,交互構(gòu)件因此來(lái)分析判斷最終決定執(zhí)行何種交互行為。

語(yǔ)義對(duì)象體系結(jié)構(gòu)[9]中的各個(gè)構(gòu)件之間通過(guò)查詢規(guī)則狀態(tài)、反饋對(duì)象的行為規(guī)則及狀態(tài)或者功能調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)它們之間的通信,實(shí)現(xiàn)從輸入“事件”到輸出“反饋”的流程。在虛擬環(huán)境中,通過(guò)加入交互語(yǔ)義IS=來(lái)識(shí)別虛擬對(duì)象需要執(zhí)行的交互任務(wù)。交互對(duì)象為Object,用謂詞邏輯演算表達(dá)式來(lái)描述的觸發(fā)交互行為的規(guī)則為rule,參與者和相應(yīng)的交互對(duì)象所產(chǎn)生的動(dòng)作為action,交互結(jié)果即所執(zhí)行的交互任務(wù)為task,交互產(chǎn)后后的多感知通道級(jí)視聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等的反饋為feedback。

綜上所述,我們通過(guò)一張圖來(lái)說(shuō)明語(yǔ)義對(duì)象解析和響應(yīng)交互事件的過(guò)程:首先,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的分析整合,用戶的實(shí)際操作封裝成交互事件傳遞給正在交互的虛擬對(duì)象;其次,語(yǔ)義動(dòng)作的生成,通過(guò)查詢?cè)撎摂M對(duì)象的語(yǔ)義規(guī)則然后將交互事件附上特定的語(yǔ)義屬性;最后,系統(tǒng)判斷做動(dòng)作反饋還是進(jìn)行導(dǎo)航,還是選擇、操作或者控制任務(wù),如果是反饋,則包括紋理、材質(zhì)或顏色等可視化表達(dá)信息和旋轉(zhuǎn)平移等幾何變換。

如何讓用戶根據(jù)實(shí)際感知來(lái)和虛擬環(huán)境進(jìn)行交互?通過(guò)人機(jī)接口系統(tǒng)將虛擬環(huán)境中的壓力、音響、圖像等信息傳送到這個(gè)封閉回路系統(tǒng)中的重要角色用戶的感官,并及時(shí)的將用戶的行為反應(yīng)通過(guò)傳感器進(jìn)行測(cè)試來(lái)調(diào)整生成的序列。

所以,隨著技術(shù)的日益完善,人已不再是被動(dòng)的接受者于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相對(duì)立,而是一個(gè)不可或缺的關(guān)鍵角色,這種觀念引導(dǎo)著更加和諧的人與虛擬環(huán)境的關(guān)系,也讓人機(jī)交互更加的人性化、真實(shí)化。

3 結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)主要通過(guò)使用計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備生成虛擬環(huán)境,并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其中的實(shí)體進(jìn)行控制和交互操作。操作者能夠很好地融入到虛擬環(huán)境中,達(dá)到一種身臨其境的感覺(jué)。

它是集傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、人工智能、人機(jī)接口等多種高科技為一體的人機(jī)交互技術(shù)。作為一種高級(jí)的人機(jī)交互技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)的研究主要圍繞著提高系統(tǒng)的構(gòu)想性、沉浸感、交互性來(lái)進(jìn)行。隨著對(duì)人類感知系統(tǒng)的不斷深入研究,三維圖形技術(shù)和多傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)作為一項(xiàng)實(shí)用技術(shù),廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域,例如娛樂(lè)、訓(xùn)練、產(chǎn)品原型設(shè)計(jì)、教育、醫(yī)療、遙控操作等。

虛擬現(xiàn)實(shí)研究的熱點(diǎn)也是重要的研究領(lǐng)域?yàn)樘摂M環(huán)境,它是通過(guò)計(jì)算機(jī)生成聽(tīng)、視、觸覺(jué)等感覺(jué)作用于用戶,使用戶產(chǎn)生“身臨其境”感覺(jué)的交互式視景仿真系統(tǒng)。該文所構(gòu)建的仿真虛擬環(huán)境的沉浸感還不足,可以通過(guò)結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的傳感器技術(shù)、人工智能等技術(shù)來(lái)加強(qiáng),考慮逐步增加其它交互通道。

參考文獻(xiàn):

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第4篇:人機(jī)交互論文范文

實(shí)施教學(xué)管理是高校為了提高學(xué)校整體水平而采取的一系列活動(dòng)。高質(zhì)量的教學(xué)管理有利于高校的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)其教學(xué)水平、科研水平都有重要影響,因此大力提高教學(xué)管理質(zhì)量已成為每所高校必不可缺的建設(shè)任務(wù)。

2 高校教學(xué)管理教師的現(xiàn)狀分析

作為高校建設(shè)工作的重點(diǎn),教學(xué)管理工作備受各高校的充分重視并予以大力投入進(jìn)行建設(shè),且已初見(jiàn)成效。目前形成了集中化、規(guī)范化的模式,并將進(jìn)一步向全面信息化邁進(jìn)[1]。高校屬于事業(yè)單位,進(jìn)行人事調(diào)配時(shí)受到諸多因素的制約,自由度降低,不能很好地貫徹“以人為本”原則致使教學(xué)管理隊(duì)伍素質(zhì)參差不齊,間接拉低了總體水平。

同時(shí),部分高校忽視促進(jìn)管理人員個(gè)人水平的繼續(xù)提高,沒(méi)能為他們提供有效的再培訓(xùn)機(jī)制;而管理人員自身限于工作之余時(shí)間不足、難以承擔(dān)培訓(xùn)費(fèi)用等因素,更無(wú)可能自我進(jìn)修,從而導(dǎo)致教務(wù)管理人員素質(zhì)難以得到提高。隨著社會(huì)的發(fā)展和高??傮w實(shí)力的不斷提升,對(duì)高校教學(xué)管理提出了更高的要求,教學(xué)管理人員面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此,不經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的培訓(xùn)來(lái)提高能力是無(wú)法跟上時(shí)展的。教學(xué)管理隊(duì)伍作為教學(xué)管理的中堅(jiān)力量,其整體素質(zhì)決定了教學(xué)管理的質(zhì)量。因此,如何著力提高教學(xué)管理人員的素質(zhì),成了高校管理工作中的重點(diǎn)問(wèn)題[2]。

2.1 高校教學(xué)管理教師教學(xué)管理層總體素質(zhì)不高

就目前教學(xué)管理層中教師師資學(xué)歷、年齡出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象,碩士學(xué)歷以上的人數(shù)較少,缺乏管理經(jīng)驗(yàn);年長(zhǎng)的教學(xué)管理雖固有豐富的經(jīng)驗(yàn),但對(duì)于發(fā)展中的高校而言學(xué)歷提升也是勢(shì)在必行的。年輕的教學(xué)管理者需要更具工作經(jīng)驗(yàn)的、教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)閱歷豐富的前輩扶持去完成整個(gè)教學(xué)管理工作。

2.2 高校教學(xué)管理教師專業(yè)化的主要內(nèi)涵

具有優(yōu)良的綜合素質(zhì)、文化素質(zhì):掌握一定的人文社會(huì)科學(xué)與相關(guān)自然科學(xué)的基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)知識(shí);具有比較開(kāi)闊的文化視野和文化選擇與批制的能力;具有一定的審美眼光和文體知識(shí)。具有與所從事的教務(wù)管理相關(guān)的學(xué)科專業(yè)基本知識(shí);規(guī)范管理,使教學(xué)管理流程科學(xué)、高效。加強(qiáng)教務(wù)管理的實(shí)踐與研究;以參與本科教學(xué)工作水平評(píng)估為契機(jī),迅速提高教務(wù)管理專業(yè)水平。具有與所從事的教務(wù)管理相關(guān)的學(xué)科專業(yè)基本知識(shí)。

3 高校教學(xué)管理教師成長(zhǎng)因素分析

教學(xué)管理教師在教學(xué)管理過(guò)程中隨時(shí)與知識(shí)水平、業(yè)務(wù)水平、專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)提升有著密不可分的關(guān)聯(lián)度。在從事管理的職業(yè)生涯中,不僅是完成高校教學(xué)管理的工作中常規(guī)工作例如:制定人才培養(yǎng)計(jì)劃、開(kāi)課計(jì)劃、安排教師的授課、選課工作問(wèn)題的反饋、課堂教學(xué)信息及時(shí)反饋和處理并分析教學(xué)存在問(wèn)題給將來(lái)帶來(lái)的諸多問(wèn)題和解決的方案、項(xiàng)目申報(bào)工作、核算教學(xué)超工作量、考試等畢業(yè)論文及材料歸理等。對(duì)教學(xué)管理教師而言需要熟悉教學(xué)改革、教學(xué)建設(shè)、教學(xué)管理三大領(lǐng)域的相關(guān)業(yè)務(wù)工作,使綜合性與專業(yè)性相統(tǒng)一、事務(wù)性與思想性相統(tǒng)一、經(jīng)常性與突擊性相統(tǒng)一。只有規(guī)范管理,才能使教學(xué)管理流程科學(xué)高效進(jìn)行。

3.1 教學(xué)管理教師職業(yè)素養(yǎng)的提升

高校教學(xué)管理教師在正常的教學(xué)管理中,不應(yīng)局限于工作中曾經(jīng)獲得過(guò)的經(jīng)驗(yàn)和豐富的社會(huì)閱歷。而是要不斷的加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí),除如學(xué)歷提升也是知識(shí)結(jié)構(gòu)提升的有效方式外,還有就是積極爭(zhēng)取外出學(xué)習(xí)和同行其他高校教學(xué)管理者進(jìn)行教學(xué)管理經(jīng)驗(yàn)交流和學(xué)習(xí)、教學(xué)管理領(lǐng)域的培訓(xùn)學(xué)習(xí)。這些都有助于教學(xué)管理者職業(yè)素養(yǎng)的提升和自我能力的再現(xiàn)和完善。

拓展知識(shí)面、能力培養(yǎng)、管理水平的科學(xué)性和工作效率是在長(zhǎng)期的教學(xué)管理工作中,嘗試分析問(wèn)題和解決的方法的中隨時(shí)間的沉淀增加的。

3.2 教學(xué)管理教師成長(zhǎng)途徑

使教學(xué)管理者具備以上的條件,凸顯出教學(xué)管理教師在工作中將越來(lái)越成熟,在時(shí)間的進(jìn)程中教學(xué)管理者更具水平,整個(gè)學(xué)院教學(xué)管理工作的推進(jìn)將無(wú)疑更上一個(gè)層次。高校教學(xué)管理者更應(yīng)具備相應(yīng)的管理水平和教師素質(zhì),通過(guò)這些素質(zhì)的提高形成教學(xué)管理教師成長(zhǎng)的重要途徑。

教學(xué)管理不僅是完成常規(guī)工作,還要將問(wèn)題轉(zhuǎn)為分析,學(xué)會(huì)關(guān)注教學(xué)管理中的各種問(wèn)題,需要教學(xué)管理者不斷學(xué)會(huì)觀察、跟蹤問(wèn)題、收集問(wèn)題中的各種數(shù)據(jù)、進(jìn)行實(shí)地研究、定量研究,進(jìn)行數(shù)據(jù)抽樣和分析,從而解決問(wèn)題。

3.3 教學(xué)管理教師應(yīng)加強(qiáng)實(shí)踐與研究

將教學(xué)管理過(guò)程中存在的問(wèn)題通過(guò)以論文或是課題立項(xiàng)的不同方式,來(lái)形成自己實(shí)證研究,在項(xiàng)目研究的過(guò)程中獲得更多的問(wèn)題的求解途徑和方法。同時(shí),解決教學(xué)管理中不能解釋的問(wèn)題有利于提升自己教學(xué)管理水平和科研水平。其次通過(guò)對(duì)課題的研究以解決教學(xué)管理中的實(shí)際問(wèn)題和獲得工作效率上升趨勢(shì)和科學(xué)的管理水平。如《基于填補(bǔ)時(shí)段法的人機(jī)交互式排課進(jìn)程》、關(guān)于實(shí)踐教學(xué)資源利用的探討等,的確解決了高校二級(jí)學(xué)院在大規(guī)模排課過(guò)程中遇到而又無(wú)法解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。該項(xiàng)目的研究將排課填補(bǔ)時(shí)段法應(yīng)用于人機(jī)交互式排課中,以排課流程圖的方式避開(kāi)了排課中的諸多因素干擾,讓人機(jī)交互式排課工作更為簡(jiǎn)捷、合理。該方法經(jīng)過(guò)多次在排課實(shí)踐過(guò)程中的檢驗(yàn),基本實(shí)現(xiàn)了減輕排課者排課難度和重復(fù)性工作的目的,同時(shí)提高了教師對(duì)排課的滿意度。人機(jī)交互式排課中填補(bǔ)時(shí)段法的應(yīng)用,對(duì)于教務(wù)工作規(guī)范化和教學(xué)工作常規(guī)化,都有著積極的影響,值得在本校其他二級(jí)學(xué)院和同類本科院校中推廣和借鑒[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

美國(guó)著名教育心理學(xué)家波斯納曾指出一個(gè)人成長(zhǎng)的公式“:經(jīng)驗(yàn) + 反思 = 成長(zhǎng)”。教學(xué)管理中也可以應(yīng)用此成長(zhǎng)公式在教學(xué)管理過(guò)程中不斷地學(xué)習(xí)、積累、反思、提升,才能使自己有創(chuàng)新的思維。從事教學(xué)管理工作的教師應(yīng)具有專業(yè)的職業(yè)素養(yǎng)、不斷的提高自身的業(yè)務(wù)能力。學(xué)習(xí)、能力、思維能力、創(chuàng)新能力的再現(xiàn)是作為教學(xué)管理者永恒的主題。教學(xué)管理者應(yīng)對(duì)教學(xué)管理中存在的問(wèn)題善于去求解,通過(guò)知識(shí)的積累和科研的嘗試去獲得更大的提高和發(fā)展的空間。

參考文獻(xiàn):

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第5篇:人機(jī)交互論文范文

論文摘要:文章在介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上,探討虛擬技術(shù)的在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,這項(xiàng)技術(shù)的使用讓設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)更上一個(gè)全新的臺(tái)階,在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一次性成功。

目前國(guó)際上流行的一種“故事版情景預(yù)言法”的概念設(shè)計(jì),就是將要開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品置于一定的人、時(shí)、地、事和物中進(jìn)行觀察、預(yù)測(cè)、想象和情景分析,其形式是以故事版的平面設(shè)計(jì)表達(dá)展示給人們。于是,產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的開(kāi)始便多了一份生命和靈氣。然而,設(shè)計(jì)表達(dá)在信息時(shí)代已是多元化的展示形式,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用,使設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)表達(dá)如虎添翼。讓人多了一種直觀的、親切的及交互的感受,這樣開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品與傳統(tǒng)相比,大大減少了投放市場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)性,也為 企業(yè) 決策人尋找商機(jī)、判斷概念產(chǎn)品能否進(jìn)一步開(kāi)發(fā)生產(chǎn),提供更好的依據(jù)。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

(一)虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,vr)及虛擬設(shè)計(jì)(virtual design,vd)

虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,vr)是利用 計(jì)算 機(jī)省城一種模擬環(huán)境,通過(guò)多種傳感設(shè)備使用戶“沉浸”到該環(huán)境中,實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn) 自然 交互的技術(shù)。這里所謂模擬環(huán)境就是計(jì)算機(jī)生成的具有色彩的立體圖形,它可以是某特定現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)體現(xiàn),也可以是純粹構(gòu)想的世界。傳感設(shè)備包括立體頭盔、數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服等穿戴于用戶身上的裝置和設(shè)置現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的傳感裝置。自然交互是指用日常使用的方式對(duì)環(huán)境內(nèi)的武體進(jìn)行操作并得到實(shí)時(shí)立體反饋。虛擬現(xiàn)實(shí)是一種全新的人機(jī)交互系統(tǒng),它能對(duì)介入者產(chǎn)生各種感官刺激,如聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué),給人身臨其境的感覺(jué),人能以自然的方式與計(jì)算機(jī)生成的環(huán)境進(jìn)行交互操作。

虛擬設(shè)計(jì)是以“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ),以機(jī)械產(chǎn)品為對(duì)象的設(shè)計(jì)手段”,借助這樣的設(shè)計(jì)手段,設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)多種傳感器與多維的信息環(huán)境進(jìn)行自然地交互,實(shí)現(xiàn)從定性和定量綜合集成環(huán)境得到感性和理性的認(rèn)識(shí),從而幫助深化概念和萌發(fā)新意。

(二)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是人的想象力和 電子 學(xué)等相結(jié)合而產(chǎn)生的一項(xiàng)綜合技術(shù),它利用多媒體計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)成一種特殊環(huán)境,用戶可以通過(guò)各種傳感系統(tǒng)與這種環(huán)境進(jìn)行自然的交互,從而體驗(yàn)比現(xiàn)實(shí)世界更加豐富的感受。

二、概念設(shè)計(jì)的定義及內(nèi)涵

pahl和beitz在《engineering design》一書中提出“概念設(shè)計(jì)”這一名詞以來(lái),人們對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了十幾年的研究。他們將其定義為:在確定任務(wù)之后,通過(guò)抽象化,擬定功能結(jié)構(gòu),尋求適當(dāng)?shù)淖饔迷順O其組合等,確定出基本求解途徑,得到求解方案,這部分設(shè)計(jì)工作叫做概念設(shè)計(jì)。

國(guó)內(nèi)的學(xué)者也對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行了大量的研究,其中鄧家褆在《產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)》一書中將“產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)”定義為“由分析用戶需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的,可組織的,有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng),它表現(xiàn)為一個(gè)由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具體、不斷進(jìn)化的過(guò)程?!?/p>

在幾十年的時(shí)間里,人們對(duì)概念設(shè)計(jì)的研究日益增加、不斷深入,使概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵更加廣泛和深刻。主要體現(xiàn)在:根據(jù)產(chǎn)品生命周期各個(gè)階段的要求進(jìn)行市場(chǎng)需求分析、功能分析、功能的工作原理、動(dòng)作行為的構(gòu)思、行為載體的選擇和方案的組成的等??梢?jiàn),確定方案是概念設(shè)計(jì)的最終結(jié)果,產(chǎn)品生命周期全過(guò)程的滿足才是概念設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)方法上更加全面融合各種方法,尋求綜合最優(yōu)方案,同時(shí)使設(shè)計(jì)更具創(chuàng)造性。

概念設(shè)計(jì)是對(duì)產(chǎn)品或部件的構(gòu)思,目的是捕捉產(chǎn)品的基本形狀。這個(gè)階段,產(chǎn)品的形狀和精確尺寸尚未確定,設(shè)計(jì)人員有一定變更自由,所以盡可能考察設(shè)計(jì)方案,以便選出生產(chǎn)成本最低、創(chuàng)意良好的方案。利用傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),往往多是二維交互工具,缺乏三維或者多維的功能,但是產(chǎn)品卻是三維的部件,這樣必然導(dǎo)致人機(jī)交互效率低?,F(xiàn)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求定義零件的尺寸,而在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段這樣的尺寸可能無(wú)法精確得到或者根本沒(méi)必要精確定義,這樣必然影響設(shè)計(jì)效率和周期。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)需要兩類人員配合,即產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員和電腦繪圖員,產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員有關(guān)產(chǎn)品的概念信息通過(guò)草圖或者口述的方法傳達(dá)給電腦人員,這樣導(dǎo)致信息的丟失或者繪圖者的曲解,而如果設(shè)計(jì)者本人直接參與電腦輔助設(shè)計(jì)建模的話,由于現(xiàn)行的電腦輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的操作復(fù)雜和交互能力若,大大分散了設(shè)計(jì)者的精力,限制了思路。為了克服這樣的限制,充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性,人們開(kāi)始把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行概念設(shè)計(jì),將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和概念設(shè)計(jì)有效結(jié)合,利用豐富直觀的交互手段,在虛擬環(huán)境中進(jìn)行概念設(shè)計(jì),從而節(jié)省產(chǎn)品精確描繪和尺寸定義的時(shí)間,這就是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì),即虛擬概念設(shè)計(jì)。

三、虛擬概念設(shè)計(jì)的研究方向和應(yīng)用前景

(一)概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的兩個(gè)問(wèn)題

1.  虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的概念可視化。概念可視化是指設(shè)計(jì)師透過(guò)畫面或者模型,將市場(chǎng)的需求轉(zhuǎn)換成可視化的具體形態(tài)。概念設(shè)計(jì)是否能符合目標(biāo)用戶的要求,“眼見(jiàn)為實(shí)”的圖面或者模型是最具有說(shuō)服力的。

2.  虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的人機(jī)交互界面。想實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng),必須解決一系列技術(shù)問(wèn)題,形成和諧的人機(jī)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)就是一種基于可 計(jì)算 信息的沉浸式交互環(huán)境,具體地說(shuō),就是采用計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的 現(xiàn)代 高科技省城逼真的視聽(tīng)觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境,用戶借助必要的設(shè)備以 自然 的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、互相影響,從而產(chǎn)生“沉浸”于等同真環(huán)境的感受和體驗(yàn)。

(二)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在概念設(shè)計(jì)中的前景

在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下,進(jìn)行產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本內(nèi)容。在電腦虛擬現(xiàn)實(shí)提供的良好的可視化條件下,對(duì)電腦輔助設(shè)計(jì)建立的三維模型在幾何、功能、加工與裝配等方面進(jìn)行交互性的修改,利用虛擬現(xiàn)實(shí)給用戶提供諸如視聽(tīng)觸覺(jué)等各種感知交互手段,最大限度地方便用戶的操作,從而減輕用戶的負(fù)擔(dān)、提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。相關(guān)人員可以對(duì)原型的各方面包括視覺(jué)效果、部件間比率進(jìn)行評(píng)價(jià)。針對(duì)不同用戶的愛(ài)好要求,在不同的虛擬環(huán)境中,親自體驗(yàn)修改模型;選擇產(chǎn)品的可選部件,觀察設(shè)計(jì)和修改過(guò)程。

概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程的初步階段,它的目的是獲得做夠多的有關(guān)產(chǎn)品式樣和形狀的信息,同時(shí)它又是設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要階段,因?yàn)楫a(chǎn)品成本的60%~70%是由這個(gè)階段決定的。面對(duì)日益加劇的產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn),可以預(yù)見(jiàn),基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)必有長(zhǎng)足 發(fā)展 ,最終將與現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成。激烈的全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),各國(guó)投入大量的資金對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在 工業(yè) 設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究。將研究的成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,這是產(chǎn)品迅速占領(lǐng)市場(chǎng)的關(guān)鍵。 

參考 文獻(xiàn)

[1]周洪玉,王慧君,周巖.虛擬現(xiàn)實(shí)及應(yīng)用的研究[j].哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào),2005,(5).

[2]薄瑞峰,李戈.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[j].華北工學(xué)院學(xué)報(bào),2004,(10).

第6篇:人機(jī)交互論文范文

顧嘉唯是微軟亞洲研究院首席設(shè)計(jì)師、人機(jī)交互組研究員,目前在微軟亞洲研究院主管用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)研究,為微軟研發(fā)5到10年后可能使用的技術(shù)。在研究院工作的3年中,他主要的研究方向是跟可觸摸到的、有形化的東西做交互,以及近兩年流行的可穿戴設(shè)備,讓人們能夠用更自然、更多元的方式和機(jī)器“交談”。除了手頭項(xiàng)目之外,顧嘉唯還需要第一時(shí)間接觸全球領(lǐng)先的研究成果,以及與國(guó)內(nèi)外不同高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作。

對(duì)于微軟研究院來(lái)說(shuō),來(lái)自全球高校的實(shí)習(xí)生是最寶貴的資源之一。所以通常每3至6個(gè)月就會(huì)有一名新學(xué)生進(jìn)入顧嘉唯的人機(jī)交互組來(lái)進(jìn)行課題研究,因此,顧嘉唯的工作中還有很大一部分時(shí)間是作為企業(yè)中的導(dǎo)師去指導(dǎo)這些實(shí)習(xí)生。

“我的工作環(huán)境很特殊,就像一個(gè)高科技企業(yè)里面的象牙塔?!蔽④浹芯吭褐?5%以上的工作人員是博士,他們的很多工作和高校老師是一樣的,搞科研、發(fā)論文、申請(qǐng)專利。顧嘉唯說(shuō)他與自己的團(tuán)隊(duì)成員之間更多的是師生關(guān)系,而不是老板和下屬的關(guān)系。他甚至?xí)录尤氲膶?shí)習(xí)生排練小組會(huì)上20分鐘的英文介紹,糾正其每一個(gè)語(yǔ)法和發(fā)音錯(cuò)誤。

在清華讀研究生期間,顧嘉唯也曾在聯(lián)想設(shè)計(jì)中心、諾基亞研究院做過(guò)實(shí)習(xí)生,他深知一個(gè)企業(yè)導(dǎo)師對(duì)于實(shí)習(xí)生的重要性,因?yàn)樵诙虅t3個(gè)月、長(zhǎng)則1年的實(shí)習(xí)時(shí)間里,導(dǎo)師要幫實(shí)習(xí)生找到他們感興趣的研究方向,并利用自己的資源幫他們把學(xué)術(shù)成果轉(zhuǎn)化成可對(duì)外發(fā)表的作品。

“研究院的工作就像是拍攝科幻電影,科幻電影鼓勵(lì)人們做夢(mèng),而研究院不但鼓勵(lì)我們做奇怪的夢(mèng),還要把夢(mèng)變成現(xiàn)實(shí)?!北热?,他和一位實(shí)習(xí)生發(fā)現(xiàn)用普通的電容筆在平板電腦上寫字只有一種觸覺(jué)反饋,于是他想到將大量直徑為0.03毫米的形變材料塑膠球作為筆觸使用在筆頭上,外面再用一個(gè)導(dǎo)電橡膠包裹,當(dāng)微電腦控制的氣泵抽氣時(shí),筆頭上的筆觸就會(huì)變形,再配合上不同的視覺(jué)效果,用戶在使用電容筆的時(shí)候就能產(chǎn)生如毛筆、油畫筆等不同筆鋒的觸感反饋。

第7篇:人機(jī)交互論文范文

中圖分類號(hào):TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9416(2012)04-0000-00

1、論文研究背景及意義

近多年來(lái),由于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展,世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)就是數(shù)字化,數(shù)字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)構(gòu)建數(shù)字城市,近而實(shí)現(xiàn)城市的數(shù)字化已經(jīng)引起城市規(guī)劃及管理人員和城市居民的共同關(guān)注。城市仿真技術(shù)在構(gòu)造數(shù)字城市過(guò)程中發(fā)揮著非常重要的作用,因此成為當(dāng)前一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。仿真(Simulation)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù),以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維圖形界面,使之在感知行為的逼真體驗(yàn)中獲得直接參與和探索仿真技術(shù)對(duì)象在所處環(huán)境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術(shù)就是仿真技術(shù)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中的應(yīng)用,表現(xiàn)為人機(jī)交互、真實(shí)建筑空間感與大面積三維地形仿真,即交互式實(shí)時(shí)三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)造出來(lái)的城市視景仿真系統(tǒng)是數(shù)字地球的重要組成部分和支撐手段,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的規(guī)劃、建設(shè)以及管理當(dāng)中,對(duì)于城市發(fā)展規(guī)劃的各個(gè)方面都具有相當(dāng)重要的意義。

2、國(guó)內(nèi)、外的視景仿真工具

MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫(kù)生成系統(tǒng)的軟件環(huán)境,在仿真系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發(fā)展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真系統(tǒng)。我國(guó)在視景仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的同時(shí),也在進(jìn)行仿真系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開(kāi)發(fā)。TrueSim v2.0 三維實(shí)時(shí)仿真軟件平臺(tái)是深圳市創(chuàng)想科技發(fā)展有限公司在綜合了國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)最新三維仿真技術(shù)的研究成果以及多年來(lái)從事三維仿真研究所積累的多種經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上推出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的仿真平臺(tái)。神州視景信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)了“基于普通PC和Internet的大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)漫游引擎系統(tǒng)――SCVR”。 Virtools是一個(gè)實(shí)時(shí)三維虛擬現(xiàn)實(shí)編輯軟件,可將多種常用文件格式(三維模型、二維圖表、聲音等)整合到一起,并具備交互功能,能夠開(kāi)發(fā)出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂(lè)等多種3D產(chǎn)品。

3、本文的研究目的及重要內(nèi)容

本文通過(guò)研究虛擬現(xiàn)實(shí)視景仿真技術(shù)的相關(guān)知識(shí),實(shí)現(xiàn)以我們學(xué)院校園為虛擬環(huán)境的視景漫游系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建,能夠?qū)崿F(xiàn)視景漫游中的自動(dòng)漫游和交互漫游等效果。本系統(tǒng)應(yīng)用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來(lái)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景中地形及建筑物的三維模型,并建立道路、樹(shù)木、路燈等虛擬景物,借助Vega Prime軟件平臺(tái)和工具集對(duì)校園虛擬場(chǎng)景進(jìn)行仿真,在VC++開(kāi)發(fā)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)三維景觀及模型的交互式(以鼠標(biāo)、鍵盤等交互方式)控制,實(shí)現(xiàn)了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統(tǒng)。

本文主要研究?jī)?nèi)容和所做工作總結(jié)如下:

(1)了解視景漫游技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展,對(duì)國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研。

(2)對(duì)黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院的視景環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和整理,包括地形數(shù)據(jù)的獲取、建筑物數(shù)據(jù)的獲取、紋理數(shù)據(jù)的獲取等等。

(3)研究用虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術(shù)、模型真實(shí)感技術(shù)以及模型優(yōu)化技術(shù)等對(duì)地形、道路、教學(xué)樓和圖書館等建筑以及校園之中的花草樹(shù)木等進(jìn)行建模,構(gòu)建出虛擬場(chǎng)景模型庫(kù),然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行漫游和交互控制。

(4)研究模型數(shù)據(jù)庫(kù)建模和優(yōu)化技術(shù)問(wèn)題,模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)、調(diào)整和優(yōu)化對(duì)提高實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中運(yùn)行的速度和流暢性起著至關(guān)重要的作用,成為目前重要的研究課題。

(5)碰撞檢測(cè)技術(shù)。開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)有一個(gè)主要目標(biāo)就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中的物體直接進(jìn)行交互。要實(shí)現(xiàn)自然的、精確的人機(jī)交互功能首先要解決的是碰撞檢測(cè)的問(wèn)題。碰撞檢測(cè)是虛擬場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)物體與靜態(tài)物體之間或動(dòng)態(tài)物體與動(dòng)態(tài)物體之間進(jìn)行交互的基礎(chǔ)。在碰撞檢測(cè)中有兩個(gè)問(wèn)題需要解決,一是檢測(cè)到碰撞的發(fā)生和碰撞的位置,二是計(jì)算碰撞后的反應(yīng)。而碰撞檢測(cè)是計(jì)算碰撞反應(yīng)的先決條件,因此,碰撞檢測(cè)是虛擬環(huán)境中一個(gè)必不可少的部分。

(6)為保證虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性、生動(dòng)性及其對(duì)用戶的感染力,對(duì)基于粒子系統(tǒng)的虛擬場(chǎng)景環(huán)境特效技術(shù)進(jìn)行研究。

校園視景仿真就是在計(jì)算機(jī)環(huán)境中對(duì)真實(shí)校園的景觀進(jìn)行虛擬再現(xiàn),采用虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù),生成一個(gè)實(shí)時(shí)的、能給用戶各種真實(shí)感受的三維虛擬環(huán)境。利用計(jì)算機(jī)軟硬件及其相關(guān)輸入輸出設(shè)備,使用戶可以在虛擬的校園場(chǎng)景中進(jìn)行瀏覽和交互漫游,感受校園中的風(fēng)景。利用這種方法可以讓更多的人來(lái)了解我們的學(xué)校,對(duì)本校園的環(huán)境及交通現(xiàn)狀等方面有更深刻的認(rèn)識(shí)。

參考文獻(xiàn)

第8篇:人機(jī)交互論文范文

工程教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)是工業(yè)工程人才培養(yǎng)極其重要的必修環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為加強(qiáng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目訓(xùn)練提供基本條件,通過(guò)大量的實(shí)踐訓(xùn)練,使工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生能夠加深對(duì)基礎(chǔ)理論和工程基礎(chǔ)知識(shí)的理解提高綜合運(yùn)用多種工業(yè)工程手段(工程的或管理的)解決實(shí)際問(wèn)題的能力,以適應(yīng)培養(yǎng)高層次應(yīng)用型、復(fù)合型人才的要求。

1.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的規(guī)劃

為了建設(shè)高水平的工業(yè)工程專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,我們進(jìn)行了精心的規(guī)劃和反復(fù)論證。我們對(duì)國(guó)內(nèi)外多所名校的工業(yè)工程系實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了調(diào)查和網(wǎng)上查詢,此外還重點(diǎn)請(qǐng)教了多位國(guó)際知名的工業(yè)工程專家。目前,各學(xué)校工業(yè)工程系由于各自的研究側(cè)重點(diǎn)不同,實(shí)驗(yàn)室建設(shè)側(cè)重情況都有所不同??紤]到我系學(xué)生的培養(yǎng)需求以及今后的學(xué)科發(fā)展方向,以及我們現(xiàn)有的情況,發(fā)揮工科背景的后發(fā)優(yōu)勢(shì),取其它學(xué)校之長(zhǎng),制定了比較符合時(shí)展要求和我校特點(diǎn)的建設(shè)方案。

我們決定重點(diǎn)建設(shè)3個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室:先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室,人因工程實(shí)驗(yàn)室,物流工程實(shí)驗(yàn)室。此外,我們不可能將工業(yè)工程面臨的各種系統(tǒng)都在實(shí)驗(yàn)室建立物理模型,因此利用信息技術(shù)和現(xiàn)代展示技術(shù)彌補(bǔ)這一不足是一個(gè)重要解決方法。因此,我們建設(shè)一個(gè)全面支持系統(tǒng)仿真與展示的綜合體驗(yàn)演示中心。利用信息技術(shù)將仿真結(jié)果更加逼真地展示出來(lái),便于學(xué)生理解復(fù)雜企業(yè)大系統(tǒng)的運(yùn)行情況,同時(shí)可支持各類系統(tǒng)的遠(yuǎn)程體驗(yàn)和演示,演示中心與三個(gè)分實(shí)驗(yàn)室用內(nèi)部高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。

這些專業(yè)實(shí)驗(yàn)室總面積約600m2,特點(diǎn)在于:一是著重于企業(yè)生產(chǎn)服務(wù)活動(dòng)的整體;二是立足于教學(xué),每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都考慮教學(xué)實(shí)驗(yàn)和案例的建設(shè);三是可為全校學(xué)生進(jìn)行工業(yè)工程方面知識(shí)的教學(xué)和實(shí)踐培訓(xùn);四是可為工業(yè)工程系學(xué)科的發(fā)展提供基本平臺(tái),服務(wù)于長(zhǎng)遠(yuǎn)科研基本需求。

2.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)情況

2.1 先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室

“先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室”在國(guó)家211和清華大學(xué)985有關(guān)經(jīng)費(fèi)資助下已經(jīng)具備相當(dāng)規(guī)模。設(shè)有先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)分室和數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)分室,面積約30cm2。目的在于全面培養(yǎng)學(xué)生對(duì)工廠、企業(yè)車間層的有關(guān)工程知識(shí)和實(shí)踐技能。為工業(yè)工程系學(xué)生開(kāi)設(shè)制造、生產(chǎn)系統(tǒng)方面的專業(yè)課以及為全校學(xué)生開(kāi)設(shè)制造系統(tǒng)方面選修課,并支持有關(guān)課題研究。

實(shí)驗(yàn)室目前擁有一套教學(xué)用微型CIMS系統(tǒng)(包括車中心、銑中心、立體倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)導(dǎo)引小車、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、機(jī)器人、物料傳輸線)7臺(tái)教學(xué)型數(shù)控機(jī)床以及40臺(tái)微機(jī)。擁有CAD/CAM軟件和數(shù)字化企業(yè)建模與仿真軟件,如Pro/E、I-DEAS、AutoCAD、FACTO-RY、Flexsim等。全部計(jì)算機(jī)、設(shè)備聯(lián)網(wǎng),并與校園網(wǎng)相連,實(shí)現(xiàn)資源共享,形成協(xié)同學(xué)習(xí)的環(huán)境。

利用實(shí)驗(yàn)室條件,學(xué)生可以進(jìn)行CAD/CAM技術(shù)、CNC技術(shù)、NC編程、物流系統(tǒng)控制、FMS技術(shù)、CIMS技術(shù)、仿真技術(shù)、虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)技術(shù)等內(nèi)容的學(xué)習(xí),可以進(jìn)行實(shí)際操作的訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一,教與學(xué)一體化。

2.2 人因工程實(shí)驗(yàn)室

人因工程是工業(yè)工程主要的專業(yè)方向之一。建設(shè)人因工程實(shí)驗(yàn)室的目的在于綜合運(yùn)用人因工程方面的設(shè)備和技術(shù),教學(xué)上支持人因工程、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。協(xié)同設(shè)計(jì)與制造等方面的工業(yè)工程和制造工程課程實(shí)驗(yàn),提供學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基本環(huán)境和設(shè)備技術(shù)實(shí)施手段,同時(shí)支持在虛擬設(shè)計(jì)制造、產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)、勞動(dòng)作業(yè)安全、人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等方面的研究。

人因工程實(shí)驗(yàn)室面積約156m2,分為4部分:人因工程基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、人體測(cè)量與生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室、可用性評(píng)測(cè)與人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室和虛擬現(xiàn)實(shí)與人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。

1)人因工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是人體和環(huán)境基本測(cè)量與分析,工作地設(shè)計(jì)等。

主要滿足人因工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括人體基本測(cè)量(形體尺寸、生理參數(shù)、認(rèn)知特性等)、環(huán)境基本測(cè)量(溫度、濕度、光照、噪聲、輻射、空氣等)以及工作地基本測(cè)量(幾何、物理測(cè)量等)等。目的是讓學(xué)生掌握基本的人因?qū)W測(cè)量手段和測(cè)量概念,強(qiáng)化人因工程的概念,并且能在今后的實(shí)際工作中自覺(jué)地考慮“人-機(jī)-環(huán)境”的互動(dòng)關(guān)系,提高工程設(shè)計(jì)的人性化水平。結(jié)合這些實(shí)驗(yàn),本實(shí)驗(yàn)室建設(shè)內(nèi)容主要包括人體生理計(jì)測(cè)儀器、環(huán)境計(jì)測(cè)儀器等儀器的購(gòu)置以及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。

2)人體測(cè)量與生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是三維人體測(cè)量、建模、應(yīng)用與分析等。

主要針對(duì)現(xiàn)代三維無(wú)接觸人體測(cè)量技術(shù)及應(yīng)用,滿足人因工程高等專題實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目要求。建設(shè)內(nèi)容主要包括三維無(wú)接觸人體測(cè)量設(shè)備的購(gòu)置、配套硬件建設(shè)和數(shù)據(jù)處理及應(yīng)用軟件的研究與開(kāi)發(fā)等。目的是讓學(xué)生掌握先進(jìn)的人體測(cè)量手段,了解三維人體數(shù)據(jù)的應(yīng)用,結(jié)合專題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或項(xiàng)目充分領(lǐng)會(huì)人因工程在工程設(shè)計(jì)中的重要性。

3)可用性評(píng)測(cè)與人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是用戶研究、心理測(cè)試、計(jì)算機(jī)人機(jī)交互評(píng)測(cè)等。

主要針對(duì)以下3個(gè)方面的內(nèi)容,產(chǎn)品的可用性(易用性)、用戶需求分析及用戶研究以及計(jì)算機(jī)人機(jī)交互測(cè)評(píng)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。重點(diǎn)針對(duì)現(xiàn)代信息產(chǎn)品的可用性測(cè)評(píng);如何運(yùn)用工程手段把握用戶的特征和需求(顯性需求和隱性需求)以保證產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的成功率;針對(duì)軟件的界面設(shè)計(jì)以及移動(dòng)商務(wù)、移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)這3個(gè)方面的實(shí)驗(yàn),希望能培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用技術(shù)手段把握客戶需求,特別是針對(duì)當(dāng)前流行的電子商務(wù)、軟件和移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)的綜合能力。建設(shè)內(nèi)容包括:用戶測(cè)試室和研究觀察室的監(jiān)控設(shè)備集成、人機(jī)交互設(shè)備、移動(dòng)電子產(chǎn)品評(píng)測(cè)樣本以及相應(yīng)的記錄和分析軟硬件。

4)虛擬現(xiàn)實(shí)與人機(jī)界面技術(shù)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

此實(shí)驗(yàn)室主要應(yīng)用是多通道復(fù)雜人機(jī)交互系統(tǒng)仿真與分析、虛擬體驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)、操作行為測(cè)評(píng)與分析、人體運(yùn)動(dòng)跟蹤與仿真等。

主要針對(duì)以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的復(fù)雜“人-機(jī)-環(huán)境”交互系統(tǒng)進(jìn)行模擬、仿真、測(cè)評(píng)和研究,立足于構(gòu)建各種人機(jī)界面進(jìn)行近似真實(shí)場(chǎng)景的測(cè)評(píng),并運(yùn)用多通道人機(jī)界面技術(shù)開(kāi)展部分虛擬體驗(yàn)教學(xué)研究,通過(guò)“視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)”的集成體驗(yàn)來(lái)加深理論知識(shí)的學(xué)習(xí)并“感知”復(fù)雜的系統(tǒng)或理論。本實(shí)驗(yàn)將作為高等人因工程專題實(shí)驗(yàn)和一系列研究類專題實(shí)驗(yàn)的重要部分,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用新技術(shù)解決復(fù)雜問(wèn)題的思路和基本能力,特別是自己動(dòng)手進(jìn)行研究類實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、總結(jié)、提高的能力。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)室還作為工業(yè)工程系其他專業(yè)方向教學(xué)和研究用實(shí)驗(yàn)平臺(tái),開(kāi)展體驗(yàn)類教學(xué)實(shí)驗(yàn)和成果展示。主要建設(shè)內(nèi)容包括三通道虛擬現(xiàn)實(shí)立體投影系統(tǒng)、觸覺(jué)人機(jī)交互裝置研制、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件平臺(tái)購(gòu)置、駕駛行為仿真測(cè)試系統(tǒng)研究以及專題實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2.3 物流工程實(shí)驗(yàn)室

物流(廣義包括企業(yè)內(nèi)部物資流動(dòng)和企業(yè)外部供應(yīng)鏈管理)在現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)活動(dòng)中占據(jù)日益重要的地位,并已經(jīng)引起政府和工業(yè)界的高度重視。物流實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜的物流系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、過(guò)程優(yōu)化以及流程管理的實(shí)際能力。滿足相關(guān)的教學(xué)和科研的需求。利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、仿真技術(shù)、信息管理與決策技術(shù)等多種技術(shù)手段,使實(shí)驗(yàn)室充分體現(xiàn)和展示現(xiàn)代物流技術(shù)。物流實(shí)驗(yàn)室面積約9cm2,硬件設(shè)備主要是二個(gè)方面:混流裝配生產(chǎn)線(企業(yè)內(nèi)部物流)物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流。

1)混流裝配生產(chǎn)線(企業(yè)內(nèi)部物流)

該生產(chǎn)線是裝配生產(chǎn)線,有8個(gè)工位,傳送帶可以連續(xù)移動(dòng)或節(jié)拍移動(dòng)。在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師可以生產(chǎn)指令、監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)、控制裝配線的運(yùn)轉(zhuǎn),讓學(xué)生直觀地看到企業(yè)實(shí)際加工的裝配生產(chǎn)線,讓學(xué)生了解和熟悉企業(yè)內(nèi)物流。同時(shí)可以進(jìn)行產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)分析與裝配流程規(guī)劃、裝配線配置與布局、裝配線平衡、裝配作業(yè)動(dòng)作分析時(shí)間研究、在線庫(kù)存管理與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)物流、MRP與JIT生產(chǎn)模式對(duì)比、JIT方式下停線實(shí)驗(yàn)、裝配質(zhì)量控制、基于MES實(shí)時(shí)計(jì)劃調(diào)度等實(shí)驗(yàn)。

2)物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流部分

物流實(shí)驗(yàn)室商業(yè)物流部分主要由40個(gè)貨位的自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、貨柜、電子標(biāo)簽系統(tǒng)、電動(dòng)傳輸帶、條形碼系統(tǒng)組成。學(xué)生根據(jù)老師提出的物流系統(tǒng)的需求,自行設(shè)計(jì)、分析、建立一個(gè)配送中心(倉(cāng)儲(chǔ)、分揀、搬運(yùn)、進(jìn)出庫(kù)等)規(guī)劃物流系統(tǒng)。提高其運(yùn)用理論解決實(shí)際問(wèn)題能力,同時(shí),對(duì)于現(xiàn)代物流配送有基本認(rèn)識(shí),了解和熟悉庫(kù)存管理。對(duì)于可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、實(shí)施的配送中心部分,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行,對(duì)于不便進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析、實(shí)施的送貨線路部分,采用規(guī)劃及仿真軟件進(jìn)行。

3.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)成果

目前,先進(jìn)制造及數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)室中的先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)分室在原有的基礎(chǔ)上繼續(xù)完善,開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件,増加新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,擴(kuò)大效益。學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行數(shù)控編程及加工,CAD/CAPP/CAM、FMS、機(jī)器人、CIMS、生產(chǎn)調(diào)度及仿真優(yōu)化等反映先進(jìn)制造技術(shù)的單元或系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練。除為我校學(xué)生提供教學(xué)實(shí)踐服務(wù)外,每年都有其他院校(北京農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北方交通大學(xué)等)來(lái)我系實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。數(shù)字化企業(yè)實(shí)驗(yàn)分室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從零件設(shè)計(jì)、工藝分析、工廠設(shè)計(jì)、企業(yè)管理到企業(yè)運(yùn)作仿真的系統(tǒng)集成。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)數(shù)字化時(shí)代與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有關(guān)的幾乎所有軟件系統(tǒng),進(jìn)行企業(yè)知識(shí)的全方位訓(xùn)練。

已經(jīng)建成的人因工程實(shí)驗(yàn)室,是國(guó)內(nèi)高校中建設(shè)比較完備的一個(gè)人因工程教學(xué)實(shí)驗(yàn)室,而且建設(shè)內(nèi)容突出反映了國(guó)際上人因工程專業(yè)方向的發(fā)展趨勢(shì),融入了較多的新技術(shù)和新思路,如信息產(chǎn)品的可用性及用戶研究、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在復(fù)雜人機(jī)界面方面的應(yīng)用、虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)與展示等。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃內(nèi)容被許多國(guó)內(nèi)兄弟院校的工業(yè)工程系索取和參考,為國(guó)內(nèi)工業(yè)工程系人因工程方向的教學(xué)改革提供了先例。

物流工程實(shí)驗(yàn)室各個(gè)部分設(shè)備已基本建成。物流實(shí)驗(yàn)室的軟件建設(shè)正在進(jìn)行,軟件建設(shè)主要以科研成果為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)發(fā),形成與實(shí)驗(yàn)設(shè)備配套的軟件,如倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)、運(yùn)輸管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)等。這些軟件補(bǔ)充物流實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)功能,通過(guò)該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠使學(xué)生了解先進(jìn)的物流管理信息技術(shù),而且通過(guò)模擬操作,能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。同時(shí)把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容同企業(yè)的實(shí)際需要相結(jié)合,能夠大大提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的積極性。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)室建設(shè),培養(yǎng)和鍛煉了一批研究生和有關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員。實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員結(jié)合實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè),包括軟硬件建設(shè)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)建設(shè),熟悉了工業(yè)工程新的學(xué)科方向,主動(dòng)參與了所有實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)備。研究生通過(guò)參與開(kāi)發(fā)教學(xué)實(shí)驗(yàn),特別是研制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),不僅為學(xué)校節(jié)省了巨額的資金,而且也培養(yǎng)了獨(dú)立從事科學(xué)研究的能力。同時(shí),實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)也推動(dòng)了國(guó)際交流與合作,目前承擔(dān)了六項(xiàng)大型國(guó)際合作項(xiàng)目,總經(jīng)費(fèi)約300多萬(wàn)元。

4.工業(yè)工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行和管理

目前,年輕教師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同參與管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,以教學(xué)與研究互動(dòng)的原則運(yùn)行和發(fā)展實(shí)驗(yàn)室。在教學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)階段是教師、研究生和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員共同策劃開(kāi)發(fā),一旦成熟就完全交給實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員負(fù)責(zé)運(yùn)行。

利用現(xiàn)有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室,以教學(xué)計(jì)劃為依據(jù),對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐動(dòng)手能力、協(xié)同合作能力、分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力等全面素質(zhì)的培養(yǎng)。針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象,我們精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和提高實(shí)驗(yàn),單元實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),以及研究類專題實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)含量的專題實(shí)驗(yàn)。采用多種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,比如看錄相、現(xiàn)場(chǎng)操作演示、學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、計(jì)算機(jī)仿真等。與此同時(shí),也將新研究成果引入教學(xué),不斷更新和豐富教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)始終能夠緊跟學(xué)科的發(fā)展,具有一定的先進(jìn)性和代表性。針對(duì)19門課程,我們已新開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)40多個(gè),年接納學(xué)生人數(shù)1000多人次。

配合專業(yè)課程和教學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)室還開(kāi)發(fā)制作了豐富的多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)課件,供學(xué)生自學(xué)。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室接納本科生的生產(chǎn)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí),畢業(yè)設(shè)計(jì)(綜合論文訓(xùn)練)SRT項(xiàng)目和研究專業(yè)技術(shù)的研究生論文工作。此外,還對(duì)工廠企業(yè)工程技術(shù)人員、大學(xué)、大中專教師進(jìn)行工業(yè)工程專業(yè)相關(guān)技術(shù)的繼續(xù)教育培訓(xùn)。

第9篇:人機(jī)交互論文范文

【關(guān)鍵詞】MSP430F149;電力參數(shù);諧波

引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,一方面,造成電能質(zhì)量問(wèn)題的因素不斷增加,另一方面,各種復(fù)雜的、精密的、對(duì)電能質(zhì)量敏感的用電設(shè)備不斷普及,人們對(duì)電能質(zhì)量及可靠性要求越來(lái)越高,這樣的矛盾越來(lái)越突出[1]。

另外,隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展以及電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大,電力運(yùn)行對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化水平和安全性的要求越來(lái)越高,為給電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供參考依據(jù),需要電力監(jiān)控儀表來(lái)對(duì)電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波、頻率等電力參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。為此,本文提出了基于MSP430F149的三相多功能綜合測(cè)試儀的總體方案,該方案具有功能全面、成本低、人機(jī)交互性好等特點(diǎn)。下面重點(diǎn)介紹一下三相多功能測(cè)控儀的軟硬件設(shè)計(jì)。

1.采集器硬件設(shè)計(jì)

1.1 硬件總體設(shè)計(jì)

整個(gè)硬件電路以MSP430F149為核心,由數(shù)據(jù)采集模塊、時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、人機(jī)對(duì)話模塊、通訊模塊和電源管理模塊構(gòu)成,硬件總體設(shè)計(jì)如圖1所示。

MSP430系列的單片機(jī)是TI公司生產(chǎn)的一種超低功耗的混合控制器,性能優(yōu)越,具有超低功耗、強(qiáng)大的處理能力、系統(tǒng)穩(wěn)定、方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境等特點(diǎn),結(jié)合本測(cè)控儀的功能要求,硬件設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用了MSP430F149的如下性能:(1)ADC12模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊;(2)硬件乘法器;(3)多種定時(shí)器;(4)雙路的USART

口;(5)有48個(gè)I/O口。

系統(tǒng)的硬件模塊較多,我們以數(shù)據(jù)采集模塊為例,說(shuō)明它的工作過(guò)程。

1.2 數(shù)據(jù)采集模塊

被測(cè)三相電流和電壓經(jīng)電流電壓互感器電路轉(zhuǎn)化交流小電壓,經(jīng)低通濾波將系統(tǒng)高次諧波濾掉,后分兩路處理:一路是將濾波后的信號(hào)經(jīng)電平抬升送于MSP430F149模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊處理;另一路是將信號(hào)通過(guò)過(guò)零比較電路轉(zhuǎn)換為與信號(hào)同頻率的方波信號(hào),再通過(guò)鎖相電路得到頻率為信號(hào)頻率64倍的方波信號(hào),用于同步采集瞬時(shí)電壓電流信號(hào)。其硬件框圖見(jiàn)圖2。

2.測(cè)控儀軟件設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計(jì)思想,這樣使得軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰,便于修改、調(diào)試和擴(kuò)充。本軟件將系統(tǒng)功能分成初始化模塊、主循環(huán)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、人機(jī)對(duì)話模塊等。系統(tǒng)上電復(fù)位后,主函數(shù)對(duì)系統(tǒng)初始化,然后定時(shí)對(duì)任務(wù)輪巡,當(dāng)查詢到某一任務(wù)條件滿足,該任務(wù)標(biāo)志位置位,則調(diào)用相關(guān)程序模塊,執(zhí)行該任務(wù)并在該任務(wù)完成后返回。軟件總體框架見(jiàn)圖3。

結(jié)束語(yǔ)

基于MSP430F149的三相多功能測(cè)控儀對(duì)電流、電壓、頻率、功率、功率因數(shù)、諧波、電度等電力參數(shù)進(jìn)行了測(cè)量,在現(xiàn)實(shí)中可以廣泛應(yīng)用于城市居民小區(qū)、工廠、農(nóng)村等場(chǎng)合,同時(shí),功能全面、成本低、人機(jī)交互性好等特點(diǎn)使其具有很廣的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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