無人機交互界面設(shè)計的心理學
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摘要：無人機是21世紀開發(fā)的新型實用創(chuàng)新產(chǎn)品，已在警用、農(nóng)業(yè)、氣象、電力、搶險救災、視頻拍攝等行業(yè)廣泛應用。無人機的人機界面設(shè)計，直接影響其工作效率和操作的舒適性，需要從改善人機界面使用，增強用戶與設(shè)備良性交互等方面入手，形成系統(tǒng)而清晰的認知。從設(shè)計心理學角度，基于人的思維及行為方式，對無人機人機交互界面的設(shè)計原則及方法進行了探討。
關(guān)鍵詞：人機界面設(shè)計；設(shè)計心理學；無人機
人機界面是人機工程學領(lǐng)域的一門學科，指的是人和機器在信息交換和功能上接觸或互相影響的領(lǐng)域，即人與機器通過界面的相互交流[1]，包括信息輸入與輸出，界面設(shè)計的好壞直接影響人和機器雙方的效率。好的人機界面簡潔美觀，通俗易懂，不失雅致，在使用方式上也是十分簡單且具有引導和解釋功能，在造型和使用上都吸引用戶并使用戶感覺愉快，從而提高效率。人機界面屬于計算機類與認知心理學類雙重結(jié)合的產(chǎn)物，涵蓋知識范圍較廣，還與人機工學、數(shù)字媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)應用技術(shù)、人工智能等有著密切的關(guān)系。對于滿足功能而言，大多數(shù)人機界面設(shè)計基本達到了人們對于使用的要求，而發(fā)展產(chǎn)品更多更適用的功能，卻要從界面設(shè)計中以人的需求和使用產(chǎn)品的高效性兩個方面出發(fā)，將設(shè)計心理學與界面設(shè)計融合，使產(chǎn)品與人的關(guān)系更為親密，更大地發(fā)揮產(chǎn)品的性能。本文以無人機人機界面設(shè)計為例，探討設(shè)計心理學在產(chǎn)品界面設(shè)計中的應用和實現(xiàn)。
一、心理學原理與人機界面設(shè)計
（一）認知心理學
20世紀50年代，認知心理學在西方興起。認知心理學即人通過感官對信息的獲得，并產(chǎn)生一定的心理認知，影響并指導思維形成和對事物的關(guān)注方式等。它是一個完整的心理過程，從具體感覺到抽象認知再到具體的思維，包括概念、語言、情緒的形成和發(fā)展過程，并且在一定程度上影響著人的行為。由于人們對認知心理學的深入了解，認知心理學逐步得到發(fā)展，并應用于產(chǎn)品設(shè)計和計算機領(lǐng)域?，F(xiàn)代人機界面設(shè)計涵蓋著認知心理學。例如，通過人眼對不同顏色感知程度不同這一認知心理，可以對于顏色搭配進行不同設(shè)計。細視胞光譜中黃色部分最為敏感，在進行產(chǎn)品設(shè)計時，陰雨霧的天氣通常用黃色來作為警示顏色，或者在字體廣告設(shè)計中運用醒目的黃色為底色或亮色等。再如，紅色等較為艷麗的顏色會引發(fā)人們的興奮感，刺激食欲，一些餐館的可視化菜單會增加紅色裝飾的使用。此外，認知心理學領(lǐng)域中格式塔心理學（完形心理學）詳細系統(tǒng)地解釋了刺激的整個心理過程，在指導界面設(shè)計和信息傳播版式設(shè)計方面有十分重要的作用[2]。
（二）審美心理學
人機界面是人與機器之間的交流，其出發(fā)點必然與人相關(guān)。設(shè)計的目的是人而不是產(chǎn)品，這要求人機界面的設(shè)計體現(xiàn)人性化特點與原則。人的特質(zhì)具有社會歷史性，人在各個時期由于審美的不同對于人機界面的要求也不同。例如，在原始人類時期，由于技術(shù)水平低下和人類意識淺薄，幾乎無設(shè)計、無人機界面可言。在洛可可巴洛克時期，人們則追求矯揉造作的豪華裝飾風格，直至現(xiàn)代主義的出現(xiàn)，在設(shè)計理論上提出“少則多”的設(shè)計原則，簡約設(shè)計、理性設(shè)計等觀點才在設(shè)計美學上逐步進入實用性和美觀性相結(jié)合的藝術(shù)狀態(tài)，并在斯堪的納維亞風格中達到真正的美學與人機的優(yōu)良設(shè)計地步。從歷史的角度看，設(shè)計與文化內(nèi)涵和底蘊有著緊密關(guān)系，人們的審美心理對于人機界面的發(fā)展有重大影響，設(shè)計必需考慮審美主體對某一類界面的審美體驗，結(jié)合心理學知識對產(chǎn)品賦予新的含義，增加人機界面的新內(nèi)涵。
二、無人機人機界面要求
無人機的人機界面通?？煞譃轱@示系統(tǒng)、操作系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)等3部分。顯示系統(tǒng)主要指顯示屏所帶來的可視化視覺顯示信息，操作系統(tǒng)通常指控制和界面應用部分（包括按鈕、旋鈕、手柄乃至觸屏等），輔助裝置是指顯示系統(tǒng)和操作系統(tǒng)所搭配的其他設(shè)備，如電腦軟件、手機APP等?；谛睦韺W因素對人的行為的影響進行分析，無人機的人機界面設(shè)計應著重考慮以下幾個方面。
（一）最簡信息
根據(jù)人的記憶曲線原理，人在短暫時期的記憶是有限的，面對眾多的信息無法全部完成記憶的復寫。對于無人機而言，其應用領(lǐng)域多為軍事和救援領(lǐng)域，因此，其操作者應是高度緊張、注意力極其集中的，在最短時間內(nèi)把握最為有效的信息至關(guān)重要。在無人機的人機界面設(shè)計中凸顯有效和重要信息，隱藏不必要的信息，形成簡潔明了的主界面圖將會突出主要信息，減輕使用者的記憶壓力。
（二）反饋
反饋即使用者輸入一定的信息指令后，在產(chǎn)品的界面或者操作中能夠及時得到相應的動作。反饋是設(shè)計中的重要一步，在使用者與無人機相互“交流”過程中，彼此進行著信息的傳遞，如果沒有反饋或者反饋不及時，后果將不堪設(shè)想。無人機的反饋需要更高的靈敏度和效率，可通過手機APP或者計算機智能系統(tǒng)聯(lián)合設(shè)計來提高反饋的精度。
（三）匹配
匹配可實現(xiàn)用最簡潔的信息表達最清楚的對應關(guān)系，從而減輕記憶負擔。例如，通過顏色、聲音、亮度等方式來提醒使用者界面區(qū)域重要的功能區(qū)，亮色、高音量、強光表示重要，特殊情況等。在無人機的人機界面設(shè)計中，通過清晰匹配的方式，能夠有效提高人機交流，如在航行和信息采集區(qū)域用特殊顏色進行匹配，提示操作者重要區(qū)域的匹配位置。
三、無人機人機界面設(shè)計原則
（一）清晰性
人機界面設(shè)計清楚簡潔是提升使用者操作質(zhì)量和工作效率的有效途徑。無人機本身具有輕巧敏捷的特點，對于它的人機界面設(shè)計也應該是簡潔明了的，表達出最重要和本質(zhì)的功能，避免對使用者造成注意力的浪費。同時，對于界面的分布和信息的編排要做明顯的區(qū)分，重要信息進行強調(diào)，不重要信息則可以隱藏或者忽略，盡量做到界面所編布的重要信息就是使用者最為期待的信息。
（二）易學性
一個設(shè)計良好的人機界面應是易懂、易用的。無人機的應用領(lǐng)域較為廣泛，不同領(lǐng)域類型的無人機有相應的特征，使用者經(jīng)驗、文化水平，語言等也有所差別，要充分結(jié)合使用者和心理界面設(shè)計理論原則進行設(shè)計。例如，SRK理論（認知控制層次行為模型）認為一般情況下人通過3個層次的認知控制來對信息進行處理[3]，即基于技能行為的層次，基于規(guī)則層次的行為，基于知識層次的行為?；诩寄苄袨榈膶哟危谝?guī)則層次的行為簡稱SBB和RBB，屬于較低層次的人認知控制行為，在多數(shù)情況下人們喜歡用較低層次的認知控制行為來對信息進行處理[4]。在界面設(shè)計中從低層次的認知處理行為出發(fā)，做到人機界面設(shè)計的易懂易用。
（三）一致性
一致性的人機界面設(shè)計，在整體布局和設(shè)計上協(xié)調(diào)統(tǒng)一，不僅能夠在審美上達到賞心悅目的效果，而且信息規(guī)劃合理，重點突出，有助于使用者了解界面，提高使用效，減少不必要的失誤。以視頻拍攝類的無人機為例，無人機界面與手機APP的結(jié)合使用減少了許多操作上的難度。一般使用者對于手機的使用較為熟知，當面臨一個陌生的機器進行使用時，心理上難免產(chǎn)生生疏緊張的感覺，而與手機APP的結(jié)合使用則拉近了使用者和無人機的心理距離。
參考文獻：
[1]沈霞，陶晉，魏東.從設(shè)計心理學角度思考數(shù)控加工設(shè)備的人機界面設(shè)計[J].工業(yè)設(shè)計，2008（6）：66-67.
[2]夏敏燕，湯學華.基于認知心理學的機電產(chǎn)品人機界面原則[J].機械設(shè)計與制造，2010（1）：183-185.
[3]楊濤，曾維鑫.淺析人機界面設(shè)計中的心理學因素[J]藝術(shù)設(shè)，2007（3X）：85-87.
[4]沈瓊，陳蓓，張路.粗細聯(lián)紡紗機操作系統(tǒng)界面的人機交互設(shè)計[J]機械設(shè)計，2014（9）：117-119.
作者:劉曉穎 岳涵 徐靖涵 單位:遼寧科技大學機械工程及自動化學院 遼寧科技大學建筑與藝術(shù)設(shè)計學院
