從“人適應機”到“機適應人” 人因工程開啓人機交互新範式

日前，在廣東深圳東部大鵬灣畔，迎來了一場高端學術會議——2024人因工程與智能系統交互國際會議。這場會議由清華大學主辦，多位院士參與，是首次在國內召開的由中國學者主導的人因工程領域國際性學術會議。

幾乎每位路過此地或者聽聞會議的人都不禁發問：什麼是人因工程？爲什麼能吸引來多位院士？

國際宇航科學院院士、人因工程全國重點實驗室主任、載人航天工程原副總設計師陳善廣在會議上解釋說：“人因工程學是研究系統中人與其他要素之間交互作用的學科，並運用相關原理、理論、數據與方法開展系統設計以確保系統實現安全、高效且宜人的目標。”

人因工程的具體應用

人因工程，其英文表述爲“Human Factors Engineering”。乍一聽，專業術語似乎高深莫測、晦澀難懂，但實際上，人因工程相關應用在我們的日常生活裡隨處可見：早晨起牀，拿起手機，其圓潤邊角貼合人手生理曲線，握持舒適；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；抵達公司，在工位落座，辦公椅背貼合脊柱曲線，減輕腰部壓力……

人因工程學是隨着複雜裝備發展以及科技、社會進步，特別是工業化水平提升而迅速發展起來的一門綜合性交叉學科。通過綜合運用生理學、心理學、人體測量學、生物力學、計算機科學、系統科學等多學科的研究方法和手段，其核心理念從“人適應機”轉向“機適應人”。

事實上，除了人們的日常生活，在諸如航空航天、核工業、軍事裝備等對安全性要求極高的特殊領域，“人因”更是被提升到了極爲關鍵的地位。

據瞭解，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，我國在人因工程學研究與應用方面取得了一批原創性理論和技術成果。其中，我國人因工程在航天領域的發展尤爲引人矚目。

時光回到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建了人因/工效學技術與管理體系，推動工效學要求融入設計研製，確保了歷次飛行任務圓滿成功。

“在失重環境下，航天員能力特性發生變化，這就需要所用產品及系統的設計既要考慮到人的侷限性，也要考慮到人的優勢。這就體現了人因工程的核心內涵。”陳善廣說。

中國科學院院士、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向AI飛躍中發揮了重要作用。目前，我國擁有5G基站400萬個、遙感衛星數量近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，還實現了商用5G單基站室內環境下高精度高可靠定位，定位精度達到1—2米。這些技術已經廣泛應用於日常手機定位、智慧物流、抗洪救災、航天探月等領域的方方面面。

中國城市報記者從會議上了解到，經過多年發展，人因工程這一新型交叉學科已進入到了一個新的發展階段。目前，我國人因工程學科建設及發展水平已經走在了世界前列。

倡導以人爲中心

中國城市報記者查閱資料時發現，早些年，人因工程這個概念較爲小衆，僅在特定的專業領域內被提及，並未廣泛地進入普通企業的視野，大多數普通企業對其知之甚少。不過，就此次會議現場情況而言，前來參會、參展的企業數量衆多，足見人因工程受關注程度已今非昔比。

中國城市報記者發現，在本次會議的展示區裡，可穿戴健康檢測設備受到不少人關注。該設備可實時追蹤心率、血壓、腦電波等指標，讓使用者瞭解到自己的身體狀況、健康趨勢及潛在的健康風險。

在展示區裡，還放置着一臺造型獨特、類似動感單車的設備，連接着一臺顯示器。參會者上前體驗時，只需在身體特定部位貼上傳感器，該設備便能採集體驗者運動過程中的心臟數據。

“在設備的臨牀應用中，患者檢測僅需15分鐘，便可提取分析心肌細胞分子層面的底層信號數據。”畢勝普生物科技有限公司相關負責人告訴中國城市報記者，設備可通過超12個量化指徵構建邏輯關係，進而構建全息數字心臟動態分析模型，最終幫助心血管病患者與潛在風險人羣，預防心梗發生。

“我們公司本身雖然是做心臟健康的，但對於用戶長期健康及舒適程度也比較關注。此次會議所探討的內容涵蓋了如何設計契合人體工學原理的工作環境，這一話題意義深遠。”上述負責人說。

陳善廣表示，人因工程倡導以人爲中心，其實質是讓科技成果惠及大衆，增強人們的幸福感、安全感。

加強基礎理論研究

規劃佈局

“產品做得再好，但沒有考慮到用戶安全及使用習慣，就會喪失科技發展帶來的紅利。”會議上，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凸顯。

“傳統模式下，主要側重於優化產品或工作環境的物理層面，諸如確保設備操作的便捷性、舒適性等基礎要素。”一位人因工程領域的企業負責人告訴中國城市報記者，隨着智能化時代的來臨，未來人因工程發揮的作用會越來越大，其更注重對人類認知與心理的深度適配，這也正是神經科學以及腦機接口如今備受重視的原因。

該負責人以智能汽車領域舉例表示：“智能汽車的提示及告警反饋方式與傳統燃油車截然不同，其中包含大量人因工程需要深入探究的問題。可以預見，未來運用人因工程的方法與手段去優化智能車設計必將成爲主流趨勢。這可以讓人清晰知曉車輛的各種狀態，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展？陳善廣表示，人因工程研究的技術方法跨越諸多學科，依賴於相關學科的技術發展，其自身基礎理論和技術的研究深度不夠，已有技術和方法的效度已不適應時代要求，基礎數據、規律、技術方法的儲備也無法滿足應用需求。建議國家層面高度重視人因基礎理論研究的規劃佈局，大力加強基礎教育，深化人因工程共性科學與技術問題的研究。

“同時，鑑於人因設計對產品質量、安全性和競爭力的重要作用，建議制定產品全生命週期的人因設計法規和標準，建立人因設計的基礎理論及方法體系，研製具有自主知識產權的人因設計軟件，將人因工程的思想和方法貫穿系統、產品設計研製的全過程。”陳善廣說。

■中國城市報記者 鄭新鈺