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信息时代背景下的人机工程学研究进展

作者:admin 更新时间:2018年08月24日 10:19:19

  摘要:随着信息时代社会的全面发展,人们生产、生活及人体特征等众多方面都随之产生变化。因此,人机工程学与之相应的研究内容、研究方法等都亟待调整,本文分别阐述了新时期人机工程学主要应用领域的变化,从社会技术系统层面,分析总结了当前人机工程学所展现出的研究领域多学科交叉性、研究内容包容关联性的新型发展特征,并从人机工程学实际应用的时效性、研究过程的公平与准确性等方面提出了未来发展新思路,最后对信息时代人机工程学总体现状和未来可能的发展方向进行了总结和展望。


  关键词:信息时代;人机工程学;公平与时效;虚拟仿真技术;界面设计;


  作者简介:郭园(1980-),女,辽宁沈阳人,硕士,讲师,


  1引言


  当人类迈入信息时代,社会科学与技术迅猛发展的同时也带来了层出不穷的各类新生问题。人机工程学作为一门传统学科,为了能够更好的解决与之相关的各类问题,就需要以全球化发展的眼光,打破学科领域界限,融入新技术、更新研究方法、扩展实际应用范围,充分考虑人的发展因素,开展以人为中心的技术与设计研究,而设计师与研究人员则需要以一种新的视角去再次发现与认识人机工程学。


  2信息时代的人机工程学


  2.1人机工程学


  人机工程学,英文为Ergonomics,根据国际人机工程学学会的定义[1],即主要关注人与系统中其它因素的相互作用,并应用专业的理论、原则、数据和方法进行设计,旨在优化人类生活工作环境、提升整体系统性能。人机工程学有助于设计和评价工作任务、工作岗位、产品、环境和系统,使它们与人类的能力、需求和极限相一致。人机工程学涉及多学科领域,因此不同的机构、专业协会都对其定义给予了不同的解释,但其实质是一致的,最重要的基本点仍然是人。


  2.2信息时代人机工程学研究概述


  计算机的出现,将人类社会带入了信息时代,而随后计算机技术的高速发展与网络的普及,加速了海量数据的挖掘与应用,Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Veracity(真实)不仅代表着“大数据”的特征[2],也在一定程度上体现出当下信息时代的特点。不同的行业领域在信息技术的推动下,朝着多样化、跨文化、交叉关联化的方向发展。同时,人类惯有的生活方式、工作模式也在不断改变。而人机工程学作为一门传统学科,在面对社会发展和技术更替时,将努力融合时代特性,适时地拓展自身应用范围,始终如一的关注人们的生产与生活,提出有效的工作法则、并帮助寻找能够解决生产和生活中普遍问题的方法[3]。国内外学者一直致力于探索人机工程学在不同领域及各类具体产品中的应用,当面对信息时代的发展与技术进步时,国外学者的研究拓展到人机工程学的新技术领域与新产品中,并兼顾其整体发展特性,而国内学者的研究则多集中在对新技术影响下的具体产品的人机关系方面,例如针对交互媒体界面、虚拟技术等方面人机关系的研究,赵曦(2014年)、李余峰(2011年)等人分析了人机工程学在软件等交互界面中应用,探讨人机工程学与信息架构设计之间的关系,总结信息化领域中的人机研究方法[4-5]。张琳絮(2014年)、杨君顺(2007年)分别结合具体产品对人机工程学与虚拟技术结合进行探索[6-7]。然而,信息时代带来的变化远远不止存在于软件、媒体中,但现阶段在国内学术界,从更广泛的综合角度探讨信息时代人机工程学发展的研究还很少。


  3信息时代人机工程学应用领域的变化


  人机工程学的应用存在于人的生产与生活之中,当人们的工作地点、工作形式和工作内容随着社会发展与技术进步而改变时,与之相关的人机工程学内容势必随之发生变化。而与此同时,人身体特征的细微变化也不能被忽视,人们只有通过分析预测这些主要的人、机、环境变化趋势,才能更好的把握人机工程学发展方向,以解决时代变化所带来的层出不穷的各类新生问题。


  3.1办公人机领域———场所的变化


  在信息与通信技术(ICT)彻底改变人们生活方式的同时,人们工作的性质也在发生着巨大的变化。更多非固定的形式不断出现,表现出超高连接、不确定性、蜂群式作业等特征。网络所特有的自由互动特点使得人们可以打破朝九晚五在固定办公室坐班的工作模式。开放、灵活、交流分享已成为人们对理想办公环境的共同期望,也体现出办公人员的基本需求。随着网络应用的进一步加强,在未来物理形式上固定的办公场所甚至会完全消失,人们的工作生活等场所的界限将愈加模糊。


  3.2管理与人机工程领域———工作形式的改变


  现代管理信息系统不断加速着企业的信息化进程,企业的效率效益随之不断提升。员工的工作方式也在信息化技术的带动下,不断发生着变化,沟通协调合作在个人工作中越来越重要,一组人共同完成任务的情况将会不断增多,而单独工作的情况则会随之减少。固定岗位的形式也将被流动性的职责分工所替代,团队协作的形式得到广泛的认可,同时线上线下的协同合作更加普遍,协同的范围跨越地区甚至国界。


  3.3人机工程计算机仿真领域———技术的变化


  当前,虚拟仿真技术不断拓展其应用领域,让人们可以实时与所构建的虚拟世界进行交互,深入探索仿真对象的功能与应激性变化,完成与在真实环境中一样效果的各类操控。为人们探索更为广阔的未知领域提供便利,不断的将前瞻性的构想变为现实。此外,各类虚拟技术还在不断更新着人们的感官体验,除视觉外,其他如触觉、味觉等感觉体验也正在被开发应用,使人们获得更加贴近真实的感受。


  3.4人体测量领域———人体特征的变化


  经济的发展,膳食结构的改变,营养的加强,使人们在身体尺寸,机能等方面发生着变化。例如国内学者在分析1985-2005年我国7-18岁学生身高体重变化趋势后指出,在这一跨度时间内,该年龄段学生的身高体重都有不同程度的增幅,身高和体重的第95百分位增长的幅度>第50百分位增长的幅度>第5百分位增长的幅度[8]。同样的情况,在世界其它地区也大量存在,体重过增长、青春期提前等情况层出不穷。此外,医疗卫生条件的改善,使得世界不同国家地区相继出现集中老龄化的现象,在未来35年,一些国家人口将出现负增长,适龄工作人员的缺乏,使得原来限定的工作年龄将被延长。


  4信息时代人机工程学的新发展特征


  4.1多学科交叉的研究领域


  人机工程学旨在使用不断发展的人因因素,处理各种出现在工作场所和社会生活中的相关动态问题。因此,技术的发展和环境的变化,使得它的应用逐步涉及到更多以往关系不大或是很少产生关联的领域,其研究过程也开始与众多交叉学科相互渗透。科学、技术、工程、数学等领域的知识都将帮助促进人机工程学的理论和研究方法的发展。如以往与医疗相关的人机工程学研究参与人员集中为人机专家、医务人员和患者,而现在则有更多不同领域的学者技术人员参与其中。类似于3D打印人工器官这种交叉学科研究与应用已经在世界很多国家的医疗界开始探索使用,这也使得在相应的人机工程学研究中需要不断汇集充实更多交叉领域的专业人员,虽然他们彼此不了解相互的专业知识,但可以通过协作形式解决相应问题。


  4.2具有混杂、包容关联性的研究内容


  传统的人机工程学主要集中在微观层面解决问题,而涉及到文化、经济、法律、管理等内容的宏观人机工程学还很少被关注。随着信息技术带给社会各领域冲击与变革的加大,这种基于自上而下社会技术系统的宏观人机工程学,如图1,将成为未来解决潜在问题的有效方法。它将不再局限于简单层面上的人机因素研究,而是利用综合了社会学和人类学等交叉学科知识的研究方法,充分思考理解文化特征等宏观层面上的因素,全面把握具有混杂、相关关系的研究内容,做到真正的以用户为中心。


  5信息时代人机工程学的发展思路


  为了应对人机工程学应用领域的变化、准确把握未来发展方向,人机工程学所使用的专业理论、原则、数据和方法等都应注重保持时效性,公平性与准确性,并不断更新内容,打破学科领域界限,融入新技术,以满足未来社会不断变化的发展需求。


  5.1加强人机工程学实际应用的时效性


  针对上述人机工程学应用领域的具体变化,为了更好的处理人、机、环境间的相互关系以及优化动态中的安全、健康、舒适和工作效率等问题,人机工程学则需要强化自身的时效性,不断更新补充数据,甚至根据需求重新进行大量测试实验,满足变化环境中的新需求。


  工作场所的变化,使得人与办公环境、办公设备之间关系随之改变,原有的一些数据和规则都需要更新与修订。例如逐步开敞式的办公环境对灯光、噪音等的要求限制,更长时间网络办公带来的疲劳特性等变化,这些都需要根据现有实际情况提供更为实效性的解决方案。而工作形式的变化,则需要人机工程学能够充分利用对人体因素的各类研究,根据人的生理、心理和能力限度等特征,进行人员的协调与分配,科学地管理人力资源。如面对当前很多企业采用的协同性工作模式,人机工程学就需要提供基于跨文化的可靠研究数据,包容性的研究涵盖可能参与人员的多样化特征,并结合新型团队工作形式的发展特点,重新定义协同工作程序管理等问题,寻求可能出现问题的解决方案。


  人机工程学需要对人体特征数据进行时效性的更新,确保为与人密切相关的产品开发提供有力依据。如面对老龄化可能带来的工作年限的延长,需根据人机工程学新测定的数据,适时改变工作设备对于不同年龄段用户的能力要求。而儿童机能较以往的快速增长,则需相应调整儿童产品的尺寸、智能等要求。面对虚拟仿真技术的发展与广泛应用,人机工程学就需要根据具体行业需求利用不同层次的虚拟仿真特性,验证并评估可能出现的问题,提供更为精准的数据,以增加研究对象现有应用的广度和深度。而同时,虚拟仿真技术的广泛应用也对从业人员提出了高感知技能的要求,人机工程学也同样需要修正相关工作岗位的时效数据。例如一些企业中使用的CollaborativeautomaticVirtualEnvironment协作虚拟环境[9],用户在该环境中通过佩戴3D眼镜,并结合眼镜附带的跟踪传感器,实现及时观看视角的调整,获得更为逼真的感受,完成相应的协同工作,这就要求从事协同工作的人员,具有比以往更高的感知能力。


  此外,学科中一些重要的分支,如认知人机工程学,所表现出缺乏时效性研究的情况也正逐步显现出来。当面对快速发展的人机交互应用时,相应使用最新人机交互技术的各个前沿领域,就需要在学术界开展更多的相关人机研究,以获得更为广泛的和最新的数据支持。


  5.2实现人机工程学研究的公平与准确性


  5.2.1通用适用原则


  人机工程学的研究是以人为中心进行设计的基础,这就要求人机工程学所提出的理论和数据是能够最大限度的包容所有的参与者,所有的理论和数据的来源以及使用应不仅仅限于社会主流或主导力量。而现有的人机工程学研究则多是基于对非贫困国家传统形式工作中人员的研究,这类人群代表着年龄从20到50岁,生活在西方非贫困的国家,如北美、欧洲、新西兰、澳大利亚等[10]。在人类社会全面进入信息时代,技术经济文化的发展更加加剧了世界贫富的两级分化。根据国际PopulationReferenceBureau数据[11]显示2015年世界人口73亿,预计到2050年上升到97亿,其中超过80%的人口增长将来自贫穷国家,如印度、尼日利亚等。贫困国家的人口激增,势必将加剧本国的经济负担。越来越多不同与传统正式固定形式的工作将大量出现,例如街头流动摊贩、没有执照的医护人员等,这类人群的工作生活所存在的各种人机问题都需要得到认真关注与研究。


  人机工程学所需要具有的通用性,不仅仅是指简单意义上将失去某些身体机能的使用者纳入研究范围,更应代表着所有潜在可能的使用者,不管其现阶段是否参与到相关事件中,但在未来发展过程中,所有人们都应具有平等的权利获得相关人机工程学专业领域的知识与技术支持。因此,将未来大量贫困人口划入人机工程学研究范畴,对提升其工作生活质量给予相应的专业数据和理论支持将是人机工程学通用性与公平性最好的体现。


  5.2.2跨文化的研究


  时代发展加速着人口移动,使文化的融合更加明显。人口在大都市之间、甚至在不同的国家之间进行迁移。在这过程中,原有的工作岗位将融入大量不同文化背景的人员,生活习惯、行为认知都存在巨大差异,甚至在语言交流上都存在一定的障碍。例如一些大型企业在世界不同的国家建立分支机构,这就意味着需要扩展大量的当地工作人员,当不同背景的员工汇聚到一个集体中共同从事一样的工作时,文化差异就会显现出来。这些文化背景、身份特征和生活经历的不同以及认知行为的差别会带来不同的世界观。如不能有效的了解并加以调整管理,合作的效果就会受到影响,甚至影响到最终任务的完成。面对广泛的文化融合,这就要求人机工程学领域的专家学者在进行相关研究的时候,不仅仅局限于自己熟悉的文化背景,而应进行更为广泛的跨文化的研究,获得具有更广泛意义的可靠数据。现有学者在进行研究时,往往合作人员多与自身文化背景相一致,所针对的研究对象也多具有自身所熟识的文化特征,而这样产生的研究成果就会带有一定的局限性。为了使研究获得更为真实可靠的数据,研究项目成员同样需要具有多种文化背景,能够对重要的数据和信息进行更为有效的编译和组织,这种国际化的研究合作才会为设计更具有通用性的国际化产品提供可能,满足快速变化的全球化发展需求。


  6总结与展望


  综上所述,信息时代技术、经济、文化在人们生产生活中引起的各种变化直接影响着人机工程学的发展,现阶段不断增多的关于人机交互界面、虚拟现实技术等方面的人机研究也正体现出这种转变。当人机工程学在研究内容、研究方法、参与人员等方面表现出跨学科多元化特征时,研究内容的混杂、相互包容、关联影响等问题便会随之显现,这就要求研究人员能够从更为广泛的宏观人机工程学角度综合考虑问题,以保证研究结果的准确,同时还要注重理论的不断更新,并在研究过程中以公正公平的原则,确保时效性的数据为更广泛的人群提供有效帮助。


  总之,面对信息时代的大量变革,人机工程学作为一种时效、公平、准确的系统化方法,将有效的解决人-机-环境间各类相关问题。其研究对象将不断扩展,更多新生事物会纳入研究范围,同时会涉及众多交叉学科领域的内容。研究系统性将逐步加强,综合考虑不同因素之间的相互影响与制约关系,从更为宏观的社会技术层面看待人机问题。人机工程学的研究手段与方法将不断更新,虚拟现实等新技术将被大量使用,跨学科的协作将提供更为多样丰富的研究方式方法,使人机工程学更为有效的解决不断变化的各类人机问题,同时,还将缓和科技快速发展造成的一系列如环境污染、城市拥挤、资源短缺、人口集中老龄化等问题,并促使不发达国家有效改善其人们工作生活质量。数字化、虚拟化、信息化将成为未来人机工程学进一步发展的方向,同时宏观人机、认知人机也将更加受到关注。