人因工程：人类之光将未来照进实际

liukang20242个月前 (05-04)吃瓜入口421

第七届人因工程高峰论坛在上海举行。

　航天员站在高高的机械臂上往下看，世界的绚烂与深邃皆在脚底。舱外，蓝色的地球盈盈欲滴，慢慢滚动，带着人类百万年汹涌澎湃的征战、村歌，欢愉与悲戚。

但，这仅仅地球人的浪漫幻想。

“进驻前，空间站就像一个没装修好的房子，需求航天员装置水办理体系、树立WiFi，完结上千个货包的拆解等。经过一周加班加点的作业，咱们完结了53个项目，将中心舱从无人状况变为合适作业、日子的状况。”航天员聂海胜在第七届人因工程高峰论坛上叙述了他和刘伯明、汤洪波履行神舟12号载人航天飞翔使命的进程，提醒了“人”在载人航天“万里长征”中的重要性。“可以说，简直全部空间站内与航天员有交互界面的规划、舱外的产品研制和使命规划，都是人因工程保证的效果”。

3位宇航员简直被埋在漂浮的箱包里，首先要拆箱、收拾，让全部归位。

聂海胜用自己在空间站的阅历，告知咱们：什么是人因工程？人与机器、环境的联系是怎样的？

机器是人创造的，但不能代替人。人要探究更高更深更远，又离不开机器。聂海胜等3位航天员是经过神舟十二号飞船，由长征二号F火箭发射升空的，经过交会对接，进入我国空间站的中心舱，在那里作业日子3个月。舱外活动使命中，他们穿上一个小型航天器——舱外服，登上挺拔的机械臂。面临太空的恶劣环境，航天员要和一系列机器协同作业才干生计和完结使命。

载人航天使命自身便是一次巨大的人因工程实验，正如论坛名誉主席、我国工程院院士、我国载人航天工程总规划师周建平所说，载人航天工程的规划师们对人因工程也阅历了一段知道的提高进程。“在载人航天之前，航天工程实际上是无人飞翔，靠自动化或遥控运转。当人进入这个环路，咱们开端深入讨论怎么发挥人的效果。”

航天员和飞船、空间站、机械臂协同作业，形成了特别环境、特别使命、特别配备和特别人员的杂乱人机体系。人因工程是近年来跟着科技前进与工业化水平提高而迅猛展开的一门综合性穿插学科，在大国重器中起着无足轻重的效果。

但让人意想不到的是，点开手机上的购物软件，形形色色的产品链接就会“猜你喜爱”；在每个室内公共场所，昂首就能明晰地看见“安全出口”的标识；智能手表可以精确地测量出佩带者的体温文心率等信息……这些让日子更智能舒适、让作业更快捷高效的规划也都有人因工程的支撑。

“注重人因便是注重咱们人类的未来，注重未来咱们每个人各自的日子和作业状况。”世界宇航科学院院士、我国载人航天工程副总规划师陈善广在峰会的开幕式上说。

第七届我国人因工程高峰论坛近来举行，18位两院院士、两位英豪航天员聂海胜和刘旺以及人因工程范畴专家学者、规划立异范畴专家、相关科研院所及企事业单位代表约1200余人齐聚上海，共话人因工程学科穿插交融展开效果、描绘人类未来夸姣图景。

人因规划为航天员营建太空“家”

“咱们看到航天员在空间站直播中展现的风貌和才能，其实是咱们不断深化知道，注重人因工程，对人进行练习的效果。”周建平表明，我国载人航天工程展开至今，规划师们从被迫适应到自动参与人因工程实验，从前期把人送入太空并安全带回，到后来不断推动发挥人的效果。

草蛇灰线，伏脉千里。当拍摄爱好者仰视星空，用高倍镜头捕捉一闪而逝的太空舱时；当亿万观众看着火箭发射和返回舱收回，喝彩和尖叫时；当舱外的固定镜头捕捉到航天员成功出舱，站上机械臂时，或许很少有人想到坐在指挥大厅里，凝视大屏幕的人中，有一群人因工程科学家，在注重这些规划的机器，是否契合航天员作为人的行为习惯，是否能保证航天员安全，是否能协助航天员高效地作业。

现在我国载人航天已完结11次出舱活动使命，“这是人因规划保证的效果”。聂海胜介绍，出舱活动对航天员的才能要求很高，因此人因规划有必要与航天员相匹配。在操作舱门时，受舱外服的束缚，再加上失重的影响，身体的活动规模小、稳定性差，特别是在漂浮状况，作业才能更是受限。

为此，我国空间站出舱活动使命作业组专家需求充沛考虑各种要素，经过悬吊、水下实验以及在轨实验对空间机械臂进行规划和充沛验证。来自航天五院整体规划部的90后朱超是担任航天员出舱使命机械臂体系整体作业的规划师。

“在整个使命机械臂控制体系规划之初，只用了二维信息，难以满意航天员控制机械臂的要求，或许会发生失误，所以咱们引入了三维数字孪生体系。”朱超进一步解释道，仅经过二维图画和参数信息，航天员无法树立起立体的认知，就无法在操作进程中清楚了解机械臂的方位，或许会引起机械臂与舱体，航天员与舱体的磕碰。有了数字孪生体系的加持，就能起到很好的辅佐效果。

除了顶尖的技能支持，使命的成功还要仰仗航天员在地上和太空的千百次练习和实验。“航天员可以经过舱内软件依照1∶1份额复原数字机械臂的运动将使命的整个流程走一遍；还会在舱内对舱外的物理机械臂进行操作，这样可以让宇航员更直观地感触操作机械臂进程。”朱超说。

跟着航天员不断改写在太空驻留的时刻，为航天员在太空营建一个舒适合居的环境就显得越来越重要。这些环绕“人”进行的千百次讨论和打磨，奠定了我国载人航天事业的成功，为未来探究月球、火星奠定了根底。

人因安全研讨防患于未然

“现代科技展开一日千里，请问，人类的安全感更强了吗？”

陈善广向与会的科技作业者发出了魂灵之问。

他以为恰恰相反。“安全问题频发在许多范畴，细心考虑的话，许多问题都具有重复性，由于咱们猜测不了，防备不了。”

他给出一个数据——70%以上的安全事端都与人的要素相关。切尔诺贝利核事端、福岛核电事端，还有2017年美国海军在南海、东海横行无忌，形成5次事端，十几位官兵丧身；2018年、2019年波音737MAX8两次失事，形成300个布衣罹难……这些严寒残暴的数据指出了人因安全的必要性。

“人因安全问题形成严重灾祸事端，本质上说是在体系运转阶段人和机发生了抵触，从这个视点澄清楚人身上发生了什么、为什么会发生这种过错，并可以监测和猜测，就能有用防备事端的发生。”陈善广指出。

在上海交通大学计算机科学与工程系长聘教授吕宝粮看来，人因安全要素首要包含心情和疲惫。极点心情和身体疲惫都极端引起人为要素的严重事端。2020年7月7日，贵州省安顺市一辆公交车途经虹山湖大坝中段时，突破石护栏坠入湖中，形成21人逝世。经公安局通报，公交车司机因发生厌世心情，片面形成事端。

“为了防止相似惨剧的发生，咱们团队开发了从传感器、集成电路到算法的一套信息和工程学体系。”吕宝粮介绍说，经过在受试者的前额和头部接入脑机接口设备并佩带眼动仪，就可以辨认检测其脑电、眼电和眼动信号，然后检测驾驭员的疲惫程度，并且对心情进行预警。

未来，这种脑机接口式的人因工程规划也将惠及医学，辅佐医师对抑郁症等患者进行确诊与医治。

在论坛现场，许多专家学者停步一个展台前——展台上的3顶帽子，分别是高密度脑电体系、便携式脑电体系和近红外体系。“经过脑机接口仪器检测到的脑电数据可以实时传输到程序里，再和硬件衔接，这样就可以完成闭环的长途控制。”赢富仪器公司出售工程师来涛涛说。

此外，运用数字人体建模搭载虚拟现实技能等，依据对人体关节、视界可达规模、空间干与等数据的收集剖析，可以进一步提高驾驭的舒适度和安全性。

人因4.0提高青年幸福感

有的人边走路边看手机，过一瞬间就会感到头晕目眩；有的人戴上虚拟现实（VR）眼镜跟着里边的画面移动时，也有厌恶反胃的感觉。这都是视觉诱导晕动症的表现，而这些也是常常呈现在年轻人日常日子里的场景。

北京邮电大学数字媒体技能专业的研三学生蔡晨阳便是晕动症“患者”之一。为了处理这个困扰，考虑到操作的快捷度和用户的体会感，她运用结合眼动仪的VR眼镜进行眼动数据收集，来剖析佩带者运动时是否会呈现晕动症以及症状和程度。

“咱们在运用VR时，舒适度是非常重要的，假如发生了晕动症的症状，体会感是很欠好的，并且也会影响你在虚拟现实环境中的交互。期望这次检测，可以给往后虚拟现实的展开供给参阅和学习。”蔡晨阳这篇《根据运动感知和眼动特征的视觉诱导晕动症检测研讨》的论文还在本届论坛会议中斩获优秀论文三等奖。

可以看到，跟着数智年代的到来，青年对电子产品的体会感和功能要求越来越高，能捉住青年在产品运用进程中的痛点和需求，就能为自己的产品赢得一席之地。

作为华为技能有限公司终端BG用户体会规划部人因团队担任人，金赤军首要注重用户在健康舒适、控制体会和情感愉悦方面的感触。

耳机简直成了今世年轻人的“外化器官”，每天不离身。金赤军以耳机的规划为例，叙述了一套产品研制的“方法论”：“咱们其时在国内外的许多高校收集了不计其数个人耳朵、头部、手部的数据，针对这些数据做建模，然后经过人因的方法取得人不同身体区域的痛觉耐受性和敏感性，经过仿真产品和迭代规划，终究规划出一对佩带舒适的耳机。”

“并且咱们发现用户运用电子产品的时长呈爆发式增加，这必然会对眼睛发生很大影响。”他说，为了尽或许下降电子屏幕对眼睛形成的损害，人因团队经过对要害变量，比方亮度、对比度、蓝光、字体等进行精细地规划和束缚，让产品落地。

最好的数学能规划出更完美的大脑吗

跟着工业从蒸汽机年代的1.0推动到现在智能化年代的4.0，人因工程也在逐渐展开。看似技能的改造都对前一个年代发生过冲击乃至代替，但每个年代所沉积的经历都助推了人因工程的前进，然后更好地辅佐人的出产日子。

“像ChatGPT等新的人工智能使用出来往后，咱们面临着更大应战。我信任数字化向智能化展开，或许往后会成为航天范畴重要的研讨方向，可以得到重要的使用效果。”我国科学院院士、我国载人航天工程空间科学首席专家顾逸东表明，载人航天工程方面的数字化作业已经在展开，包含数字月球渠道、数字火星渠道等，为往后在空间月球勘探和深空探究中更好地运用数字化和智能化效果打下根底。

顾逸东泄漏，下一步，我国将展开载人月球使命，运用人工智能和航天员相结合的方法，高质量地选取月球上最具代表性的、最具科学价值的样品，使月表取样作业可以在新技能的支撑下得到最高水平的表现。

有一位量子科学家问我国科学院生物物理研讨所研讨员郭爱克院士，有没有或许用最好的数学来规划一个愈加完美的大脑？

“是或许的，”他答复，“但它规划出来的必定不是人脑。人类大脑来自演化的历史长河，无疑是世界最杂乱智能的体系，是大自然演化的巨大奇观。”

世界深处雄伟壮丽的大麦哲伦星系里，有上百亿颗恒星。郭爱克对这个浩渺的体系特别感兴趣，由于它和人类大脑上千亿的神经元细胞数量适当。“假如想知道人类大脑神经元排布的状况，咱们就可以看看这个星系里的星星是什么姿态。”郭爱克指着屏幕上浩渺的星系说。

（中青报·中青网记者王一迪堵力）

来历：我国青年报

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