人与智能实验室

实验室简介

人与智能实验室聚焦人与智能系统的交互，以及相关人因工程核心领域，构建了覆盖多场景的专业实验体系。实验室已经配备了配备航天员训练系统、空间站人因模拟系统与核电主控室模拟系统，为高危复杂场景的人机协同安全研究提供支撑；通过人与AI系统交互实验系统、汽车驾驶模拟器、眼动记录系统等实验系统，以及人因工程软件（人的认知和行为仿真软件）。

这些实验系统和软件，融合虚实仿真与多模态感知技术，不仅实现安全可控、可重复的实验环境，也可以预测人的认知和行为，为提升人机协同效能、优化系统设计提供科学依据。

Lab新闻

潘佳：人工智能开发中的人机系统建模研究

在本次2025中国人类工效学学会设计工效学分论坛上，本实验室成员潘佳同学对其在“人工智能开发中的人机系统建模——通用说明书设计评估数字人”领域的研究工作作进行了相关汇报。

在该研究中，潘佳同学针对为AI新手开发者设计Instruction manual时，方案多样、评估周期长、成本高的核心难题，基于QN-MHP-U，建立了人机交互模型。

研究成果显示，该预测模型相较传统的行为实验方法，能够显著节省超过90%的评估时间与经费。研究中通过对多种不同Instruction manual设计方案的建模对比，成功筛选出最优设计并与实验结果吻合，有力验证了模型的有效性与实用性。

该研究为实现说明书设计的快速、低成本、定量化评估提供了创新性工具，不仅服务于AI开发领域，其方法论亦能拓展至更多情景下的Instruction manual设计与优化。

2025年中国人类工效学学会设计工效学分论坛

陈婉婷：多任务情况下的认知负荷和人机设计管理

在本次2025中国人类工效学学会设计工效学分论坛上，本实验室成员陈婉婷同学对其在多任务情况下的认知负荷-多人人机系统设计和管理的研究工作进行了相关汇报。

在该研究中，陈婉婷同学针对多任务下的复杂人机交互过程中，操作员需同时处理多任务而导致认知负荷过载的核心问题，应用人的信息加工排队网络模型（QN-MHP-U），对多任务场景下操作员的认知过程进行精细化的计算建模。

研究基于NASA开发的Multi-Attribute Task Battery（MATB）平台复现多任务环境，并通过仿真软件量化个体在任务中的工作负荷，任务完成时间及其他相关指标。研究中成功识别出了容易导致操作员工作负荷超载的多任务情景，并且通过人机任务分配仿真高效准确地验证了不同的任务分配设计的效果。

该研究成果能够实现从经验分配到定量化、预测性任务分配设计的转变。与传统行为实验相比，该方法能快速、低成本地模拟海量任务-人员组合，为多人人机系统的优化设计提供了科学、高效的决策支持。

2025年中国人类工效学学会设计工效学分论坛

核心实验系统

实验室配备多种先进实验系统，覆盖高危复杂场景到日常应用场景的全方位研究需求

核电主控室模拟系统

核电主控室模拟系统是利用高精度计算机仿真技术，对真实核电站主控室的盘台环境、人机界面及运行逻辑进行全范围复刻的“数字孪生”平台。

航天员训练系统

航天员训练系统是保障载人航天任务安全、高效完成的核心支撑体系，其核心作用是将航天员从具备基础条件的候选人，培养成能够适应太空极端环境、熟练执行航天任务、应对各类突发风险的专业从业者，最终实现“人-航天器-任务” 的高度适配。

空间站人因模拟系统

空间站人因模拟系统是聚焦“太空驻留环境下人的生理、心理、行为规律”的核心实验平台，核心作用是在地面可控环境中，复刻空间站的极端条件、任务场景与约束，系统研究人因问题、验证设计适配性、优化任务流程，最终保障航天员长期驻留的“安全、健康、高效”，并支撑空间站的设计迭代与任务成功率提升。其本质是“空间站人因工程的地面实证工具”，针对性解决太空环境特有的“人-舱-任务”适配难题。

人与AI系统交互实验系统

人与AI系统交互实验系统是聚焦“人- AI协同关系”的闭环实验平台，核心作用是在可控环境下，系统研究人与AI的交互规律、评估交互效果、优化AI设计逻辑，最终实现“高效、安全、可用、适配”的人机协同目标——它既是连接“人的需求”与“AI的能力”的桥梁，也是AI产品落地、技术迭代、理论创新的核心支撑工具。

汽车驾驶模拟器

汽车驾驶模拟器是基于虚拟现实（VR）、实时仿真、传感器技术的“人-车-路-环境”闭环实验平台，核心作用是在安全可控的地面环境中，复刻真实驾驶场景与风险，实现驾驶技能训练、人因研究、车辆设计验证、交通政策评估四大核心目标——它既是降低驾驶培训风险与成本的高效工具，也是支撑汽车工业研发、交通安全管理的核心实证平台。

眼动实验系统

眼动实验系统作为人因工程与智能人机交互研究的核心工具，通过红外追踪、图像分析等技术精准捕捉用户注视点、眼跳轨迹、眨眼频率、瞳孔直径等多维度眼动数据，将抽象的视觉注意力分配、认知加工过程转化为可量化、可分析的客观指标。

人因工程软件

先进的仿真软件为研究提供强大的数据分析和模拟支持

人的认知和行为仿真软件

人的认知和行为仿真软件是人因工程与智能人机交互领域的“虚拟人因实验室”，核心作用是通过构建符合人类认知规律（注意力、记忆、决策、推理）与行为特征（操作反应、动作轨迹、任务执行模式）的数字化模型，在虚拟环境中模拟人的复杂认知过程与实际行为表现，为高危复杂场景的人机协同设计、系统优化与风险防控提供科学支撑。