90、医学成像与临床干预中的人机界面探索

医学成像与临床干预中的人机界面探索

1. 人机界面的设计与评估

人机界面领域的特点既令人兴奋又充满挑战，其涵盖范围极为广泛，让研究该领域的学生充满好奇与兴趣。不过，这看似无拘无束的领域实则蕴含着一些统一的原则，这些原则为“人机交互（HCI）”的研究提供了框架。该领域本质上是关于将人类与计算机或机器连接起来（人机界面只是人机交互的特定实例）。

一旦确定了这些基本原则，就可以建立“设计指南”和“评估方法”。从更广泛的角度来看，“设计与评估”过程实际上是“工程学与科学”这一对更基础工作的实用形式。大致而言，工程学是将系统的概念表示转化为物理系统实现的过程；而科学则是通过观察现有物理系统，以“科学方法”为指导，尝试构建系统功能或结构的概念表示（即“理论”）的互补过程。

因此，我们应将设计和评估视为互补的路径，不能将它们割裂开来。从认识论的角度来看，这两个方面对于“迭代设计过程”都是必需的。系统的概念表示和系统的实现表示都必须存在，并且二者在功能和结构上应等效，即“语义等效”。所以，“设计与评估”需要在整个过程的迭代中相互交织。

2. 什么是界面

任何两个区域之间的“界面”本质上就是它们之间的边界，可以是两个体积之间的膜、分割两个区域的线，或者两个主体之间的一组输入和输出连接。对界面的研究仅限于两者之间发生的交换。此外，界面的特征完全取决于这种交换的性质，无论这种交换是由能量、物质还是抽象信息介导的。

不同领域对界面有不同的理解。例如，表面科学研究人员可能会将界面描述为分隔两个物质相（如固体、液体或气体）的膜，这意味着对界面的研究将使用与跨界面交换的材料和能量相关的语言。在生物学、化学或物理学中也是如此。那么，当界面传递的是“