13、通过界面演进改善人机交互

通过界面演进改善人机交互

在远程机器人操作中，人类操作员和机器人处于不同的位置，彼此无法直接看到。在这种情况下，操作员对机器人的了解完全依赖于界面。良好的态势感知（SA）对于有效完成远程机器人任务至关重要，但设计能提供良好态势感知的界面是一项挑战。本文将介绍通过界面演进改善人机交互的相关内容。

1. 态势感知相关概念

• 态势感知定义 ：Endsley将态势感知定义为“在一定时间和空间内对环境元素的感知（Level 1 SA）、对其意义的理解（Level 2 SA）以及对其近期状态的预测（Level 3 SA）”。Drury等人将其重新定义为适用于机器人操作的五个类别，本文主要关注人类 - 机器人感知和人类的整体任务感知。
• 人类 - 机器人感知细分 ：进一步细分为位置感知、活动感知、周围环境感知、状态感知和整体任务感知（LASSO）。本文主要讨论位置感知和周围环境感知。位置感知是操作员对机器人在更大范围内位置的了解；周围环境感知是操作员对机器人局部环境的了解。

2. 相关工作

远程机器人界面可分为以地图为中心和以视频为中心两类。
- 以地图为中心的界面 ：能提供固有的位置感知，适合操作远程机器人团队，但对于单个机器人，若机器人传感能力不足，可能无法创建准确地图，且过于强调位置感知而牺牲周围环境感知，难以让操作员了解机器人周围区域。例如，MITRE公司开发的界面存在视频屏幕小和更新慢的问题；Brigham Young大学和爱达荷国家实验室（INL）设计的界面，若地图生成不正确，操作员会对环