核電人因工程實驗室

一、實驗室簡介

ErgoLAB核電人因工程實驗室是北京津發(fā)科技股份有限公司基于“人-機-環(huán)境”和“人-信息-物理”系統(tǒng)理論，自主創(chuàng)新與配置的針對核電安全領域的人因工程研究實驗室。適用于多種方向的核電人因研究，包括控制室設計與功能分配、操縱員可靠性研究、人機接口開發(fā)與驗證、控制室的人機工效驗證等。

實驗室以ErgoLAB人機環(huán)境同步云平臺為核心，通過實時同步采集多維度人、機、環(huán)境數(shù)據(jù)，分析不同環(huán)境與任務下人員的狀態(tài)，進而對系統(tǒng)進行評價優(yōu)化、或?qū)θ藛T進行選拔訓練。實驗室采用津發(fā)科技自主研發(fā)zhuanli技術，具有多項國家發(fā)明zhuanli與軟件著作權，通過了省部級新技術新產(chǎn)品認證，歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項guoji 管理體系認證。實驗室結合了ErgoLAB同步技術、云架構技術、藍牙傳輸技術、生物測量技術、虛擬現(xiàn)實與仿真技術、眼動測量技術、腦成像技術等多種*技術，以及多傳感器融合、機器學習等多項前沿算法，提供了*科學的核電人因測試研究與數(shù)據(jù)分析方法。

二、實驗室建設方案

1.實驗室方案

ErgoLAB核電人因工程實驗室包含主控觀察室和若干間實驗測試室，其中測試室分為標準實驗室、虛擬現(xiàn)實等不同類型。實驗室布置三大實驗平臺：1. 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)布置在虛擬現(xiàn)實測試室；2. 人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)布置在各個測試室；4. 人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能應用平臺布置在主控觀察室。

人因可靠性建模和仿真是核電人因研究中的一項重要工作。人因建模和仿真目的在于分析人在系統(tǒng)中的表現(xiàn)和對系統(tǒng)的影響，研究涉及操縱員的認知、分析、判斷、決策等，通過建立工作流模型來對其進行分析。實驗室標準測試環(huán)境結合主控觀察室，一方面以認知科學為基礎，可對操縱員進行認知仿真建模，另一方面還可結合實驗，從客觀多維度數(shù)據(jù)出發(fā)對操縱員的認知和行為進行建模。標準實驗室測試環(huán)境兼容CATIA、UG/NX、Pro/E、SpaceClaim等guoji標準CAD平臺，可在仿真環(huán)境中進行專業(yè)光仿真設計，并進行工效學測評，如預測界面的眩光、反射、可視性、可讀性等。結合Jack、Delmia等仿真分析軟件，可進行舒適性、可行性、姿勢預測、碰撞測試等分析。在產(chǎn)品或界面研制的原型階段，通過屏幕或移動端呈現(xiàn)，兼容多種原型設計軟件，可通過識別原型源代碼自動拾取界面組件作為興趣區(qū)，并采集多維度人因數(shù)據(jù)，包括生理、眼動、腦電、交互行為、行為視頻、動作姿態(tài)、腦成像等，直接對原型進行人因測評。

虛擬現(xiàn)實技術作為新一代人機交互技術，為核電廠人機交互設計和評價提供了一種全新的技術手段。虛擬現(xiàn)實測試室兼容標準CAD平臺和Unity3D、Unreal等虛擬現(xiàn)實引擎，可將數(shù)字仿真模型導入虛擬現(xiàn)實環(huán)境中進行呈現(xiàn)，并同步采集多維度人因數(shù)據(jù)以及人與虛擬物體的交互數(shù)據(jù)。通過建立不同的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，如CAVE虛擬現(xiàn)實、可穿戴虛擬現(xiàn)實、多人交互虛擬現(xiàn)實等，并同步采集多維度人機環(huán)境數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)3D可視化沉浸式設計、人因工程設計驗證、虛擬仿真評價、培訓教學等。

2.系統(tǒng)組成

ErgoLAB核電人因工程實驗室由人機環(huán)境同步定量采集子系統(tǒng)和人機環(huán)境同步定量分析子系統(tǒng)組成。同步定量采集子系統(tǒng)能夠?qū)崟r同步采集人機環(huán)境多維度數(shù)據(jù)，包括行為、眼動、生理、腦電、腦成像、交互行為、動作捕捉、面部表情等。同步定量分析子系統(tǒng)為采集到的所有數(shù)據(jù)提供專業(yè)的分析模塊，可進行多維度數(shù)據(jù)的同步和交叉分析。所有數(shù)據(jù)可實時上傳至云服務器，支持實驗設計與大數(shù)據(jù)的云管理、云共享與云協(xié)作。

通過多維度主客觀人因數(shù)據(jù)可進行進一步分析，研究用戶的感知加工、注意分配、記憶水平、情緒喚醒、動作姿態(tài)、情景意識、舒適性、腦力負荷、體力疲勞、操作績效等，進一步實現(xiàn)人機界面設計、人-機功能分配、空間布局、元素布局、色彩配置、信息組織方式、圖形化操控設置等系統(tǒng)功能的優(yōu)化。

三、實驗室功能特點

1.兼容CAD平臺及多種虛擬現(xiàn)實引擎

支持guoji通用的CAD原型的導入，如CATIA、UG/NX、Pro/E等，適用于HMI人機界面交、wuqi裝備、智能化產(chǎn)品等多類型信息交互產(chǎn)品的可用性測試。采用ErgoVR plugin結合Unity3D、UE4、VRXperience等VR引擎可進行聯(lián)合人機環(huán)境多模態(tài)數(shù)據(jù)同步采集與分析。通過將產(chǎn)品和使用場景模型直接導入ErgoVR plugin進行實時數(shù)據(jù)通訊，系統(tǒng)自動計算并識別所有模型源文件，便于不同領域的產(chǎn)品設計與開發(fā)人員的可用性測試和動態(tài)調(diào)整優(yōu)化。

2.結合交互數(shù)據(jù)的人機界面測評

在進行人機界面測評研究的過程中，基于不同終端和原型，采集并定量化分析人機交互數(shù)據(jù)，包括鼠標行為、手指行為、VR交互行為等。兼容基于屏幕端、移動端、VR端、智能產(chǎn)品HMI終端的原型設計工具。

3.主客觀數(shù)據(jù)同步的人因研究

在人因研究過程中實時同步主客觀多維度數(shù)據(jù)，包括主觀的問卷、量表評價，客觀的多通道數(shù)據(jù)，如眼動、生理、行為、腦電、生物力學、腦成像、動作姿態(tài)等，機器的數(shù)據(jù)，如模擬器數(shù)據(jù)、人機交互數(shù)據(jù)，以及環(huán)境的多種指標。可針對人員的認知能力、工作負荷、腦力疲勞、情緒狀態(tài)等多種維度進行主客觀數(shù)據(jù)結合的人因研究。

4.結合智能算法的人員狀態(tài)識別

通過行為范式實驗的狀態(tài)誘發(fā)、或主觀問卷、量表評價結果，建立帶標簽的多通道客觀定量化數(shù)據(jù)，結合機器學習算法，進行模型的自定義訓練，實現(xiàn)人員情緒、認知、應激、負荷等狀態(tài)的智能識別。

四、科研支持與聯(lián)合實驗

津發(fā)科技具有完備的軟硬件研發(fā)團隊，支持聯(lián)合訂制開發(fā)，可與高校、科研院所等進行產(chǎn)學研合作，實現(xiàn)理論與算法結合轉(zhuǎn)化科技成果。公司同時具備專業(yè)的科研實驗團隊，團隊人員均具有專業(yè)研究背景，搭建產(chǎn)學研合作與資源共享實驗平臺，提供實驗設計-數(shù)據(jù)采集-數(shù)據(jù)處理-統(tǒng)計分析全流程的聯(lián)合科研與實驗服務。

五、廠家介紹

北京津發(fā)科技股份有限公司是gaoxinqiye 、kejibu 認定的科技型中小企業(yè)和中關村gaoxinqiye，具備自主進出口經(jīng)營權；自主研發(fā)的人因工程與工效學相關技術、產(chǎn)品與服務榮獲多項省部級科學技術獎勵、軟件著作權和省部級新技術新產(chǎn)品（服務）認證；通過了歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項guoji認證和防爆認證。

津發(fā)科技設立人因工程專業(yè)的學術科研團隊、技術團隊及研發(fā)團隊，并通過多年與科研機構及高校的產(chǎn)學研合作，積累了人因與工效學領域多項核心技術，以及基于機器學習等人工智能算法的狀態(tài)識別和人機工效評價技術與研究方法等！津發(fā)科技的實驗室規(guī)劃建設技術團隊提供技術支持及售后服務，從實驗室建設的規(guī)劃與布局，到設備的培訓與指導，多角度的進行實驗室建設的全生命周期的服務。