1、第一章 緒論第一節 研究對象一、什么是工程心理學（Engineering psychology）采用心理學研究方法，通過對人-機-環系統中人、機器和環境界面的研究，實現界面優化，從而提高工作績效，創造舒適環境，防止事故發生。在美國，通常稱為人的因素（Human factors）；在歐洲，通常稱為工效學（Ergonomics）（一）研究對象1、人機環系統：由彼此相互作用的人、機器和環境三個要素組成的系統。2、界面研究界面（interface）指的是人、機器和環境三個要素彼此作用的交界面，也稱接口，主要有：人-機界面：人與機器之間的界面人-環境界面：人與環境之間的界面人機系統人-機系統（man-m

2、achine system）指由人和所使用的工具、設備或機器組成，通過人-機雙方相互作用和相互配合以實現一定功能的工作系統。人-機系統的性質和作用決定于人和機的特點，而且也取決于人和機之間的關系人-機交互（human-computer interaction, HCI）指人在特定情景中和機器進行交互的過程、對話或動作的總稱。人機交互的過程 人與機器之間信息交換的過程 人-機界面是人-機交互的中介面人機交互的基本模式 包含兩個方面的信息轉換人機交互人-機匹配（ man-machine match ）通常指的是人-機系統中，人機雙方在結構和功能特點上的彼此適應，主要表現在人-機界面上信息顯示與人的

3、感知過程特點的匹配。人適應機器：操作人員能夠與機器要求相適應選拔機器適應人：機器的設計適應人的特點和要求人機匹配1、界面優化2、界面優化策略人-機界面優化策略：設計新界面、改進原有界面人-環境界面優化策略：采取防御式界面、改變環境（二）研究目的（三）核心科學問題人體生理心理特點和人的工作能力限度相適應的問題 從工程設計的角度對身心因素進行研究人機過程和人機界面設計要求的相關問題 為各類顯示裝置與控制裝置的設計提供心理學的原則和人機匹配的參數工作空間設計要求的相關問題 如工作空間的大小、顯示器與控制器的位置、工作臺的高低、座位的尺寸、機具和加工件的排列、工作間的距離等人的績效和工作負荷的計算建模

4、研究 利用計算機技術和數學模型等對人的各種活動進行模擬和預測第二節 工程心理學的發展歷史一、早期的人機界面研究19世紀晚期至20世紀前期，是工程心理學的萌芽期，典型的研究有：Taylor(1898):用實驗方法系統研究了鏟子的各種設計和每一鏟不同東西的最適應的重量對工作效率的影響。Gilbreth(1909)：砌磚實驗，動作和時間分析。二、工程心理學的誕生和發展（一）興起階段 第一次世界大戰初期至第二次世界大戰前，主要關注人適應機器的問題（二）成長階段 20世紀40年代中期至60年代，關注的是機器適應人的問題，研究重點主要在軍事工業領域（三）快速發展階段 20世紀60年代后期至今，研究領域和應

5、用范疇有了新的拓展，由原來的復雜的軍事工業領域，逐步發展應用到航天、醫藥、計算機、汽車工業、服務業等三、我國工程心理學的發展和現狀20世紀50年代，主要開展操作合理化和技工培訓方面的工作20世紀60年代，開始結合航天、航空、鐵路和電站建設的要求開展研究（鐵路信號，水電站監控室信息顯示，飛機駕駛艙照明、信號、儀表顯示等）20世紀70年代后期，心理所和杭州大學分別建立以工程心理學研究為主要方向的研究機構。主要開展照明工效、航空工程心理學、環境噪聲心理學的研究。80年代中期開始，中國工程心理學進入新的發展時期。人機關系研究向廣度和深度發展。 1989年，中國人類工效學會成立。問卷法用來了解操作者對機

6、器操作、工作環境的主觀評價和體驗，了解產品用戶對各種產品設計的主觀評價和偏愛，也可以用來獲得諸如用戶年齡、身高、教育程度等基本數據。問卷法的優缺點？問卷設計問卷實施測驗法：對人的智力、能力、成就、個性等心理特征進行測量。 通過訪談者與被訪者之間的交流來獲取研究數據，經常用于研究發掘機器或者系統操作人員和產品用戶的主觀評價或者體驗、動機的深層原因。最重要的特點：互動性訪談法的類型訪談流程：設計訪談提綱、提問、捕捉信息、反饋信息以及信息整理注意要點訪談法實驗法是指有目的地控制研究條件或者變量，對各種變量關系進行研究的方法。實驗法的優、缺點？實驗變量實驗設計完全隨機設計和隨機區組設計 被試內設計、被

7、試間設計和混合實驗設計單因素設計和多因素設計實驗室研究和現場研究以及模擬實驗現場研究-準實驗設計 1、兩不等組前測后測設計 2、時間序列準實驗設計 在連續作業過程中，通過比較同一組被試在實施實驗處理前后的相等時間內作業效績的變化來評定實驗處理的效果 3、等時間取樣準實驗設計 在連續作業過程中，取若干個相等的時間段，通過比較同一組被試在等時間段內有實驗處理時間段測量結果和無實驗處理時間段測量結果之間的差異來評定實驗效應模擬實驗（一）檢測測量信度的方法 1、重測法 2、交替形式法（復份法和并行法） 3、折半法（二）檢測測量效度的方法 1、內容效度（邏輯效度） 2、準則效度（效標關聯效度、實證效度）

8、 3、結構效度（理論效度、構想效度）三、工程心理學研究的評價（三）實驗的研究效度內部效度外部效度（四）研究抽樣隨機抽樣機械抽樣分類抽樣整體抽樣EEG信號：可反映認知負荷的增加和心理努力的分配的改變；其波譜成分顯示了響應心理要求或警戒狀態變化的特有改變；ERP反映了腦對特定的感覺、運動與認知事件的神經反應（如P300、LRP）。fMRIPETMEG三、研究方法進展第四節 人的信息加工信息輸入：感知覺信息處理：記憶、思維、問題解決、決策信息輸出：人的行為和言語反應Norman(1993):Experiential: perceive, act, and react to events around

9、 usReflective: thinking, comparing, and decision-makingAnnual Review of Psychology的文章 (1) Fitts PM. 1958. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 9:267-94 包含了人-機系統部分和自動化操作部分，但集中關注了涉及基本的人類績效的主題，包括知覺-運動技能、刺激-反應相容性以及顯示和控制設計的核心人因領域。(2) Melton AW, Briggs GE. 1960. Engineering psychology. Annu. Rev. P

10、sychol.11:71-98 又提到了太空旅行，應激對人類績效的影響，監控和警覺，以及多操作系統。(3) Chapanis A. 1963. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 14:285-318 文章完成于最初的人類太空旅行之后不久，以與太空旅行有關的人因問題的詳細處理開始(4) Poulton EC. 1966. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 17:177-200 介紹了相加任務方法，就是現在被普遍使用的次要任務，以測量注意需求(5) Alluisi EA, Morgan BB

11、 Jr. 1976. Engineering psychology and human performance. Annu. Rev. Psychol. 27:305-30 標題上增加了“人類績效”，獨特之處是在應用方面的篇幅很大。接下來的兩個綜述又把標題變成了“工程心理學”，重視人類績效的。有一個顯著的改變，就是強調復雜任務環境和高級認知過程。(6) Wickens CD, Kramer A. 1985. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 36:307-48 總體上明確強調工程心理學的認知方面，并特別重視人類信息加工的局限。第一次關注注意

12、和心理負荷的測量以及決策的詳細處理和決策啟發式的使用。(7) Gopher D, Kimchi R. 1989. Engineering psychology. Annu. Rev. Psychol. 40:431-55 主要討論了三個主題：復雜視覺信息的顯示和交互，心理負荷，復雜技能的訓練。(10) Olson GM, Olson JS. 2003. Human-computer interaction: psychological aspects of the human use of computing. Annu. Rev. Psychol. 54:491-516 詳述了Carroll

13、文章的幾個主題，但是在關于HCI研究的中心地位上不再持極端的觀點。增加了對信息搜索工作的描述，包括了計算機支持的合作工作的討論。(11) Proctor RW, Vu KPL. 2010. Cumulative knowledge and progress in human factors. Annu. Rev. Psychol. 61:623-51 討論了以下主題：知覺-動作任務的績效（警覺、刺激-反應相容性、多任務績效、定位運動和費茲定律），意識、注意控制和自動性（自動性，心理負荷，情境意識，多模式和適應性顯示設計，應用：新一代空中運輸系統和網絡戰場），普適計算和可獲取性（互聯網，微型化和

14、移動技術，信息安全和隱私，個體差異和特殊人群）。認為在概念上的幾個新進展是信息加工取向發展的自然結果，介紹了其他研究取向：活動理論，生態取向、認知工程和具身認知，情境認知、情境動作和分布認知，定性描述與定量模型，但仍強調信息加工取向的重要地位。一、知覺運動任務的績效工程心理學的早期綜述都從信息加工視角關注知覺-運動績效。除了對注意的一般興趣是個例外，這些主題在隨后的綜述中被很少關注。因此，人們可以認為，知覺-運動主題與當前的人因學關聯不大，不再是一個活躍的研究領域。1、警覺關于警覺的當代研究可以追溯到Mackworth(1948)，他對聲納和雷達操作者為什么沒有覺察許多敵人的潛艇感興趣。警覺在

15、人因學研究早期被研究，并被包含在Annual Review of Psychology上幾篇工程心理學文章中。盡管關于警覺的研究從未停止，但它的地位降低了。不過，對警覺的興趣最近復興了，這部分源于人-機系統中自動操作的越來越普遍（Warm et al.,2008）。自動操作改變了操作者的角色，從主動的控制者變成了被動的監控者。操作者必須為了不常出現的要求反應的信號而監督自動操作，這就是警覺任務。Mackworth(1948)識別出了警覺衰減現象：對關鍵事件的覺察在各種任務的頭15分鐘漸減。許多年來，警覺衰減被歸因于警戒任務的單調性質所帶來的喚醒降低（Kass et al.,2001）。但是，最

16、近的證據匯聚在一起表明，警覺衰減部分源于與保持警覺相聯系的高心理需求。在警覺研究被包含在Alluisi & Morgan(1976)的綜述中的時候，警覺以高任務特異性為特征，因為幾個研究報告了不同任務間績效的低被試內相關。Parasuraman & Davies(1977)通過結合注意資源理論來解釋為什么執行者對某些任務顯示了低相關，以此降低了對任務特異性的強調。他們集中關注以下觀點，即連續性任務比同時性任務心理要求更多，連續性任務要求一個保持在工作記憶中的標準，潛在的關鍵事件必須與之相比較，而同時性任務不要求與一個標準相比較。許多隨后的研究顯示，以各種方式產生的信息加工需求增加在連續性任務中

17、比在同時性任務中有更多有害的影響。支持警覺衰減的資源解釋的另一個證據來自心理負荷和血流速率的測量。心理負荷測量不僅顯示連續性任務比同時性任務要求更多，而且顯示警覺任務對多重注意資源產生需求（Finomore et al.,2006）。血流速率的測量顯示了速率和任務要求間的強相關，特別是對右半球，支持了資源模型（Warm & Parasuraman,2007）。2、刺激-反應（S-R）相容性S-R相容性的第一個研究是Fitts & Seeger(1953)做的，在人因學文獻中它經常被引用，并且S-R相容性被包含在工程心理學的頭三個年度綜述中。相容性繼續是人因學中感興趣的一個主題，但更多是在基礎的

18、人類績效中如此。最廣泛研究的是空間相容性效應，對刺激和反應有空間特性的各種情境來說，當刺激與相應的反應對應時，績效更好（Proctor & Vu,2006b）。刺激可以是物理位置、位置單詞、箭頭方向、運動方向或者任何其它的表示位置信息的刺激。反應可以是按鍵、輸入設備（如操縱桿或者一個控制輪或射擊支架的旋轉）的線性運動。最近的研究強調，當S-R備選者在積極/消極情感、數量表征、持續時間或者準確性/力量控制柄上不同時，相容性效應也會出現（Proctor & Vu,2006b）。一般來說，在刺激和反應維度之間無論是否有重疊或相似性的時候，相容性效應都會出現（Kornblum et al.,1990）

19、，不管維度的任務相關性怎樣。相容性效應的多數解釋是基于兩個加工過程：自動的和有意的（Kornblum et al.,1990）。自動反應激活是通過刺激與其相應反應間的長期聯結而產生的。Simon效應（Simon，1990），刺激維度與任務無關時得到的相容性效應，被歸因于自動激活。有意的加工過程，通過一個任務所定義的短期S-R聯結來運作，被假定為是受控制的和有注意需求的。歸因為有意加工的發現如相容性效應受任務目標的影響。研究已經顯示，對相容性效應來說，關鍵的不是反應效應器的位置或運動，而是動作目標的位置（Hommel, 1993）。Kunde et al.(2007)在手動工具的操作中顯示了這個

20、原則，手的運動方向與工具尖端的運動方向相反。反應時間隨著刺激位置和工具尖端的運動方向的相容性而變化，而不是隨著刺激和手動方向的相容性而變化。動作目標和被要求達到目標的手運動的關系也顯示了相容性效應。這些結果表明，設計者應該避免工具的工作終端的逆向。當這不可能實現時，比如用于腹腔鏡檢查的外科工具，應該提供增強顯示，重新反轉來自工具末端的視覺反饋，作為對手運動方向的反應。3、多任務績效在發展早期，人因學研究的另一個領域是多任務績效。盡管有研究使用了兩個以上任務，但是多數研究關心雙任務績效。像對警覺和相容性的研究一樣，近年來大量研究關注了多任務績效問題。 更基礎的雙任務研究集中于心理不應期（psyc

21、hological refractory period, PRP）效應。PRP效應是指以下現象：存在兩個任務的刺激，每一個都要求反應，且它們的出現時間間隔只有幾百毫秒或更短，在這種情況下對第二個刺激的反應會延遲。對PRP效應的最普遍接受的解釋是中樞加工瓶頸理論（Pashler,1994）。基本觀點是，當第一個任務正被加工時，第二個刺激可以被識別，但是，其后的加工如對第二個任務的反應選擇要等到第一個任務完成后才能開始。近年來，關于這個中樞瓶頸是被構建于認知架構之中還是它只是用來協調雙任務績效的一個策略的結果（Meyer & Kieras,1997），以及這個瓶頸是否能被完全繞過（Ruthruff

22、 et al.,2006），還存在爭論。這些觀點被結合進最近的能量共享模型（capacity-sharing models），該模型把瓶頸描繪為一種能量有限的資源，可以向雙任務的中樞加工分配不同的能量，而不是一次只能專用于一個任務（Tombu & Jolicoeur,2005）。能量有限資源的注意觀點在PRP文獻之外被更廣泛接受。在人因學范圍內，Wickens的多重資源模型（Wickens & McCarley,2008）被普遍采用。這個模型在四個維度上區分了加工資源：階段（stages）（知覺、認知、反應），知覺通道（perceptual modalities）（聽覺的，視覺的），編碼（co

23、des）（空間的，言語的），以及通道（channels）（中央視覺，周圍視覺）。對這個模型的支持來自于以下發現，當任務在一個或多個維度上不同時，雙任務績效經常更好。執行控制過程在雙任務績效中是重要的，特別是當兩個任務不能被一起執行時（Wickens & McCarley,2008）。在這樣的情景中，當在兩個任務之間轉換時會有代價，它是必要的任務交錯的結果。PRP效應和許多其它的注意現象顯示，人們在執行一個任務時加工另一個任務的信息會有困難。在加工能力上的這種局限已經被顯示出對于駕駛過程中手機的使用是重要的。Strayer & Drews(2007)總結了證據表明，不用手的（hands-free

24、）手機使用使司機忽略路上出現的顯著視覺事件如交通信號改變。這個注意問題對手機會話比對與其他乘客交談更嚴重，因為在后一種情景中共享的背景線索允許司機把更多的注意力用于駕駛。4、定位運動（AIMED MOVEMENT）和費茨定律（FITTSS LAW）人的肢體從一個位置移動到另一個位置稱為定位運動。影響定位運動的速度和準確性的因素已經被探討了一個多世紀。Woodworth(1899)提出了一個雙過程模型，按照這個模型，快速定位運動的執行是通過兩個階段，一個是最初的在中樞神經系統控制下的沖動階段，另一個是當前的基于感覺反饋的修改控制階段。當代的理論結合了這種區分，并表現出雙過程模型的更全面發展的變體

25、的特征（Elliott et al.,2001）。Fitts(1954)提供證據表明，運動時間是困難程度指標的對數函數，與運動距離正相關，與目標面積負相關。這個函數被稱為費茨定律，已經成為定位運動控制中很多基礎和應用研究的主題。Meyer et al.(1988)為費茨定律提出了一個隨機的最優化子運動模型，對費茨定律和相關的運動現象提供了最完整的理論說明。按照這個模型，一個定位運動由一個基本的子運動和一個可選的校正子運動組成，它們被程序化以便在保持高準確性的同時使運動時間最短。運動時間最短化的獲得，是通過最優地調整產生子運動的神經運動力量脈沖的時間和大小來實現的。最近的研究表明，通過把對四肢運

26、動的反饋與對預期反饋的表征進行比較來發動對基本子運動的控制以后，這種控制可以被練習（Elliott et al.,2009）。在人因學和人機界面設計中，費茨定律被應用于估計使用許多指點設備和控制構架的績效（Seow,2005），包括移動設備，針筆鍵盤，以及搖擺環境中的定位運動。Alexander et al.(2008)使用費茨定律來說明在移動人機界面績效上的行走速度效應。當使用者站立且未移動時，費茨定律函數的斜率是最小的，并隨著行走速度的增加而增加。在另一個例子中，Francis & Oxtoby(2006)顯示，對于使用單個手指或針筆輸入的小型計算機或移動屏幕，以費茨定律為基礎的算法可以被

27、應用于優化文本輸入時間。二、意識、注意控制和自動性人類信息加工的一個主要原則是，資源是有限的。幾個概念和應用圍繞信息超載問題發展起來，例如，超載如何降低績效？如何緩解與超載有關的問題？1、心理負荷心理負荷評價對一個人的認知資源需求的評價是信息加工研究發展出的一個應用領域。Wickens & Kramer (1985)，第一個在Annual Review of Psychology雜志中包含這個主題，強調“把注意比喻成有限的商品或資源為心理負荷概念奠定了基礎” 。他們指出，心理負荷是“最近十年里最多產的研究領域” 。Gopher & Kimchi (1989)把他們的綜述的三分之一貢獻給心理負荷

28、，這是那個時期該主題的優勢地位的另一個反映。心理負荷不再那樣控制注意，但是在這個主題上的研究還在繼續。許多更近期的工作指向了在特定工作領域內的應用：運輸工業、界面設計、工作設計、醫藥等。一個發現是，操作者經常能在高負荷條件下通過采取把注意指向主要任務而非次要任務的信息加工策略維持績效（Parasuraman et al.,2008）。Pickup et al.(2005)總結說，“（關于心理負荷的）觀點已被廣泛接受，即與不同的或者工作界面設計的影響比較，在理解不同水平自動化操作的后果中，心理負荷在評價新任務的影響中是有價值的” 。盡管心理負荷的概念和評價沒有被完全解決，心理負荷測量已經成為人因

29、學專業人員工具箱中一個得到確認的工具。2、情景意識情景意識在人因學內受到關注是始于80年代后期。Salmon et al.(2008)注意到，“這個概念發展成為系統設計和評價中的核心主題，并繼續統治世界范圍內的人因學研究” 。被最廣泛引用的情景意識的定義是Endsley(1995)提出的：“許多時間和空間內對環境中的元素的知覺，對他們的意義的理解，以及對他們在不遠的將來的狀態的預測”。這個定義關注了操作者對情景的心理表征，如同基本信息加工過程所產生的。Durso et al. (2007)提出，重點應該放在理解的信息加工成分上，因為意識暗指只有外顯的信息是重要的，然而理解也允許內隱信息的影響。

30、Endsley(1995)把其情景意識研究明確地建立在人類信息加工的階段基礎上。其他取向包括活動理論（Bedny & Meister, 1999）和生態心理學（Smith & Hancock, 1995）。關于這些備選取向，Durso et al. (2007)認為，“盡管從認知信息加工以外的其它視角看待情景意識是可能的但是肯定有理由把情景意識看成一個認知結構” 。這個認知結構已經被成功地應用于航空和醫藥領域的系統設計，特別是與自動化系統的使用有關（Parasuraman et al.,2008）。盡管有關情景意識的很多工作集中于個體意識和績效，但在團隊績效文獻中也有對說明團隊情景意識的關注（

31、Gorman et al., 2006）。其觀點是，團隊績效不僅依賴于個體團隊成員的情景意識，而且依賴于成員共享的意識和把團隊作為一個整體的總體情景意識。當測量團隊意識時，也會出現與測量個體情景意識時遇到的類似問題，不過問題更復雜，向人因學心理學家提出了仍未解決的一個挑戰（Salmon et al., 2008）。3、多模式和自適應顯示器設計技術上的進步使得人們可以獲取大量信息來完成各種任務，并且提供了從界面輸入和輸出信息的新方式。結果就出現了對允許更有效的人機交互的多模式界面的潛力的興趣，例如，多模式告警信號的使用（Spence & Ho, 2008）。模式區分不僅涉及信息顯示中的各種感覺系

32、統，而且涉及信息輸入中的各種反應形態。多模式界面的最初研究的目標是，通過把一些來自視覺顯示器的信息重新分配給聽覺或觸覺顯示器來減輕對視覺系統的需求。基本思想與注意的多重資源理論（Wickens,2008）相一致，即信息加工容量可以通過將信息分配給各個通道來增強。多模式界面的其它可能的好處包括提供信息的冗余編碼和跨通道的信息協同（Sarter,2006）。多模式界面設計的幾個指導原則存在（例如，Reeves et al., 2004），但是Sarter注意到，許多原則“似乎沒有考慮以跨通道信息加工的神經生理學為基礎的現有知識和它的績效含義” 。 Sarter(2006)所指的許多工作來自考察一種

33、感覺通道中的線索怎樣將注意指向影響另一種感覺通道中的信息加工的研究。研究顯示，當一個視覺目標跟在同側的一個沒有提供信息的聽覺線索之后呈現時，對這個視覺目標的覺察反應是更快、更準確的（Proctor et al.,2005）。當一個空間上無信息的視覺線索與聽覺目標位于同側時，有時也會獲得跨通道線索提示的好處（Spence et al.,2004）。對視覺和觸覺刺激，也會出現跨通道線索提示的益處，而不管線索和目標通道。在多模式顯示器中，傳遞信息或數據的一種方式是可聽化，指非言語聽覺顯示。對于可聽化的有效使用，必須知道怎樣使用各種刺激維度和聽覺顯示器特性，以使用者容易感知的方式來傳遞復雜信息。例如，

34、聽覺顯示器可被用來傳遞病人的重要信號。Spain & Bliss(2008)考察了一個可聽化顯示器，它包含了可在頻率和呈現速率上變化的聽覺脈沖，作為血壓水平和緊急狀況的指示。在執行一個視覺的主任務的同時，監控這個聽覺顯示器作為次級任務被執行。最關注的是聲音脈沖的呈現速率的影響。主觀測量顯示，中等脈沖速率下工作負荷最小，使用者也表示他們對系統的信任是最大的。 可聽化的另一個應用是對視覺受損個體的可達性。Zhao et al.(2008)讓盲人使用者使用iSonic執行對地理數據組的數據提取任務，iSonic是一個工具，它允許人們使用提供言語和非言語聽覺輸出的協調的地圖和目錄來探索數據組。使用者被

35、要求執行幾個任務，并且他們一般能夠通過選擇界面特征的適當結合來執行任務。使用者發現有用的iSonic特征是在地圖和目錄間移動的能力以及利用音高變化來覺察趨勢和對特定值的言語輸出的能力。多模式界面也可以被設計成在反應上自動適應使用者的習慣或績效需求（Reeves et al., 2004）。自適應系統具有通過自動調整界面來改善使用者績效的潛在好處，也具有潛在的代價，如喪失對系統狀態的意識，這可能抵消任何可能的好處。Sarter(2006)總結說，多模式系統的設計“應該基于多模式信息加工的實證研究成果，包括行為水平的、心理生理水平的和神經生理水平的研究” 。4、應用：新一代空中運輸系統和網絡戰場心

36、理負荷的知識、情景意識、顯示器設計和人因學的其他方面正被應用于新一代空中運輸系統和針對軍事操練的網絡戰場。在美國，空中運輸系統正經歷改革，利用新一代空中運輸系統中的現代技術來提高空中交通的流量。許多政府代理機構參與和支持了相關的研究。由于新的自動化技術的引入，在空中交通管理系統中，飛行員和控制人員將具有新的角色和責任。通過旨在滿足未來空中旅行者的要求并同時繼續提高安全有效性的、以用戶為中心的、基于系統的策略，這些改革將會完成。新一代空中運輸系統的最明顯影響將出現在飛行員和空中交通控制者的工作上。在新一代空中運輸系統環境中操作的未來飛行員在飛行的計劃、合并和分隔以及其它空中交通管理職責上有所擴張

37、，這些職責傳統上是分配給控制者的。這些擴展的責任將要求飛行駕駛臺更策略性地執行飛行計劃，通過利用增強的交通信息顯示器和自動工具。另一方面，控制者將使用自動工具，這允許他們安全有效地與全體機組人員共享責任，以保證飛機安全。自從自由飛行的概念在1990年代中期出現以后，人們就開始研究新一代空中運輸系統管理概念和技術的效應（Wickens et al.,2002）。但是，許多問題依然存在，如關于飛行員、控制者和自動化工具間的功能分配和交流，當前和未來操作者的有效選擇和訓練（Durso & Manning, 2008）。與空中交通管理系統的改革類似，大量軍事操作也將隨著使網絡戰場成為可能的技術進步而改

38、變（Wallace,2005）。網絡戰場的概念是，指揮員和他們的下級將從任何地點獲取大量、高質量信息。人員間更好地分享信息導致個人和共享情景意識的改善，進而產生更好的決策和更有效地任務結果。再者，各種人因學問題必須被解決。顯示器和任務必須被設計，以保證人員不會被大量信息所超載，顯示器必須能使人員注意任務相關信息。由于下級獲取信息增多，他們的決策與指揮者的意圖一致是重要的。因此，網絡戰場的成功實現需要考慮個人和團隊信息加工能力和協調。對新一代空中運輸系統和網絡戰場來說，一個重要的人因學成分是人員的適當訓練，不僅是在怎樣使用技術上，而且是在怎樣交流和與系統中的他人互動上。這個成分要求產生有關訓練原

39、則的知識，這要從基礎和應用研究中來（Healy,2009）。把這些原則與計算模型相結合，將允許對備選訓練方法的影響作出定量預測，并支持有效訓練系統的發展。三、普適計算(ubiquitous computing)和可獲取性（accessibility）計算機已被普遍使用。與計算機的交互作用是日常生活的一部分，未來這只會加強。如果想讓系統以我們希望的那樣發揮作用，那么人因學必須在系統的設計和使用中扮演關鍵的角色。1、因特網和萬維網近些年最引人注目的技術改變是因特網（互聯網）和萬維網（全球網絡系統）的發展。因特網允許一定程度的聯結并獲取信息，這在幾十年前是難以預期的。隨著鼠標的點擊，幾乎任何主題的大

40、量信息可以被獲取，它們來自包括期刊、書和數據銀行等的信息源。產品和服務可以被購買，與銀行和公司的金融交易可以被實現。除了少數活動外，這些都是使用者可以從事的。由于因特網和萬維網的使用，許多人因學問題開始處于重要地位。結果，近年的許多人因學工作致力于網絡設計問題（Proctor & Vu, 2005），包括網頁應該包含的內容以及怎樣組織這些內容以便使用者能容易地達成他們的目標。內容準備領域利用了許多人因學研究中使用的方法，如任務分析和某主題的專家訪談，連同有關顯示和控制配置的界面指導原則一起。由于網絡上的大量信息，一個關注的問題的是使用者怎樣定位相關信息。使用者通過瀏覽和搜索來發現信息。對于瀏覽

41、來說，分類組織信息是有用的，并且使用者更可能探索網頁的不同部分來發現信息。對于網絡搜索，使用者經常想找到一個方框，在方框中他們能打1-3個關鍵詞，這將會定位他們正在尋找的信息（Fang et al., 2005）。瀏覽和搜索都有系統方面和使用者方面。對于瀏覽，網頁的結構和組織是最重要的。問題包括怎樣分組和分類信息，怎樣通過網絡鏈接和菜單來顯示分類，導航流程應該是什么，等等。對于搜索，系統方面主要涉及信息的索引和怎樣基于搜索術語的關聯性分組信息。在使用者方面，當搜索信息時知道使用者使用的策略是重要的。例如，使用者傾向于只有幾次嘗試后就放棄他們的搜索（Fang et al., 2005）。2、微型

42、化和移動技術另一個最近的趨勢是計算機技術的小型化。今天，許多人擁有個人信息助理（PDA）設備或者多功能手機。移動設備有許多獨特的特征，包括更小的屏幕尺寸，有限的連通性和計算資源，帶寬，在可能的輸入和交互手段上的局限，在各種不同背景中使用，以及更大的個人化。因此，許多與信息加工有關的可用性問題出現，它們是移動設備特有的，為大尺寸計算機系統發展出來的設計原則可能并不能直接應用到移動設備上。不能應用的一個例子與為評價一個產品的可用性進行啟發式分析有關。在啟發式分析中，專家評價一個界面是否符合最好的實踐或者已建立的稱為啟發式的指導原則。Bertini et al.(2006)針對評價移動設備的可用性識

43、別出了四條啟發式：輸入的容易性，屏幕的可讀性和一眼感知信息的能力；靈活性，使用效率和個人化；審美的，隱私和社會慣例；以及現實的錯誤管理。這些啟發式瞄準了明確的信息加工需要和設計移動設備時應該容納的使用者偏好。3、信息安全和隱私隨著普適計算的出現，對信息安全和隱私的關注增強了，這對于電子商務和其它基于網絡的服務是很重要的。危害基于網絡的服務的安全缺口經常出現。缺口包括網頁丑化、身份盜竊和緩沖區溢出攻擊（Viega, 2005）。這樣的事故能夠導致提供的服務的破壞，使用者隱私的侵害，以及單個使用者和組織的財政損失。關注信息安全的一些人因學問題包括怎樣在組織上促進好的安全實踐，設計容易覺察安全缺口的

44、界面，以及改進對安全密碼的記憶（Proctor et al., 2009）。關于后者，在使用密碼證明使用者真實身份上一個共同的問題是，人們傾向于選擇容易記但也容易猜測或者“破解”的密碼。 更安全的密碼包含隨機的數字、字母和字符，經常由計算機系統所產生，難記并使得使用者把它們寫下來。Vu et al.(2007)提出了一個記憶技術，能被用來產生滿足安全標準、能被使用者記住的密碼。這個方法是使用者產生一句話，然后由每個詞的首字母組成密碼。由于這個首字母記憶技術只涉及26個字母，使得密碼容易被破解。但是，如果使用者被指導用數字或字符替換某些字母，密碼會更不易破解。使密碼好記的因素涉及已確立的記憶原則

45、：由被記住的項目生成和使用記憶術依據一個不同的編碼重構密碼串。隱私保證與安全問題密切相關。使用者需要得到保證，他們的個人信息將只被以預期方式使用，他們使用這個信息的偏好將不會被濫用。組織向使用者保證將保護他們的個人信息的方式是，公布描述如何存儲和使用個人信息的隱私政策。遺憾的是，隱私政策典型地是被寫出來以滿足法律目的，卻使它們難以被使用者理解（Jensen & Potts, 2004）。結果是，為把網絡隱私政策以機器易讀的形式標準化，協議被開發出來，以便應用程序可以幫助識別一個網站的政策是否符合使用者的隱私偏好。人因學所關注的是以下述問題為中心的，即怎樣設計界面以便使用者能正確地選擇在隱私政策

46、中被檢查的項目以及用不同網站均可理解的顯示提供的項目，這將支持關于是否提供個人信息給網站的知情選擇（Cranor et al., 2006）。基本觀點是，由于安全和隱私依賴于終端使用者、系統管理者和其他全體人員的合作，因此，安全和隱私方法只有在所有使用者間的交互和與之交互的系統是簡單的、依靠直覺的時候才能達到其目標。盡管可用性問題是豐富的，但還沒有大量研究考察可用性與實施安全和隱私方法的備選方式之間的關系。哪個備選設計被考慮應該以信息加工能力的知識為指導。4、個體差異和特殊人群由于遺傳的和經驗的因素，人們在信息加工能力上存在差異。因此，設計者需要考慮這些差異。例如，低工作記憶能力的人比高工作記

47、憶能力的人在各種不同任務上都表現得更差。研究結果表明，這些個體差異有兩個成分：維持信息在工作記憶中的激活的能力和在長時記憶中搜索信息的能力（Unsworth & Engle, 2007）。工作記憶能力與一般智力測量有高相關，并且fMRI分析表明了在頂-額網絡中一個明確的神經解剖基礎（Colom et al., 2007）。由于工作記憶能力是復雜任務績效中的一個因素，這個研究似乎提供給人因心理學家許多啟示。來自不同文化的個體間的差異產生于一種文化獨特的實踐和經驗。由于全球經濟，文化差異在人因學中得到越來越多的關注。如今許多公司有設計團隊在全世界工作，以滿足產品發布的最后期限。有效的實踐活動要求團

48、隊成員能夠互相交流。并且，產品推銷到世界各地，為在不同國家的使用專門準備。例如，在美國和歐洲設計的商用飛機在全世界使用。成功的全球化要求對各種不同文化習慣的理解，理解文化差異怎樣影響人們的個人績效和偏好以及他們在團隊中的合作活動（Aykin, 2005）。歷史上已經被考慮的文化因素的一個領域是群體刻板印象（Moray, 2004; Smith, 1981）。研究考察了在不同文化中人們為特定顯示或系統結果而操縱控制的動作間的關系。當大部分人喜歡某個動作或解釋時，一個強的刻板印象就存在。群體刻板印象被歸因于跨文化形成的自然反應傾向和具有文化特異性的習得反應模式（例如，開燈時轉動開關的方向）。奇怪的

49、是，很少有研究直接比較不同文化的刻板印象。Yu & Chan(2004)比較了來自中國大陸、香港和美國的工程學學生的運動方向和空間刻板印象。三類人群對方向的刻板印象是類似的，旋轉把手被轉動的方向與帶有特定標志的旋轉指示燈匹配。對于標記了歧義的空間關系的條件（如四車道高速路的哪個車道是外車道）和對于空間映射（一個控制桿的前后移動對指示燈的左右運動）來說，三組人群間有較少的一致。結果表明，文化因素影響了相容性關系，需要設計者考慮。對全球化的重視導致在文化功效學的旗幟下對文化差異的廣泛興趣（Kaplan, 2004）。不同文化中個體間的社會關系在幾個維度上變化，最重要的兩個維度是個體主義集體主義和權

50、勢距離（Hofstede, 1980）。前者指個體行為在多大程度上受他人影響，后者指在權力層級中處于下層的個體在多大程度上服從上層個體的決定。來自亞洲文化的人們比來自美國的人們傾向于由更高的集體主義和更高的權勢距離（Kaplan, 1995）。諸如這樣的文化差異在考慮涉及團隊和組織績效的情景中是重要的，因為它們意味著，類似結構的團隊在不同文化中可能導致很不同的績效。例如，Li et al.(2007)發現，飛行事故記錄顯示，相對于低權勢距離的美國，在高權勢距離的印度和臺灣有更多的歸因于失敗的問題順序的事故。另一個關注點是一般人口的老齡化。在美國，55歲及以上老年人口從1990年到現在一直在增加

51、。老人有特殊的問題，一些是身體問題，如體力下降；另一些是認知問題，如工作記憶能力下降（Pennathur, 2007）。由于知覺運動和記憶加工隨年齡衰退，并且老年人使用的產品和系統對這些加工有基本要求，因此，想要產品被老年人有效使用，設計者必須考慮在信息加工能力上的這些衰退。老年人只是有特殊需求的人口的一部分。醫療技術不僅提高了平均壽命，而且能使有嚴重身體缺陷的個體得以繼續生活。人因學研究越來越多地致力于理解這些人群的需求并設計產品來支持他們的需求。目前被關注的人群包括聾人、盲人和有暫時或永久身體缺陷的人。計算技術在世界范圍內的普及導致了叫做“通用獲取（universal access）”的概

52、念的發展。這個概念是指允許所有人容易地用任何設備在任何時間從任何地點獲取信息、產品和服務（Stephanidis & Akoumianakis, 2005）。針對通用獲取的設計和使用將既有益于標準用戶，也有益于特殊人群用戶，保證技術的全部好處有最大的影響。信息加工和相關取向人因學的成長與認知心理學是平行的。從1950年代開始，認知心理學信奉信息加工取向，其特點是把人作為一個交流系統，該系統由幾個不同的加工過程構成，這些加工過程對在知覺和行動之間中介的表征或代碼進行操作。信息加工取向產生了巨大的影響。對人因學來說，這種取向的優點是，把人作為一個系統來分析，就使人類信息加工與機器加工具有類似的方式

53、。正如Posner(1986)所說，由于信息加工語言提供了一種客觀的、定量的方式來描述人的績效的基礎，因而在應用中被證明是有用的。總之，信息加工取向提供了一種語言，使我們可以從腦機制的水平直到復雜的由人與技術的交互組成的社會技術水平來考慮人的績效。一些學者認為，采用并繼續采用信息加工取向對人因學的發展是重要的。人因學與人類信息加工取向同時出現并不是偶然事件，并且人因學的進一步發展也平行于認知心理學的發展。人因學的許多進展可以被看成是信息加工取向自然發展的結果。1、認知心理學中一個最近的趨勢是向認知神經科學發展，其目的是理解人類信息加工背后的生物學機制。把神經活動記錄（如，EEG和ERP）和其他

54、生理技術（如，透顱磁刺激）與來自認知心理學的實驗方法和理論結合起來以探討神經基礎。當代認知理論也被這些考察行為的神經關聯的研究所用，許多理論被用來解釋各種行為和心理生理數據。認知神經科學對進化心理學、社會認知和情感領域也有影響。人因學也會得益于與有關人腦的知識的結合，一些學者使用“神經工效學（neuroergonomics）”這個術語來提倡這種觀念（Parasuraman & Rizzo,2007）。神經工效學強調神經成像和其他心理生理學方法，包括fMRI、EEG和ERP。在人們執行復雜任務時記錄腦活動的這些測量能夠增強對人因學所關注的現象的理解。Berka et al. (2007)識別了兩

55、個不同的EEG指標，對應于在個體執行一個20分鐘的警覺任務中的參與（engagement）和工作負荷（workload）。隨著警覺時間的增加，工作負荷指標升高，但是參與指標下降。基于這些測量與其他知覺和認知任務績效的相關，Berka et al.認為，參與指標的降低反映了視覺信息加工上的下降，而工作負荷指標的上升反映了工作記憶需求和執行控制過程的增強。神經工效學的另一個方面涉及認知上的個體差異的基因基礎（Parasuraman & Rizzo, 2007）。隨著人們對特定基因對腦活動功效的影響的了解越來越多，這方面知識在以下領域被證明是有用的，即設計新的工業技術系統以及訓練這些系統以最好地適應

56、有不同認知能力的個體使用者。神經工效學的一個更近期的應用是適應性自動操作，隨著對操作者信息加工能力要求的動態變化，靈活地把任務分配給自動操作（Parasuraman & Rizzo,2008）。這樣的適應可以基于與各種任務成分相聯系的已知要求，操作者績效的測量，計算現在和將來操作者需求的模型，或者心理生理測量（Scerbo,2007）。基于心理生理學測量的適應，經常被稱為“增強認知（augmented cognition）”（Schmorrow & Stanney,2008），依賴于神經活動測量來確定個體實時的認知狀態，然后使用那些信息來適應工業技術以滿足當前的認知需要。Berka et al.（2007）注意到，他們的EEG指標與具體任務事件相聯系，并能潛在地被實時用來適應任務和界面。2、另一個當代的運動是進化心理學運動（GANGESTAD & SIMPSON,2007）。進化心理學家提出，認知心理學沒有充分強調認知機制的適應性進化功能。他們的觀點是，認知機制具有適應性，因此考慮這些機制的什么功能在生存和繁衍上起作用是重要的（Nairne et al., 2008）。這種觀點的一個含義是，信息加工是高度模塊化的。例如，Nairne et al.顯示，與生存相聯系的一個范疇內的詞語比其他范疇的詞語回憶得