人因工程与智能交互研究所

人因工程与智能交互研究所
Institute of Human Factors and Human-System Interaction

  人因工程与智能交互研究所是人因工程全国重点实验室清华大学分部牵头单位,也是中国人类工效学学会秘书处单位,致力于研究人与技术产品及系统的交互,旨在提升系统的综合效能,改善用户体验,保障人员健康与系统安全,最终提升社会福祉和公平。研究所从人的生理、心理及社会属性出发,关注人与软硬件系统以及环境之间的交互,为各领域中的产品、作业、环境和系统(包括智能系统)的设计与评估提供科学依据、指导原则和工具方法。主要研究领域包括:

• 人的建模和认知工程(Human Modeling & Cognitive Engineering)

· 人的认知建模、仿真和行为预测

· 信息感知与视觉搜索

· 决策、认知负荷与情境意识

· 分布式认知与团队元认知

· 人体测量与三维建模

· 生物力学建模

• 人机交互(Human-Computer/System Interaction)

· 以用户为中心的设计方法

· 信息产品的可用性与用户体验

· 支持特殊人群(如老年人)的信息产品设计

· 社交化计算与用户行为

· 复杂数字化系统中的人机交互

· 人机界面创新设计

· 人与自动化/自主/智能系统(包括AI)的交互与合作

· 人机系统的韧性(Resilience)及其预测研究

· 视觉负荷与信息可视化

• 工效学产品设计

· 硬件产品与工作地的工效学设计

· 服务业中的人因与工效学

• 安全与健康

· 复杂系统中的人因安全问题

· 驾驶与道路安全

· 职业健康与安全


教师队伍

人因工程与智能交互研究所拥有一支快速成长的优秀教师队伍,现有教授4人、副教授3人。

饶培伦

教授,工学博士(美国普渡大学)。国家杰出青年科学基金获得者。现任国际期刊International Journal of Human Computer InteractionUniversal Access in the Information Society编委、《人类工效学》编委会副主任、中国心理学会工程心理专业委员会委员、中国技术经济学会神经经济管理专业委员会副主任委员。曾任美国佐治亚理工大学、南卡罗来纳州立大学、韩国延世大学兼职教授,微软中国研究院、德国亚琛大学、日本中央大学访问学者。

研究方向:人因工程、人机交互、跨文化设计、为老年人的设计、用户体验等

李志忠

教授,工学博士(清华大学)。现任国际期刊International Journal of Human Computer InteractionInternational Journal of Industrial ErgonomicsScientific Reports和《航天医学与医学工程》的编委、Human factors and Ergonomics in Manufacturing & Service Industries副编、全国人类工效学标准化技术委员会(TC7)委员、中国人类工效学学会理事、中国人类工效学学会复杂系统人因与工效学分会副主任委员、管理科学与工程学会神经管理与神经工程分会副主任委员、中国运筹学会可靠性分会常务理事。

研究方向:人机团队、人与自动化/智能系统的交互、复杂工业系统的界面设计、人的失误与可靠性、人因学测评、安全分析与管理等

吴昌旭

教授,工学博士(美国密歇根大学),人因工程与智能交互研究所所长。现任期刊IEEE Transactions on SystemsIEEE Transactions on Intelligent Transportation SystemsHuman Factors and Ergonomics in Manufacturing & Service IndustriesBehavioral and Information Technology副编,曾任国际人机工程学会(HFES)的人类绩效建模技术组主席。中国人类工效学学会认知工效学系分会副主任委员。

研究方向:人的行为预测(认知建模)和强人工智能、人机系统设计和产品设计、智能交通系统等

张伟

教授,工学博士(清华大学)。现任中国人类工效学学会理事长、中华人因与工效学协会理事、亚洲工效学与设计协会理事、金砖五国工效学学会联盟执行理事。国际期刊Ergonomics编辑、《人类工效学》编委会副主任、全国标准化原理与方法标准化技术委员会委员、全国工程管理专业学位研究生教育指导委员会委员兼秘书长。

研究方向:驾驶安全、驾驶仿真测试与干预、复杂人机交互系统仿真、仿真行为研究、虚拟现实技术应用等

于瑞峰

副教授,管理学博士(清华大学)。现任期刊International Journal of Industrial Ergonomics编辑、Human Factors and Ergonomics in Manufacturing & Service Industries副编、Journal of Transportation Technologies编委、《人类工效学》编委。中国人类工效学学会秘书长、常务理事,国际工效学协会(IEA)理事,亚洲工效学与设计理事会(ACED)理事,科技部创新方法研究会管理技术分会理事,管理科学与工程学会工业工程与管理分会理事。

研究方向:视觉搜索与认知、工作组织、人-智能系统协同与交互等

皋琴

副教授,工学博士(清华大学)。现任美国人因工程学会中国分会主席。国际期刊International Journal of Human-Computer Interaction编委、国际学术会议International Conference on Human Aspects of It for the Aged Population (ITAP) 会议主席。曾任美国MIT大学访问学者。

研究方向:复杂系统中的人机交互、信息产品的用户体验、社会化计算、支持老年人的信息产品设计、跨文化研究和服务设计等

马靓

副教授,工学博士(法国南特中央理工学院)。人因工程与智能交互研究所副所长。现任国际期刊Human Factors and Ergonomics in Manufacturing & Service Industries副编、《人类工效学》编委、中国人类工效学学会副秘书长。

研究方向:疲劳风险建模与管理、人机协同决策等

 

奖励

博士生傅佳伟(导师:马靓)获IEA-Kingfar研究优秀奖,2022

国外合作学者I. Rauf(印度工业工程研究院), M.H. Agha(巴基斯坦国立科技大学), A. Salman(巴基斯坦Comsats大学), J. O. Gomes(巴西里约热内卢联邦大学), 沙永杰(中华大学)经提名获得IEA-Tsinghua国际教育合作奖

博士生佘曼榕(导师:李志忠)获管理科学与工程学会优秀博士学位论文奖,2022

张伟、李志忠教授获得北京市教学成果二等奖,2022

博士生刘娜(导师:于瑞峰)获管理科学与工程学会优秀博士学位论文奖,2020

饶培伦教授获日本感性工学会 出版賞 Kawaii Engineering - Measurements, Evaluations, and Applications of Attractiveness, 2020

陈品瑄、刘雪茜、袁天一获中国联通冬梦大使创意挑战赛 铜奖(导师:饶培伦),智慧工坊全场大奖(2022北京冬奥会无障碍服务设计策划,入选< 联合国2020智慧冬奥与可持续发展白皮书>)2020

“设计的人因与文化"(主讲人:饶培伦) 清华大学校级慕课国际影响力奖, 2019

“Becoming My 70s 遇见70岁”,凤凰网行动者联盟2019公益盛典“最具网络人气公益创意”(导师:饶培伦),2019  

清华大学研究生精品课“工业工程伦理”,2019

博士生曹柳星(导师:马靓)获IEA-Kingfar研究优秀奖,2019

吴昌旭教授获美国HFES人机工程学会最佳论文奖,2018

饶培伦教授获教育部“2017年国家精品在线开放课程”

MOOC Awards铜奖(“设计的人因与文化”),2017

饶培伦教授获清华大学教学成果奖二等奖,2014

清华大学精品课程“工效学与工作组织”,2010

北京市精品课程“人因工程”,2009

英国工效学学会主席奖(The President's Medal),2008

萨文迪教授获John L. Imhoff全球卓越奖,2008

李志忠教授获军队科学技术进步—等奖,2007

饶培伦教授获清华大学学术新人奖,2007

萨文迪教授获“福瑞兹奖章”,2006

萨文迪教授获国家外国专家“友谊奖”,2006

吴昌旭教授获美国工程教育学会优秀教学奖等奖项,2006

李志忠教授获国家科学技术进步—等奖,2005

张伟教授获国家科技进步二等奖,2002

张伟教授获北京市科技进步—等奖,2001

 

合作与交流

人因工程与智能交互研究所一直致力于与国际知名大学和研究机构开展广泛且深入的学术交流。近年来的主要合作单位如图所示。

• International Ergonomics Association (IEA)

• Harvard University

• Massachusetts Institute of Technology

• The Pennsylvania State University

• University of Michigan

• Stanford University

• University of North Carolina at Chapel Hill

• Georgia Institute of Technology

• Purdue University

• Arkansas Tech University

• Central Nantes

• Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule Aachen

• Technical University of Berlin

• The National University of Singapore

• City University of Hong Kong

• National Tsing Hua University

• Microsoft Asia research institute

• Chuo University

 

科学研究

人因工程与智能交互研究所的一个重要特色是其高度跨学科交叉的科学基础和研究方法。研究所具有整合人体测量学、生物力学、心理学、认知科学、计算机科学、社会学、管理学、系统工程、产品工程等多个学科的跨学科科研能力,研究方法结合定性研究(如访谈、调研、人种学观察)与定量研究(如对照试验、生理心理测量),以实证研究为基础,结合理论构架、模拟仿真以及数据挖掘等方法,为以人为中心的系统设计与评估相关研究提供完整的解决方案。

截至2022年12月,研究所师生在国际学术期刊上已发表约290篇研究论文。


发表论文的部分重要学术期刊

• Accident Analysis and Prevention

• ACM Transactions on Computer-Human Interaction

• Applied Ergonomics

• Behavior and Information Technology

• Computers & Education

• Computers in Human Behavior

• Computers in Industry

• Cyberpsychology, Behavior and Social Networking

• Ergonomics

• Human Factors

• IEEE Transactions on Human-Machine Studies

• IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems

• International Journal of Human-computer Studies

• International Journal of Human-computer Interaction

• International Journal of Industrial Ergonomics

• Interacting with Computers

• Journal of Biomechanics

• Journal of Safety Research

• Psychological Review

• Reliability Engineering & System Safety

• Risk Analysis

• Safety Science

• Transportation Research

 

负责或参与组织的部分国际会议

• International Conference on Applied Human Factors and Ergonomics

• International Conference on Human-Computer Interaction

• International Conference on Quality and Reliability

• International Conference on Human Factors in Computer Systems

• The IEEE International Conference on Industrial Engineering and Engineering Management

 

科研项目

国家自然科学基金项目

复杂人机紧耦合系统的人因安全理论研究(重大项目)

机器行为与人机协同决策理论与方法研究(重大项目)

人与自主体协同任务的脑力负荷研究

神经数据驱动的智能制造场景下的生产管理机制与方法研究(专项项目)

基于个体生物数学模型的自营卡车司机的疲劳风险管理

群体共同作业对个体行为绩效的影响及其机理研究

在线自学习动态热舒适模型预测的市内热环境智能控制研究

数字化核电站中的团队协调与沟通与人机交互

基于科技接受度的智能老龄照护系统研究与开发

微博信息可信度影响因素、网络传播与可视化支持

人因工程与决策行为分析(杰出青年科学基金)

数字化工业系统中人机交互行为、复杂度与失误(重点项目)

个体和班组的诊断任务绩效影响因素研究

周期性手工装配作业肌肉疲劳预测建模与其装配质量改善

道路险情下的驾驶员脑力负荷与脑力疲劳研究

动态视觉搜索的绩效建模及工作组织研究

微博信息可信度影响因素、网络传播与可视化支持

基于体力作业任务参数的肌肉疲劳模型的拓展研究

动态环境下连续操作的复杂度分析及度量

基于情绪的环保行为决策分析及相关因素研究

多目标随机视觉搜索绩效研究

移动通信设备交互绩效框架的研究

计算机化应急操作规程的人因学研究

供应链上的合作机制及其实现方法研究

面向人群适体设计的三维人体表面测量数据统计分析

人与机器人交互的跨文化研究

驾驶员险情反应特性测评分析与干预绩效评估

协同式虚拟设计与快速制造技术基础研究

 

其他纵向项目

三代核电关键技术标准研究—质量与可靠性标准研究

MOOC的可持续发展关键问题研究项目

基于仿真实验的消费品安全危险源辨识及消费品安全过程管控方法研究

服务认证评价指标信度和效度测量技术研究

接口的信道特征与交互语义

班组相互意识对基于知识的班组工作的影响

时间压力任务中人的脑力负荷与疲劳特性研究

大幅面多用户交互桌面关键技术及样机研究

引入弹幕技术的MOOC社区建设和数据挖掘

显控界面工效学设计与测评关键技术标准及其应用研究

基于行为感知的驾驶安全与节能研究

显控一体化界面工效学反馈与容错设计

振动环境下人与触摸屏交互的工效学设计技术

 

上海核工程研究设计院

人因工程集成系统确认研究

高度集成的数字化控制室任务分析方法研究

人因工程人机接口设计导则研究

数字化主控室人机交互模式和人员操作行为模型研究

数字化主控室人员失误机理和HRA方法研究

先进人机接口人因工程研究与设计

 

中广核工程有限公司

核电厂人机交互设备人因工程验证与确认方法研究

核电厂调试人因失误分析模型及调试人因可靠性分析模型研究

调试人因失误事件关系型数据库建立及大数据分析研究

复杂任务下的故障诊断与决策方法研究

 

法国EADS

仿真任务中的疲劳研究

数字维修文件的跨文化设计

飞机组装任务中的体力疲劳评价

虚拟人体的人群模型

 

三菱重工

基于运动跟踪及仿真的数字作业评估

基于光学仿真的少模型化技术研究

 

标准化研究院

基于仿真实验的消费品安全危险源辨识研究

工作系统设计的人类工效学原则

人机工程设计标准研究

显示器件视疲劳行为绩效验证测试

成年人的典型视觉参数的测量方法研究

视觉显示终端视觉搜索视野及绩效测评

 

美国联合技术公司

人与智能建筑的交互、家用智能温控器的交互

舒适、节能、安全环境的终端控制策略研究

构建OTIS维保工人的经验分享平台

电梯维保工人安全行为的个人特质影响因素

建筑工地安全研究

 

美国利宝互助集团

中国农民建筑工在模拟脚手架上柔性木板的平衡控制

驾驶安全研究(行为、态度及干预)

中国女性人手的三维测量与建模

中国建筑工人复合手工物料搬运作业时生理和感觉反应

地面光滑度对手工物料搬运者的心理物理和生理影响研究

中国道路交通指路标志设计

中美警告标志设计与危险认知差异

 

华为

智能手表佩戴舒适性人因研究

手机热舒适性研究

手机保护膜顺滑度研究

未来数字生活场景研究

游戏触屏操控指标技术合作项目

人因差错研究

 

宝马

车载地图用户心智模型研究

驾驶幸福感研究

中国驾驶员积极刺激研究


长安汽车

人因工程标准体系


西门子

大型复杂工程软件情感要素设计

智能交通管理系统的应用研究

跨文化目视管理

 

P&G集团

老年人行为的计算机建模

计算机辅助面部三维Z扫描数据处理

香味特性与消费者情绪研究

口腔产品味道对情绪的影响

 

波音公司

短程航线飞机行李箱操作的力学研究

机舱人因研究与行李箱概念设计测试

 

其他合作项目

徐工:工程机械高原隧道驾驶舒适性关键技术研究及评价软件开发

美的:家电人机交互研究

SAP:文化差异与用户界面设计

腾讯:互联网产品用户粘性研究

三星:数字电视可用性

诺基亚:中文字体可读性的研究

合川科技:虚拟现实眼镜人因测评研究

小牛资本:互联网借贷平台用户体验与可用性测试

欧盟第七框架项目:可及化服务整合与标准化的开放式架构研究

中国石化:人力资源和培训管理能力模型

NTT:在设计支持高龄使用者的门户网站用户界面的设计准则架构

IBM:文化差异与项目管理内工作流软件设计

富士康:产线工人肌肉疲劳恢复特性研究

中铁集团:车间绩效考核管理体系研究

清华大学自主项目:虚拟现实中生死攸关突发事件的逃生营救活动研究

尼桑:针对中国典型死亡事故的车辆安全装置有效性研究

北京地铁:乘客满意度调查分析

清华大学亚洲研究中心:快餐连锁店的顾客服务体验与质量评测设计研究体系

 

人因研究专题

复杂紧耦合系统的人因安全理论研究

“复杂人机紧耦合系统的人因安全理论研究”重大项目聚焦复杂系统人因安全,由中国载人航天工程副总设计师、国际宇航科学院院士陈善广研究员牵头负责,清华大学(工业工程系)为项目依托单位申报,是国家自然科学基金委员会交叉科学部成立后首批三个重大项目之一。

近年来,国内外航空航天等复杂系统重大安全事故仍时有发生,人因安全问题(与人因相关的安全问题)占比高达70%以上,即使在装备先进的发达国家也概莫能外。该项目拟面向“四特”(特殊环境、特殊任务、特殊装备和特殊人员)条件下的复杂人机紧耦合系统,从人的角度研究人员异常操作行为的特征规律、影响因素及其作用机制,探讨异常操作行为的检测原理(课题一);从机的角度研究人机功能分配和人机交互界面特征对安全的影响,建立避免人因缺陷的人机功能分配和人机交互设计理论和方法(课题二);从系统的角度,构建复杂系统人机一体化模型,研究人机冲突的特征、规律和成因,形成人因安全问题的分析、预测与评估方法(课题三)。整个项目试图较系统地揭示人因安全的影响因素与深层次机制,提出消除人因安全隐患和避免重大灾难事故的原理、途径与方法,形成人因安全新理论。陈善广为项目负责人,同时也是项目课题三的负责人,课题一负责人为浙江大学葛列众教授,课题二负责人为清华大学工业工程系李志忠教授。其他参加单位有航天员科研训练中心、中科院自动化所和中科院心理所。

“复杂人机紧耦合系统的人因安全理论研究”项目总体框架


机器行为与人机协同决策理论与方法研究

机器行为与人机协同决策理论与方法研究”重大项目由工业工程系吴昌旭教授牵头负责,清华大学(工业工程系)为项目依托单位申报,是国家自然科学基金委员会管理学部2021年度获批的三个重大项目之一。

人机协作或共融不仅对人工智能技术提出更高的要求,也对相关的管理模式带来了巨大的挑战。该项目整合多方面资源,从人作用于机器、机器作用于人以及人机双向作用的视角,展开机器行为与人机协同决策理论与方法的相关研究。项目设有四个课题,分别由四个高校承担:课题一“管理决策环境下的机器行为模式及演化”(华东师范大学马利庄教授团队);课题二“人机协同中人的行为”(清华大学吴昌旭教授团队),课题三“人机协同决策的新型模式和管理场景”(上海交通大学谢晓岚教授团队);课题四“生产和服务管理决策中的人机协同创新型模式”(浙江大学周伟华教授团队)。课题二的主要研究人员包括清华大学工业工程系吴昌旭教授、张伟教授、王琛副教授,人文学院曹柳星讲师,以及华东师范大学计算机科学与技术学院兰曼教授。

“机器行为与人机协同决策理论与方法研究”项目总体构想


驾驶安全研究项目

过去十年中国迎来了高速的汽车化浪潮,汽车年销量和高速公路总里程已经超过美国,但安全驾驶问题日益突出。我国尚未形成与高度汽车化相适应的汽车安全文化氛围,在驾驶员安全理念、行为、交通软硬件环境和驾驶管理等方面与发达国家存在巨大的差距。本专题运用社会调查、道路观测、驾驶仿真测试、干预性训练等方法从多个角度来研究我国驾驶员的群体倾向性,探讨深层的原因,探索科学的干预手段。

• 中美驾驶员关于安全驾驶的认知对比

• 驾驶员险情反应特性与干预手段研究

• 驾驶员车灯使用行为研究

• 驾驶员安全带使用行为调查

• 道路标识设计与仿真评测

• 驾驶时手机使用行为研究

• 汽车安全装置与技术有效性认知研究

• 驾驶导航模式研究

• 驾驶员跟弛与换道特性研究

• 基于驾驶员跟弛与换道模型的交通流微观仿真


人因工程全国重点实验室

人因工程全国重点实验室(National Key Laboratory of Human Factors Engineering)主要服务于(但不限于)国之重器,重点针对航天、航空、航海、核电、高铁等国家重大工程应用领域,从应用需求和解决问题出发,体系化推动重要领域的人因工程发展。实验室的研究方向确定为:人因学基础理论、人因工程前沿技术、复杂人机系统整合、特殊环境生命保障工程。

清华大学作为其重要组成,依托单位为工业工程系,参与单位有航天航空学院、计算机系、核研院、电子系、心理学系、美术学院、未来实验室等。清华大学将推动原创性理论和前沿技术研究,扩展人才引进与培养,研究团队侧重于人因基础理论和人因工程前沿技术方向,重点开展人因基础理论及机制研究、先进人机技术及其应用、系统人因设计与验证等研究与开发工作。

 

中国人类工效学学会(Chinese Ergonomics Society, CES) 

中国人类工效学学会成立于1989 年,是由全国工效学工作者依法登记、自愿组成、具有公益性的学术性法人社会团体,本会接受教育部和民政部的业务指导和监督管理。作为国家一级学会和国内人类工效学专业的最高学术团体,中国人类工效学学会以促进我国工效学人才培养与提高、知识普及与推广、学术研究与创新、国内外专业交流与合作为己任,推动“以人为本”的理念、技术、方法、工具在产品和服务设计中的应用,为提高美好生活品质作出贡献。学会下设14个专业技术分会,现有会员近3000人,会员来自300 多个单位,包括大学、科研院所及企事业单位等。当前,中国人类工效学学会秘书处设在清华大学工业工程系,学会期刊为《人类工效学》(双月刊)。

 

美国人因与工效学学会中国分会

美国人因与工效学学会(Human Factors and Ergonomics Society, HFES)中国分会目前拥有会员数十名,以来自各大高校的教授和学生为主。中国分会致力于为各大高校教师和学生提供一个学术交流和分享平台。


 


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