随着工作边界的扩展与未来形态的演进,人类与机器将共享更具协作性的工作空间,实现成员间的自由协同。在此背景下,需明确信息在团队成员间的流通机制,以确保人机信息交互的高效性与准确性。共享态势感知(SSA)——即个体获取并解析非自身信息源信息的程度——为构建上述信息交换的设计准则提供了有效框架。本研究提出增强/虚拟现实(AR/VR)环境下共享态势感知的初步设计原则,旨在帮助设计者:(1)基于基础原则构建高效界面;(2)通过系统性文献综述开发的测量工具评估候选界面设计效能。研究目标通过以下专项实验达成:1) 论证AR支持任务中SSA的重要性;2) 阐述支撑SSA所需的设计指南与测量工具;3) 采用SSA衍生的AR界面开展用户研究,验证文献提炼准则的有效性。

本文通过互补性章节深入解析SSA构成要素及相关设计准则,探讨SSA与AR/VR系统信号检测的关联性,以及用户与界面SSA测量对目标成果的促进作用。最终章节整合各章研究成果,系统回应本论文的核心研究问题与目标。

第二章论述初始用户研究,通过合作搜索任务分析人类绩效,初步识别SSA信息在同类任务中的效用价值。非SSA导向的界面设计缺陷分析为SSA初步准则的提炼提供了启示。本章同时介绍一种辅助测量工具,该工具虽作为人类SSA间接度量指标开发,亦可作为AR/VR头显设备的通用可用性评估或生物力学测量工具。

第三章开发AR/VR头戴式显示器(HWD)角急动度测量指标,使设计者能基于特定AR界面评估用户运动质量。该指标既可识别界面用户需求特征,也可作为AR/VR普适化进程中疲劳度与损伤风险的量化依据。延续此研究脉络,第四章聚焦AR/VR HWD力与扭矩复合测量方法的开发与验证。结合角急动度指标,该测量体系通过提供用户工作负荷、疲劳度等客观基准数据,深化AR/VR HWD运动数据分析,同时具备安全监控与其他数据测量功能。基于此类数据,机器成员可深度认知用户的疲劳度、损伤倾向等影响即时能力的要素,进而优化人机协作效能。

第五章系统梳理SSA文献体系,初步构建基于SSA原则的界面评级工具。该工具类似于SAGAT型评估体系,可供开发者量化用户SSA水平,检验界面设计对SSA的增强效果。后续研究中,本调查工具将用于验证本章开发的界面准则对用户SSA的提升作用。

最终章节通过实证研究完善SSA原则体系并验证测量指标。本研究采用VR界面,整合前期实验数据与第五章文献综述成果,系统验证已确立的原则与测量方法。研究成果不仅支持SSA增强型团队协作的预防性设计,还可实现设计方案的实时与回溯评估,推动界面迭代优化。相较于第二章初始研究,本测试平台显著增强交互性,通过提升搜索任务复杂度迫使用户深度依赖系统组件,从而在主动强化SSA的同时验证其有效性(详见章节详述)。

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