人因工程实验室

　　人因工程有三个专业研究领域：生理人因学、认知人因学和组织人因学。生理人因学：关注人在进行生理活动时人体解剖学、人体测量学、生理学和生物力学特征。认知人因学：关注认知过程，如感知、记忆、推理和响应等过程。他们影响着人与系统其他元素的交互。相关课题包括脑力负荷、决策过程、熟练操作、人机交互、人的可靠性、工作压力和训练等。这些方面都影响着人机系统的设计。组织人因学：关注社会技术系统的优化，包括组织的结构、政策和过程。人因与工效学研究所在此三大专业领域下，逐步形成较为完善的十五个专题研究室，见图1。

　　图1人因与工效学研究所15个专题研究室

　　这十五个专题研究室分布于人因与工效学研究所的八大主题实验室中（见图2）。

　　图2实验室与专题研究室关系图

　　根据国际工效学联合会（IEA）的定义，人因工程（工效学）是一个研究人与系统其他元素之间的交互作用的科学领域，是一个将理论、原则、数据、方法进行设计以提升人类福利并优化整体系统表现的专业。

　　人因与工效学研究专家秉持着以用户为中心的思想，致力于通过比较分析用户的需求、能力和限制来评估和设计任务、工作、产品、环境和系统等。

　　驾驶安全与驾驶仿真测试研究室

　　DrivingSafetyandDrivingSimulationTesting

　　中国2009年已经成为世界最大的汽车市场，然而近年来快速的汽车化却也带来了更多的道路事故，中国社会（包括驾驶员及其他道路使用者、政府管理部门、道路人性化设计等）还远远滞后于汽车化的步伐，而国内外均普遍认为驾驶员是道路事故的主要责任人，为此需要开展针对我国特定经济、社会、文化背景下的驾驶员研究。

　　驾驶安全与驾驶仿真测试研究室设计了多款适用于不同研究目的的实验系统和实验场景，包括大屏幕全尺度模拟器（图1左，中）、桌面型模拟器（图1右）、险情反应及干预训练情景（图2）、导向标识评价场景（图3）、注意力分散测评场景（图4）等。研究成果已经发表于多篇国际期刊论文中，有关系统已被国内外多家单位采用。

　　美国密苏里科技大学开发的全尺度驾驶模拟器（左）和本实验室的全尺度模拟器（中）、桌面模拟器（右）

　　险情反应及干预训练情景(例)

　　导向标识评价场景

　　注意力分散（使用手机）实验测评场景

　　驾驶安全与驾驶仿真测试研究室的主要方向包括：

　　道路交通事故数据分析与趋势;

　　驾驶人员认知、态度、行为和能力的研究、测试与干预;

　　汽车安全装置有效性评价;

　　驾驶仿真测试技术及理论;

　　道路安全管理。

　　在众多的研究方法中，基于驾驶仿真的研究方法具有一系列突出优点，主要包括：

　　实验过程安全；

　　实验过程可控制；

　　实验情景可设计、可重复；

　　实验数据可自动记录和分析；

　　实验手段近似实车道路驾驶等。

　　工业工程系-心理学系联合行为仿真研究实验平台

　　IE-PsychJointBehaviorSimulationResearchPlatform

　　人在特定情境下会表现出特定行为，基于虚拟情景仿真技术的方法可以营造较为逼真的实验情景，便于以安全、可设计、可控制、可重复和可自动记录的方式来开展行为研究，弥补社会学研究方法存在的一系列不足。

　　清华大学工业工程系具有多面从事虚拟现实技术及应用的基础积累，而心理学系为我校新复建的新系，两系在人的研究中具有交叉的学术领域和互补的学术优势。为此在学校支持下，两系联合成立本实验平台，以便先期开展探索性的行为模拟研究。

　　自主开发的环绕仿真实验平台

　　实验研究中使用的两层大型酒店平面图

　　行为研究中使用的虚拟现实硬件

　　多种驾驶行为研究（超车、换道、侵犯、注意力分散、注视区变化等）

　　寻路行为研究中的实验场景高空俯视图及任务地点分布

　　目前在学校资助基金支持下，已经开展了生死攸关情境下逃生-救援研究，下一步将继续在多个可能的优先领域开展实验行为研究。我们也欢迎国内外兄弟院校的研究人员与我们合作，充分运用这一平台开展高水平的行为研究。

　　人体运动跟踪与仿真研究室

　　HumanMotionTrackingandSimulation

　　许多复杂系统的研究需要将人与系统的交互考虑在内，为此需要建立“人在环路”的仿真系统，以便实现人与系统在仿真环境下的自然交互，进而分析人的绩效和对系统进行优化等。人体运动跟踪与仿真研究室建立了基于光学跟踪和磁性跟踪技术的人机交互仿线），并成功运用该系统：

　　分析工人的操作动作和评价工作场所的设计（用于三菱重工，图2）；

　　测评工人仿真组装任务中的疲劳问题（用于欧洲航天防务集团，图3）；

　　实现特种技能训练和考评以及动画制作（图4）。

　　图1(a)由8台CCD摄像头组成的运动跟踪系统示意图

　　图1(b)光学跟踪系统工作流程示意图

　　图2现实与虚拟场景中执行拆卸动作的人（实时对应，例）

　　图3站姿和坐姿条件下的铆接组装任务（例）

　　图4技能训练及考评，也可以用于游戏制作

　　研究室的主要研究方向包括：

　　作业动作的运动跟踪：综合考虑人-机-环境的交互作用，研究特定作业动作，构建相应的仿真环境，并在该虚拟环境下对特定的作业工作的动作进行跟踪研究（NSFC，三菱重工，利宝等资助）；

　　仿真与工效学评价：从人体生理、认知局限等工效学角度，在仿真系统内测定个体在任务完成过程中的生理和心理反应，为任务或工作优化与设计提供科学数据（863计划，EADS等资助）。

　　人体测量与生物力学研究室

　　AnthropometryandBiomechanics

　　人体测量与生物力学研究室主要关注现代数字化人体测量理论与技术、基于三维人体测量的产品适配设计、数字化仿真方法在工效学评价和优化中的应用、生物力学等热点问题。