【论文阅读】 智能用户界面的用户接受度研究——以旋翼机飞行员辅助系统为例（ Miller, C.A. Hannen, M.D. in 1999）

文章主要内容

"User Acceptance of an Intelligent User Interface: A Rotorcraft Pilot’s Associate Example"由 Miller, C.A. 和 Hannen, M.D. 在1999年第四届智能用户界面国际会议（IUI 1999）上发表。

User Acceptance of an Intelligent User Interface: A Rotorcraft Pilot’s Associate Example
智能用户界面的用户接受度研究——以旋翼机飞行员辅助系统为例
翻译说明：
1.术语规范：
① “User Acceptance” 译为“用户接受度”（人机交互领域标准译法）
② “Intelligent User Interface” 译为“智能用户界面”（保留技术术语一致性）
③"Rotorcraft Pilot’s Associate" 译为“旋翼机飞行员辅助系统”（军事航空领域通用译名，如美军“Pilot’s Associate”项目）
2.领域适配：
①强调“旋翼机”（Rotorcraft）而非泛用“直升机”，体现技术精确性。
②“Associate”译为“辅助系统”而非“助理”，突出其技术工具属性。

摘要：美国陆军“旋翼机飞行员辅助系统”项目（Rotorcraft Pilot’s Associate, RPA）正在为未来攻击/侦察直升机开发一种用于飞行演示的先进智能"辅助"系统。该系统的核心组件是名为"驾驶舱信息管理器"（Cockpit Information Manager, CIM）的智能用户界面。本文阐述了CIM的高层架构设计，重点分析其可被飞行员感知的六大行为特征：

• 机组意图估计（Crew Intent Estimation）通过LED任务感知界面实现人机互信

• 页面选择（Page Selection）根据任务优先级配置多功能显示器

• 符号选择/去冗余（Symbol Selection/Declutter）动态过滤非关键信息

• 智能窗口定位（Intelligent Window Location）通过遮挡最小化算法优化弹出窗口位置

• 自动平移缩放（Automated Pan and Zoom）自适应调整战术地图视野

• 任务分配（Task Allocation）在合法执行方案（ACO）中优化人机分工

基于驾驶舱信息管理器（CIM）的全任务模拟实验数据，该篇论文进一步呈现飞行员对上述交互行为的主观评价及其感知效能分析。研究结果揭示了智能界面设计在军事航空人机协同中的关键作用，为下一代作战直升机的人机系统优化提供了实证依据。

应用领域	推荐译法	学术依据	使用案例
航空工程	驾驶舱	SAE ARP4754A	《民用飞机驾驶舱人机界面设计规范》
军事航空	座舱	MIL-STD-1472G	“阿帕奇武装直升机座舱布局研究”
船舶工程	操舵室	ISO 8468:2007	舰船集成操舵室控制系统
赛车工程	驾驶舱/赛舱	FIA Article 13.4	F1赛车驾驶舱抗冲击结构设计

关键词：驾驶舱信息管理、旋翼机飞行员辅助系统、辅助系统、页面选择、符号选择/去冗余、自动任务分配、平移缩放、窗口定位、意图估计

旋翼机飞行员辅助系统项目

美国空军"飞行员辅助系统"是首批致力于实现大规模自适应智能用户界面（IUI）的项目。陆军RPA项目在此基础上扩展开发，由美国陆军航空应用技术部资助（合同号DAAJ02-93-C-0008），其核心目标是通过任务敏感的动态驾驶舱配置实现智能信息管理。

• 项目规模：五年期、8000万美元研发合同（由陆军航空应用技术局管理）
• 技术定位：全球最大IUI应用项目之一
• 系统特性：执行领域专家级任务；在必要时主动决策，但通常遵循飞行员指令
• 项目任务领域特性，相比其他IUI应用（如军事规划系统），RPA具有显著差异

维度	常规IUI应用	RPA特性
信息量	海量异构数据	受传感器/数据链约束的有限信息
界面灵活性	高度可定制	严格遵循标准化格式
任务结构化程度	低（如开放式网页查询）	高（基于完备战术条令）
时间敏感性	宽松	毫秒级响应要求

• 系统架构

①总体架构（图1）

术语	推荐中译	区别说明
Functional Architecture	功能架构	聚焦“功能”划分与交互逻辑
Technical Architecture	技术架构	聚焦实现技术的选型与部署
Physical Architecture	物理架构	聚焦硬件/实体组件布局

先进任务设备包（AMEP）：传统功能自动化模块（传感器/通信/瞄准系统）认知决策辅助系统（CDAS）：数据融合模块（多源数据统一处理）外部态势评估（战场/目标分析）内部态势评估（飞机状态监控）6类实时规划器（航路规划、生存性管理等）驾驶舱信息管理器（CIM）：IUI核心组件

② CIM架构（图2）

任务网络（Task Network）：预置任务模型及执行方法库上下文模型（Context Model）：实时飞机/环境状态表征机组意图估计器：通过行为模板识别技术推断飞行员意图[1]

CIM界面管理行为仿真测试

实验设计：4机组（8名飞行员）在波音全任务模拟器中完成14次分任务+4次全任务测试对比AMEP基础配置与CDAS增强配置主观评价：3/4的CIM行为达到预设接受标准（评分≥3.5/5.0）符号选择行为表现最佳（修正频率最低）TLX量表显示CDAS显著降低工作负荷（46 vs 57分，p<0.05）

结论

尽管需待客观性能数据验证，但飞行员主观反馈表明：CIM行为普遍满足任务预期，有效提升感知效能（平均评分4.15/5.0）;高可预测性和任务协同显示界面设计使飞行员容忍偶发误报; 全任务测试中100%飞行员持续启用CIM，体现技术接受度。

参考文献

[1] :Miller C A． Hannen M D． User Acceptance of an Intelligent User Interface: A Rotorcraft Pilot’s Associate Example ［C ]. Proceedings of the 4th international conference on intelligent user interfaces，1999．链接
[2]罗雪丰.美陆军航空兵直升机航电系统智能化应用研究[J].直升机技术,2019,(01):53-57.链接
[3]飞行员助手:智能用户界面的设计与评估, 2020.链接