人因工程:让冰冷的机器“暖”起来

来源:解放军报作者:占传远 胡益鸣责任编辑:王在宇
2019-01-04 09:35

 

不久前,第三届中国人因工程高峰论坛在长沙举办,20位“两院”院士和400余位领域专家参会,深入研究探讨人和机器、环境系统适应的相关课题,努力让工业机器更加适合人的生理、心理特点,让“人因工程创造美好生活”。不难看出,科技已开始从关注机器的功效转到关注人自身的福祉上。人因工程的兴起,正是冰冷的机器技术向温暖人性的回归。

不是黑科技而是“白月光”

坦克多出的狭小空间,是用来给战斗员装个空调、厕所,还是加上更多的燃料、炮弹?

这个问题可能让普通人诧异,甚至感到连思考的价值都没有。毕竟,这看起来不是“专业的提问”。谁都知道,坦克作为“陆战之王”,不就是该用更充足的燃料和炮弹,展露出更强更猛的“肌肉”吗?

不过,诧异并未结束。毛明,这个“不专业”的提问人,作为我军99A坦克总设计师,说起坦克,没人比他更专业。他在第三届中国人因工程高峰论坛上自问自答:搞武器装备工程设计,我们迫切需要什么?是人机结合。这正是人因工程研究的内容。

我们不禁疑惑,人因工程是什么?厕所、空调、炮弹、燃料,它们看似风马牛不相及,怎么就成了科技专家们考虑的问题?

作为一门交叉科学,人因工程涉及生理学、心理学、工程学、系统科学等诸多方面,聚焦一切由人制造、有人参与和使用的产品系统,让科研人员致力于研究人、机器及其工作环境之间的相互关系和影响,最终实现提高系统性能且确保人的安全、健康和舒适的目标。

这样的概念或多或少会让人难以理解,以至于人因工程在大多数人眼里有些陌生。但若把视线投向现实生活,不解的人们可能会拍脑门儿:人因工程原来就在身边呀!

高速公路路标指示牌使用反光油漆,方便司机夜间行驶;洗手间设置低矮的水池,考虑方便儿童使用;手机设有铃声、振动、静音模式,以避免来电影响他人,等等。它涉及范围很广,既有高大上的国之重器,也有日常生活中的小应用。

人因工程的不同应用,决定着科技不同的发展方向。在人和武器的交互关系中,是人适应武器还是武器适应人?苏式装备特点大概全世界都知道:皮实、耐用,但人机效果要差一些。苏联设计人员认为,实现关键性能,比人的舒适程度重要得多,这一理念导致其武器装备有许多不合理的设计。中东地区战争中,明明米格-21战机的性能比幻影-2000好,可飞行员一句“没空调不愿开”,道出了人机功效差对实际效果的尴尬影响。

让科技回归以人为本,是人因工程的初衷。在人因工程看来,武器装备让军人活下来、打胜仗,与使用舒适宜人,并非不可兼得。在这一理念面前,狭小空间里坦克兵的感受也被研制者考虑在内,以得到科技“关怀”。恰如寒风呼啸的冬天,风度和温度在常人思维下往往难以兼得。而人因工程,恰是通过技术理念上的改变,把人的体验放在第一位,既让人感受温暖,又能有风度舒适不至于臃肿。

人因工程,不仅是给人带来舒适便利的“暖男”,更是提高系统功能、规避风险的“安全卫士”。在灾难和风险面前,人因工程好比“扁鹊的长兄——善治未病”。不管是煤炭行业“减少矿难”这个黑色冰冷话题的出现,还是核电事故预防、造福人类,人因工程都能担此重任。

给人工智能戴上“紧箍咒”

相比人因工程在大众中的鲜为人知,人工智能可谓话题“缠身”。

以模拟人的智慧为目标,人工智能正深刻改变着人类的生产生活方式。人因工程,则是一门以了解人的特性为核心的科学。一个致力于模拟、延伸和扩展人的智能,一个以人为中心进行设计,当二者相遇,会碰撞出怎样的科技火花?

事实上,都以“人”为依托的人因工程和人工智能,在人类科技未来的进步发展中,始终有着密不可分的关联。

人工智能让机器拥有自我学习的能力,以实现用机器代替人类去思考和工作的目的。然而,人做出决定的动机和缘由各种各样,既有理性的一面,也有感性的一面。即使机器能像人类一样做理性的思考,但又能否像人一样作决定?这也正是人工智能飞速发展带来的问题,机器如果能够作决定,人类安全可能因此无法得到保障。

“我们要万分警惕,它比核武器更加危险”“机器人的进化速度可能比人类更快,而它们的终极目标将是不可预测的”,不管是马斯克还是霍金,他们都表达了对人工智能可能引发危险的担忧。

在信息化和智能化的大背景下,人造物智慧的提升,让人类自己对未来的发展惴惴不安。因此,只有给人工智能戴上一道有安全底线的“紧箍咒”,消除技术发展带来的安全不确定性因素,才能确保人工智能的自主可控,使之造福人类而不是成为让人自危的“嗜血怪兽”。在这一方面,人因工程技术的应用很值得期待,能为那些对未来发展感到焦虑和恐惧的人类开出良方。

人和机器之间的交互是人因工程研究的焦点。人工智能技术的发展,要让机器适应人,而非掌控人、毁灭人,在人因工程理念下,机器“‘讨好’了人的程度,决定了存在的价值”。通过重构和思考技术对人们生活未来的影响,人工智能的核心被圈定在为人服务、以人为中心的范围。

人因工程的研究已经告诉我们,在技术的发展过程中应当更加考虑人的因素,确保人在科技发展过程中的核心地位。发挥出人工智能正面效应,让人因工程为人工智能增添丝丝暖意,才能实现技术更人性化的用户体验,达到智能安全、高效、舒适三者最优化的目的。

人因工程任重道远未来可期

事前花一块钱,犯错后要付出100元代价,这成本你愿意付吗?

愿意为此支出的,往往是具有极大风险的行业,航天领域无疑走在了前面。这也是将人因工程的国家实验室放在航天员中心的原因。处理好人机关系,使人机融合在一起,成为人们的一个重要共识。近20年来,在航天工程这些国家重大计划中,人因工程不断发展。

透过人因工程这道“白月光”,我们应看到其背后蕴含着的丰富系统性思维。这才是这门技术的魅力所在。

在载人航天工程总设计师周建平看来,20世纪,钱学森倡导以人为本的人机环境、系统科学思想和理念,播撒了人因工程的火种。这套理论方法以处理开放的复杂性系统为目的,以“从定性到定量的综合集成研讨厅”为技术手段,在服务国民经济和社会发展的重大问题决策上,取得了一系列重要成果。

实践证明,正是系统工程的“根与魂”,孕育出了人因工程的“叶与果”。系统工程的基本特征,放到技术创新上,就是改变单项的奋起直追,推动系统的集群突破,“用不完全可靠的元件能够组成高可靠的系统”“用不是最优的局部组成最优的系统”,发挥出“1+1>2”的系统特性。

回过头来,当我们为坦克的空调、厕所这些问题“烧脑”时,作为总设计师的毛明已经看到了更远的地方:“我们的耳朵能不能用起来?我们的‘脑电’能不能跟机器结合起来?把生物学、医学、人体学跟人工智能结合起来,应用到坦克的人机交互系统中,将简单的人机界面,上升到让人和机器可以顺畅高效准确地交互。”

当今世界,科技发展似乎已经行进到了人类发展的重要关口,但“不要因为自己走得太远,忘了我们为什么出发”。

人类发展至今,不管是仅能打磨石块木棒的原始技术,还是创造现代智能化机器的高科技,都是为了帮助人类收获更多的“果实”。

不同的是,这个“果”,一个是让在生存边缘徘徊的原始人免受饥饿困扰,一个是给物质发达的新时代人带去更多美好生活的慰藉。

或许,这也正是技术发展的使命——让科技进步回归到以人为本的初衷,这才是最重要的。

制图:刘 程

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