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多模態(tài)驅(qū)動(dòng)下的駕駛艙設(shè)計(jì)感性評(píng)價(jià)

來源：諾達(dá)思（北京）信息技術(shù)有限責(zé)任公司 2025年06月27日 17:47

在萬米高空之上,，公務(wù)機(jī)駕駛艙不僅是飛行控制中心，更是飛行員與飛機(jī)”對(duì)話”的空間,。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)只關(guān)注功能是否合理,，但最新研究表明，駕駛艙的“顏值”和“氛圍”同樣影響著飛行安全——這就是感性工學(xué)帶來的設(shè)計(jì)革命,。

來自南京航空航天大學(xué)等高校的研究團(tuán)隊(duì)采用感性工學(xué)方法,，結(jié)合多模態(tài)生理與行為測(cè)量技術(shù)，構(gòu)建了公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局的九維感性評(píng)價(jià)模型,。通過眼動(dòng)追蹤,、面部表情分析和主觀評(píng)價(jià)的同步測(cè)量，揭示了設(shè)計(jì)特征與飛行員情感反應(yīng)的量化映射關(guān)系,，為駕駛艙人因工程設(shè)計(jì)提供了實(shí)證依據(jù),。

從“能用”到“好用”：駕駛艙設(shè)計(jì)的新維度

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和出行需求的不斷增長(zhǎng),，公務(wù)機(jī)作為一種高效、舒適,、安全的交通工具,，其市場(chǎng)需求日益擴(kuò)大。公務(wù)機(jī)不僅需要滿足基本的飛行功能,，還需為飛行員和乘客提供優(yōu)質(zhì)的乘坐體驗(yàn)和操作環(huán)境,。駕駛艙作為飛行員操作和控制飛機(jī)的核心區(qū)域，其內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)直接影響到飛行員的情景意識(shí),、決策能力以及飛行安全與效率,。

在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念中，駕駛艙的設(shè)計(jì)更多側(cè)重于物理邏輯和功能性,，通過收集飛行員的動(dòng)靜態(tài)尺寸,、能力等數(shù)據(jù)來優(yōu)化設(shè)計(jì),，使之適合人體工程學(xué)需求。然而，隨著“以人為中心”設(shè)計(jì)理念的興起,，人們逐漸認(rèn)識(shí)到飛行員的心理和情緒狀態(tài)對(duì)飛行安全同樣至關(guān)重要,。

感性工學(xué)（Kansei Engineering）作為一種關(guān)注用戶情感和感知的設(shè)計(jì)方法，開始被引入到駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)中,，以實(shí)現(xiàn)功能與情感的雙重優(yōu)化,。在航空領(lǐng)域，駕駛艙的實(shí)體層（形態(tài)美學(xué)）,、秩序?qū)樱üδ苓壿嫞┡c氛圍層（環(huán)境感知）共同構(gòu)成飛行員的情境認(rèn)知基礎(chǔ),。

本研究旨在通過感性工學(xué)方法，對(duì)公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)進(jìn)行感性評(píng)價(jià),，挖掘飛行員的潛在需求,，以優(yōu)化駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)，從而提升飛行員的情景意識(shí)和決策能力,，保障飛行安全,，同時(shí)提高飛行體驗(yàn)的舒適性和滿意度。

多維感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)

首先,，通過網(wǎng)絡(luò)檢索收集公務(wù)機(jī)駕駛艙圖片,，篩選出符合要求的42款機(jī)型圖片，構(gòu)建駕駛艙內(nèi)飾布局樣本庫,。對(duì)圖片進(jìn)行灰度處理,、邊緣檢測(cè)等預(yù)處理，提取內(nèi)飾布局主體造型線,，形成標(biāo)準(zhǔn)化樣本庫（圖1）,。

然后,，搜集并凝練描述公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局的感性意象詞匯，通過層次聚類法（AHC）降維,，得到14組感性意象詞匯,。從“表象→抽象→意象”三個(gè)層次定義構(gòu)建“實(shí)體層—秩序?qū)印諊鷮印比齻€(gè)評(píng)價(jià)維度的感性意象空間。

最后,，開展多維感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn),。實(shí)驗(yàn)指標(biāo)選取主觀評(píng)價(jià)（李克特量表）、眼動(dòng)（注視時(shí)間,、熱區(qū)圖等）,、面部表情（效價(jià)值）三個(gè)維度。共招募27名飛行專業(yè)大學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn),，針對(duì)每張樣本圖片設(shè)計(jì)三階段的“觀察—評(píng)價(jià)”實(shí)驗(yàn)任務(wù),，獲取被試的主觀評(píng)價(jià)、眼動(dòng)及面部表情數(shù)據(jù)（圖2）,。

研究中使用諾達(dá)思的面部表情分析系統(tǒng)（FaceReader）記錄被試在觀察公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局圖片時(shí)的面部表情反應(yīng),，獲取其情緒效價(jià)值，如正面情緒,、負(fù)面情緒或中性情緒,，為感性評(píng)價(jià)提供客觀依據(jù)。

此外,，使用諾達(dá)思的行為觀察記錄分析系統(tǒng)（The Observer XT）記錄被試在觀察駕駛艙內(nèi)飾布局圖片時(shí)的行為反應(yīng),，包括注視點(diǎn)、頭部移動(dòng)等,，為感性評(píng)價(jià)提供行為層面的支持,。其中，對(duì)于多模態(tài)數(shù)據(jù)的同步問題,，通過FaceReader和The Observer XT的配合使用,，研究能夠?qū)⒚娌勘砬閿?shù)據(jù)與其他生理測(cè)量數(shù)據(jù)（如眼動(dòng)數(shù)據(jù)）進(jìn)行同步和對(duì)齊，確保多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性,，為感性評(píng)價(jià)提供更全面,、更深入的支持。

面部表情分析系統(tǒng) (FaceReader)

面部表情分析系統(tǒng)是用于自動(dòng)分析面部表情的可靠的專業(yè)軟件,，可以識(shí)別六個(gè)基本情緒：快樂,，悲傷，憤怒,，驚訝,，害怕和EX，也可以識(shí)別“中立”狀態(tài)并識(shí)別“蔑視”表情,。除此之外,，系統(tǒng)還可以提供情感態(tài)度分析（感興趣,，困惑和無聊等），心率,，視線方向,，效價(jià)和喚醒度，個(gè)人特征（如性別,，年齡）等數(shù)據(jù),。無論您的測(cè)試參與者是嬰兒，兒童,，成人還是老年人,，面部表情分析系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)您的需要，調(diào)整至適合的分析模型,。

駕駛艙設(shè)計(jì)的「感性地圖」

研究融合主觀評(píng)價(jià),、眼動(dòng)、面部表情三個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù),，從“實(shí)體層—秩序?qū)印諊鷮印比齻€(gè)評(píng)價(jià)維度成功構(gòu)建九維感性評(píng)價(jià)模型（NDKEM）（圖3）,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型能夠有效地量化飛行員的感性認(rèn)知評(píng)價(jià)信息,，為駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù),。

通過模型分析的結(jié)果表明,，當(dāng)前市場(chǎng)公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)的感性評(píng)價(jià)在實(shí)體層和秩序?qū)虞^高,，彰顯了形態(tài)美學(xué)以及與功能映射的優(yōu)質(zhì)性；而氛圍層的感性評(píng)價(jià)分值整體偏低,，表明駕駛艙意象氛圍的塑造尚有較大優(yōu)化空間,，為后續(xù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化指明了方向。

此外,，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,，樣本中內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)感性評(píng)價(jià)較好的為P39，最劣的為P02（圖4）,，兩者設(shè)計(jì)風(fēng)格差異明顯,，為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了直觀的對(duì)比參考。

建立設(shè)計(jì)特征與感性評(píng)價(jià)的映射關(guān)系,，進(jìn)一步探究?jī)?nèi)飾布局設(shè)計(jì)特征形成不同感性評(píng)價(jià)的原因,。眼動(dòng)熱區(qū)圖與興趣區(qū)顯示被試注視區(qū)域集中于風(fēng)擋區(qū)及T型區(qū)，在整體層提取其輪廓線定義駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)特征,。以公務(wù)機(jī)P24為例,，提取整體層設(shè)計(jì)特征（圖5）：L1為風(fēng)擋區(qū)上部線條，L2為風(fēng)擋區(qū)下部線條,，L3為T型區(qū)線條,。結(jié)果分析表明,，線條的趨勢(shì)（上、下,、平）,、樣式（階梯式、平滑式）及屬性（直,、曲,、直曲結(jié)合）均會(huì)影響感性評(píng)價(jià)。

進(jìn)一步從細(xì)節(jié)層面分析,，造型線細(xì)節(jié)特征如控制頂點(diǎn)坐標(biāo),、形態(tài)轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置（圖6）也會(huì)對(duì)感性評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響。例如,，實(shí)體層感性評(píng)價(jià)與V3,、V7、V14呈正相關(guān),，究其原因,，形態(tài)轉(zhuǎn)折點(diǎn)出現(xiàn)較晚，使得初始線條保持了良好的流暢感,，塑造了視覺上的連貫性,進(jìn)而提高了實(shí)體層維度的感性評(píng)價(jià),。

這些結(jié)果均能表達(dá)各設(shè)計(jì)特征要素優(yōu)化的實(shí)際物理意義，從而為預(yù)測(cè)公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)優(yōu)化方向,，從工程角度提出系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)知識(shí),。

云端之上的感性科學(xué)

本研究通過感性工學(xué)方法，對(duì)公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)的感性評(píng)價(jià),，挖掘了飛行員的潛在需求,，為駕駛艙內(nèi)飾布局的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。

通過融合主觀評(píng)價(jià),、眼動(dòng),、面部表情三個(gè)維度的數(shù)據(jù)，構(gòu)建了九維感性評(píng)價(jià)模型,，提高了感性評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確性,，使得設(shè)計(jì)者能夠更全面地了解飛行員的感性認(rèn)知評(píng)價(jià)信息，為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供更有力的支持,。這使得駕駛艙設(shè)計(jì)不再局限于物理邏輯和功能性,，而是更加注重飛行員的感受和體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了功能與情感的雙重優(yōu)化,。

此外,，研究揭示了駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)特征與感性評(píng)價(jià)之間的映射關(guān)系，為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了具體的方向和依據(jù),。使得設(shè)計(jì)者能夠更有針對(duì)性地調(diào)整設(shè)計(jì)特征,，提高飛行員的感性滿意度和飛行體驗(yàn),。

參考文獻(xiàn)

陸蔚華, 姜冠岳, 劉雨婷, 張益茬, & 張執(zhí)南. (2024). 公務(wù)機(jī)駕駛艙內(nèi)飾布局設(shè)計(jì)感性評(píng)價(jià). 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng), 30(1), 28.

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