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本文选自天津师范大学杨海波教授撰写的“认知神经科学与人机交互的融合:人机交互研究的新趋势”,原载于《包装工程》年0卷第22期。
引文格式:杨海波.认知神经科学与人机交互的融合:人机交互研究的新趋势[J].包装工程,,0(22):-63
认知神经科学与人机交互的融合:人机交互研究的新趋势
杨海波1,2(1.教育部人文社会科学重点研究基地天津师范大学心理与行为研究院,天津;2.天津师范大学心理学部,天津)
摘要:目的厘清认知神经科学与人机交互研究融合的发展历程、存在的问题与其未来发展趋势。方法采用文献元分析法,分别对认知神经科学、人机交互、脑机接口等不同领域的相关文献进行了分析,首先简要介绍了认知神经科学的发展历程,叙述了脑功能成像技术的演化进程;其次论述了认知神经科学领域的研究结果对人机交互研究的支持作用;然后叙述了基于认知神经科学和脑成像技术的人机交互研究的认知模型发展历程,并简要介绍了一些从认知神经科学和脑成像角度开展的人机交互研究;接着重点介绍了认知神经科学与人机交互研究结合的典型领域,即脑机接口领域,介绍了脑机接口的发展历史、脑机接口的认知模型、脑机结构研究存在的问题;最后总结了认知神经科学与人机交互融合的必要性和可能性,在对目前现状进行总结的基础上预测了未来的发展趋势。结论认知神经科学与人机交互研究的融合,为人机交互研究提供了新的思路和方法,未来的基于认知神经科学的人机交互研究,可以更好地揭示人机交互过程中的用户特征和交互规律。关键词:人机交互;认知神经科学;脑机接口;认知模型
人类不仅具有感知、记忆和思考外界环境信息,并根据信息内容作出决策的认知能力,还具有情绪表达、共情、人际交往等社会行为能力,更具有自我反省等复杂的综合能力。人类的这些能力,决定了每一个个体都具有独特发展的过程和社会角色。从认知神经科学的角度看,人类所有的行为和心理活动都是由神经系统的功能决定的,尤其是大脑的功能决定。大脑是由“数十亿个”神经元组成,每个神经元又与数千个神经元相连,组成神经网络,这种复杂的神经网络造就了人类强大的认知能力[1]。在过去的几十年中,认知神经科学对大脑的研究已经取得了跨越性的发展,发现了一些基本原理[2],这些发现不仅对心理学、精神病学等领域产生了重大影响,而且还对教育、设计、管理等多个领域产生了重要影响。
年,中国科学院神经科学研究所、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心等单位的科学家,在"Neuron"上联合发表了一篇题为"ChinaBrainProject:BasicNeuroscience,BrainDiseases,andBrain-InspiredComputing"的论文,向全世界介绍了中国脑计划在基础神经科学、脑疾病和脑启发计算上的研究进展,这标志着中国脑计划进入了一个新的时期[3]。随着中国脑计划的全面推进,认知神经科学与人机交互研究的融合,已经变得越来越有可能实现。
迄今为止,在人机交互研究领域,大多数研究人员将注意力集中在一些易于观察的外显行为指标上,比如操作反应时间、任务完成正确率、击键的速度、鼠标单击准确性、眼睛视线变化等[],很少有研究人员