CN117687511A - 一种基于人工智能的多方位人机交互系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人工智能的多方位人机交互系统，本发明涉及人机交互领域，包括交互管理中心，其中通信链接有信息采集模块、信息分析模块、界面要素映射模块、信息交互处理模块和信息可视化模块；信息采集模块用于采集人因需求数据信息和历史任务数据信息；信息分析模块用于对所采集到信息进行分析获取对应的人因需求特性数据和对应任务类型的交互序列；界面要素映射模块根据人因需求特性数据和任务类型对应的交叉设置对应的界面信息；信息交互处理模块用于判断对应交互序列的重要性程度并对其排序；信息可视化模块根据排序结果和人因需求数据信息对相关界面信息进行加强设计，输出人工智能的显示界面图，本发明给操作人员带来了便捷。

Description

一种基于人工智能的多方位人机交互系统

技术领域

本发明涉及人机交互领域，具体是一种基于人工智能的多方位人机交互系统。

背景技术

随着计算机及信息技术在信息系统中的应用，人工智能在日常生活中被广泛使用，人工智能是指通过不同形式和方式，实现人类和人工智能之间的双向交互，通过人机交互系统帮助人工智能理解和解释人类的需求，并提供适当的响应和反馈；从而提高人们日常生产过程中的效率；

然而，人工智能在使用的过程中，很多人无法快速上手，导致其使用效率低下，因此，如何提供更加适合与操作人员使用需求相对应的人机交互系统是我需要解决的问题，为此，现提供一种基于人工智能的多方位人机交互系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于人工智能的多方位人机交互系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于人工智能的多方位人机交互系统，包括交互管理中心，所述交互管理中心通信链接有信息采集模块、信息分析模块、信息交互处理模块、界面要素映射模块和信息可视化模块；

所述信息采集模块用于多方位采集对应的人因需求数据信息和历史任务数据信息；

所述信息分析模块用于根据人因需求数据信息判断对应操作人员的人因需求特性数据；对历史任务数据信息提取对应的任务类型和其对应的交互序列，获取交互序列对应操作人员需要的用户操作数据；

所述界面要素映射模块用于根据人因需求特性数据和任务类型对应的交叉设置对应的界面信息，并构建任务域理论模型；

所述信息交互处理模块用于判断对应交互序列对应任务完成的重要性程度；根据其重要性程度进行量化排序；

所述信息可视化模块用于根据交互序列的重要性程度量化排序结果和人因需求数据信息对相关的界面信息进行加强设置，输出人工智能的显示界面图，根据显示界面图完成对应的人机交互控制。

进一步的，所述信息采集模块多方位采集对应的人因需求数据信息和历史任务数据信息的过程包括：

所述信息采集模块中设置有人因采集单元和任务采集单元，分别用于采集人因需求数据信息和历史任务数据信息，并将其上传至信息分析模块；

所述人因采集单元用于对相关的操作人员设置对应的用户账号，对应的操作人员通过对应的用户账号完成对人工智能的控制管理；根据对应操作人员通过用户账号对人工智能进行控制管理的过程中，获取对应的人因需求数据信息；

所述任务采集单元用于对人工智能在操作过程中的任务数据进行分析处理，获取其对应的工艺流程数据，根据对应的工艺流程数据获取该人工智能在完成对应功能时的历史任务数据信息。

进一步的，所述信息分析模块根据人因需求数据信息判断对应操作人员的人因需求特性数据的过程包括：

所述信息分析模块中设置有需求分析单元，所述需求分析单元用于获取对应的人因需求数据信息，分析对应操作人员的人因需求特性数据；

所述人因需求数据信息中包括对应操作人员的工作能力数据、作业需求数据和设备环境数据；所述需求分析单元分别对操作人员的工作能力数据、作业需求数据和设备环境数据进行分析处理；根据工作能力数据获取对应操作人员完成任务过程中的认知操作需求特征信息；根据作业需求数据获取对应操作人员完成任务过程中的人机交互需求特征信息；根据设备环境数据获取对应操作人员完成任务过程中的人机交互设备环境特征信息；所述人因需求特性数据包括对应操作人员的认知操作需求特征信息、人机交互需求特征信息和人机交互设备环境特征信息。

进一步的，所述信息分析模块对历史任务数据信息提取对应的任务类型和其对应的交互序列，获取交互序列对应操作人员需要的用户操作数据的过程包括：

所述信息分析模块中设置有任务分析单元，所述任务分析单元用于获取人工智能对应的历史任务数据信息，对历史任务数据信息进行分析处理，通过层次分析法模型和GOMS任务分析方法，对历史任务数据信息进行任务特征提取和分层提取，获取对应历史任务数据信息的特征信息和任务流程数据；将对应的任务流程数据逐层分解至元操作层级，形成对应任务类型操作过程的交互序列，根据对应交互序列获取其完成过程中的用户操作数据，并将其发送至界面要素映射模块。

进一步的，所述界面要素映射模块用于根据人因需求特性数据和任务类型对应的交叉设置对应的界面信息，并构建任务域理论模型的过程包括：

所述界面要素映射模块获取人因需求特性数据中的人机交互需求特征信息、人机交互设备环境特征信息和对应任务的交互序列，根据人机需求特征信息、人机交互设备环境特征信息和对应任务的交互序列设置对应的界面信息，根据对应任务的交互序列和界面信息构建任务域理论模型，通过任务域理论模型获取对应任务与相关界面信息之间的映射关系。

进一步的，所述信息交互处理模块用于判断对应交互序列对应任务完成的重要性程度；根据其重要性程度进行量化排序的过程包括：

所述信息交互处理模块用于获取各个交互序列在对应任务完成过程中的重要性程度，依次完成对应的交互序列，获取各个交互序列完成后对应任务的完整性数据，将完整性数据设置为其对应的重要性数据，对所获得的重要性数据进行量化排序，将量化排序结果发送至信息可视化模块。

进一步的，所述信息可视化模块根据交互序列的重要性程度量化排序结果和人因需求数据信息对相关的界面信息进行加强设置，输出人工智能的显示界面图的过程包括：

所述信息可视化模块中设置有信息显示单元和信息操控单元；

所述信息显示单元用于获取对应交互序列的重要性数据的量化排序结果，获取交互序列的总体数量，根据总体数量设置对应交互序列量化排序结果的显示区间，所述显示区间包括重点显示区间、一般显示区间和不需要显示区间三个类型，根据对应交互序列在量化排序结果中所属对应的区间，判断相关交互序列对应的界面信息是否进行加强设计；若对应交互序列在量化排序结果属于重点显示区间，则对其进行加强设计；根据加强设计结果和对应操作人员的人因需求特性数据设置对应的显示界面图。

进一步的，所述信息可视化模块根据显示界面图完成对应的人机交互控制的过程包括：

所述信息操控单元用于相关操作人员根据对应的显示界面图对人工智能进行人机交互控制，完成对应的任务。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过获取对应的操作人员的人因需求特性数据以及对应任务交互序列的重要性程度设置对应人工智能在人机交互过程中的显示界面图，从而给对应的操作人员在使用人工智能的过程中带来了便捷。

附图说明

图1为本申请实施例一种基于人工智能的多方位人机交互系统的原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于人工智能的多方位人机交互系统，包括交互管理中心，所述交互管理中心通信链接有信息采集模块、信息分析模块、界面要素映射模块、信息交互处理模块和信息可视化模块。

所述信息采集模块多方位采集对应的人因需求数据信息和历史任务数据信息的过程包括：

所述信息采集模块中设置有人因采集单元和任务采集单元，分别用于采集人因需求数据信息和历史任务数据信息，并将其上传至信息分析模块；

所述人因采集单元用于对相关的操作人员设置对应的用户账号，对应的操作人员通过对应的用户账号完成对人工智能的控制管理；根据对应操作人员通过用户账号对人工智能进行控制管理的过程中，获取对应的人因需求数据信息；

所述任务采集单元用于对人工智能在操作过程中的任务数据进行分析处理，获取其对应的工艺流程数据，根据对应的工艺流程数据获取该人工智能在完成对应功能时的历史任务数据信息；

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述人因采集单元采集对应的人因需求数据信息的过程中，设置对应的认知需求题库，其中包括对应操作人员在交互过程中对交互信息产生视觉需求、听觉需求、记忆需求、操作需求等各种类型的需求的操作过程；其中视觉需求包括空间感知和速度感知，所述听觉感知包括基础听觉和听觉辨别；所述记忆能力包括工作记忆和长时记忆，对相关的操作人员对应的认知能力、硬件设备环境和操作过程中的数据信息进行采集，便于对相关操作人员使用对应人工智能过程中的习惯和需求进行分析处理。

所述信息分析模块根据人因需求数据信息判断对应操作人员的人因需求特性数据的过程包括：

所述信息分析模块中设置有需求分析单元，所述需求分析单元用于获取对应的人因需求数据信息，分析对应操作人员的人因需求特性数据；

所述人因需求数据信息中包括对应操作人员的工作能力数据、作业需求数据和设备环境数据；所述需求分析单元分别对操作人员的工作能力数据、作业需求数据和设备环境数据进行分析处理；根据工作能力数据获取对应操作人员完成任务过程中的认知操作需求特征信息；根据作业需求数据获取对应操作人员完成任务过程中的人机交互需求特征信息；根据设备环境数据获取对应操作人员完成任务过程中的人机交互设备环境特征信息；所述人因需求特性数据包括对应操作人员的认知操作需求特征信息、人机交互需求特征信息和人机交互设备环境特征信息。

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，所述根据工作能力数据获取对应操作人员完成任务过程中的认知操作需求特征信息为操作人员通过对应的视觉通道、听觉通道从人机界面获取信息，通过感觉加工、知觉、记忆、理解、判断、决策和响应选择等一系列信息加工过程，最终执行大脑的命令完成操作过程，通过输入装置与系统实现交互过程；在此交互过程中操作人员则会对交互信息产生视觉需求、听觉需求、记忆需求、操作需求等各种类型的需求，因此，信息系统人机界面设计需要充分考虑操作人员基础特点及需求，以更符合操作人员的使用需求，提高人机交互效率；

根据工作能力数据获取对应操作人员完成任务过程中的认知操作需求特征信息；其过程包括：通过总结和提炼，将操作人员的人机交互需求归纳为一致性需求、可读性需求、易理解需求、明确性需求、防错性需求、简洁性需求、便捷性需求和易于学习需求进行综合处理，获取其认知操作需求特征信息；

根据设备环境数据获取对应操作人员完成任务过程中的人机交互设备环境特征信息，其原因为，信息系统所部署的硬件设备与使用环境对于系统的人机交互具有约束作用，因此，在开展人机界面设计时，应对其部署的硬件和环境相关因素进行分析。

所述信息分析模块对历史任务数据信息提取对应的任务类型和其对应的交互序列，获取交互序列对应操作人员需要的用户操作数据的过程包括：

所述信息分析模块中设置有任务分析单元，所述任务分析单元用于获取人工智能对应的历史任务数据信息，对历史任务数据信息进行分析处理，通过层次分析法模型和GOMS任务分析方法，对历史任务数据信息进行任务特征提取和分层提取，获取对应历史任务数据信息的特征信息和任务流程数据；将对应的任务流程数据逐层分解至元操作层级，形成对应任务类型操作过程的交互序列，根据对应交互序列获取其完成过程中的用户操作数据，并将其发送至界面要素映射模块。

所述界面要素映射模块用于根据人因需求特性数据和任务类型对应的交叉设置对应的界面信息，并构建任务域理论模型的过程包括：

所述界面要素映射模块获取人因需求特性数据中的人机交互需求特征信息、人机交互设备环境特征信息和对应任务的交互序列，根据人机需求特征信息、人机交互设备环境特征信息和对应任务的交互序列设置对应的界面信息，根据对应任务的交互序列和界面信息构建任务域理论模型，通过任务域理论模型获取对应任务与相关界面信息之间的映射关系。

所述信息交互处理模块用于判断对应交互序列对应任务完成的重要性程度；根据其重要性程度进行量化排序的过程包括：

所述信息交互处理模块用于获取各个交互序列在对应任务完成过程中的重要性程度，依次完成对应的交互序列，获取各个交互序列完成后对应任务的完整性数据，将完整性数据设置为其对应的重要性数据，对所获得的重要性数据进行量化排序，将量化排序结果发送至信息可视化模块。

所述信息可视化模块根据交互序列的重要性程度量化排序结果和人因需求数据信息对相关的界面信息进行加强设置，输出人工智能的显示界面图的过程包括：

所述信息可视化模块中设置有信息显示单元和信息操控单元；

所述信息显示单元用于获取对应交互序列的重要性数据的量化排序结果，获取交互序列的总体数量，根据总体数量设置对应交互序列量化排序结果的显示区间，所述显示区间包括重点显示区间、一般显示区间和不需要显示区间三个类型，根据对应交互序列在量化排序结果中所属对应的区间，判断相关交互序列对应的界面信息是否进行加强设计；若对应交互序列在量化排序结果属于重点显示区间，则对其进行加强设计；根据加强设计结果和对应操作人员的人因需求特性数据设置对应的显示界面图；

所述信息操控单元用于相关操作人员根据对应的显示界面图对人工智能进行人机交互控制，完成对应的任务；

需要进一步说明的是，在具体实施过程中，获取人工智能在执行相关任务的过程中对应交互序列的总体数量，将其重要性数据从小到大进行排序，其中，重点显示区间内交互序列的重要性数据大于一般显示区间内交互序列的重要性数据；一般显示区间交互序列的重要性数据大于不需要显示区间内交互序列的重要性数据。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于人工智能的多方位人机交互系统，包括交互管理中心，其特征在于，所述交互管理中心通信链接有信息采集模块、信息分析模块、界面要素映射模块、信息交互处理模块和信息可视化模块；

所述信息采集模块用于多方位采集对应的人因需求数据信息和历史任务数据信息；

所述信息分析模块用于根据人因需求数据信息判断对应操作人员的人因需求特性数据；对历史任务数据信息提取对应的任务类型和其对应的交互序列，获取交互序列对应操作人员需要的用户操作数据；

所述界面要素映射模块用于根据人因需求特性数据和任务类型对应的交叉设置对应的界面信息，并构建任务域理论模型；

所述信息交互处理模块用于判断对应交互序列对应任务完成的重要性程度；根据其重要性程度进行量化排序；

所述信息可视化模块用于根据交互序列的重要性程度量化排序结果和人因需求数据信息对相关的界面信息进行加强设置，输出人工智能的显示界面图，根据显示界面图完成对应的人机交互控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于人工智能的多方位人机交互系统，其特征在于，所述信息采集模块多方位采集对应的人因需求数据信息和历史任务数据信息的过程包括：

所述信息采集模块中设置有人因采集单元和任务采集单元，分别用于采集人因需求数据信息和历史任务数据信息，并将其上传至信息分析模块；

所述人因采集单元用于对相关的操作人员设置对应的用户账号，对应的操作人员通过对应的用户账号完成对人工智能的控制管理；根据对应操作人员通过用户账号对人工智能进行控制管理的过程中，获取对应的人因需求数据信息；

所述任务采集单元用于对人工智能在操作过程中的任务数据进行分析处理，获取其对应的工艺流程数据，根据对应的工艺流程数据获取该人工智能在完成对应功能时的历史任务数据信息。

3.根据权利要求2所述的一种基于人工智能的多方位人机交互系统，其特征在于，所述信息分析模块根据人因需求数据信息判断对应操作人员的人因需求特性数据的过程包括：

所述信息分析模块中设置有需求分析单元，所述需求分析单元用于获取对应的人因需求数据信息，分析对应操作人员的人因需求特性数据；

所述人因需求数据信息中包括对应操作人员的工作能力数据、作业需求数据和设备环境数据；所述需求分析单元分别对操作人员的工作能力数据、作业需求数据和设备环境数据进行分析处理；根据工作能力数据获取对应操作人员完成任务过程中的认知操作需求特征信息；根据作业需求数据获取对应操作人员完成任务过程中的人机交互需求特征信息；根据设备环境数据获取对应操作人员完成任务过程中的人机交互设备环境特征信息；所述人因需求特性数据包括对应操作人员的认知操作需求特征信息、人机交互需求特征信息和人机交互设备环境特征信息。

4.根据权利要求3所述的一种基于人工智能的多方位人机交互系统，其特征在于，所述信息分析模块对历史任务数据信息提取对应的任务类型和其对应的交互序列，获取交互序列对应操作人员需要的用户操作数据的过程包括：

所述信息分析模块中设置有任务分析单元，所述任务分析单元用于获取人工智能对应的历史任务数据信息，对历史任务数据信息进行分析处理，通过层次分析法模型和GOMS任务分析方法，对历史任务数据信息进行任务特征提取和分层提取，获取对应历史任务数据信息的特征信息和任务流程数据；将对应的任务流程数据逐层分解至元操作层级，形成对应任务类型操作过程的交互序列，根据对应交互序列获取其完成过程中的用户操作数据，并将其发送至界面要素映射模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于人工智能的多方位人机交互系统，其特征在于，所述界面要素映射模块用于根据人因需求特性数据和任务类型对应的交叉设置对应的界面信息，并构建任务域理论模型的过程包括：

所述界面要素映射模块获取人因需求特性数据中的人机交互需求特征信息、人机交互设备环境特征信息和对应任务的交互序列，根据人机需求特征信息、人机交互设备环境特征信息和对应任务的交互序列设置对应的界面信息，根据对应任务的交互序列和界面信息构建任务域理论模型，通过任务域理论模型获取对应任务与相关界面信息之间的映射关系。

6.根据权利要求5所述的一种基于人工智能的多方位人机交互系统，其特征在于，所述信息交互处理模块用于判断对应交互序列对应任务完成的重要性程度；根据其重要性程度进行量化排序的过程包括：

所述信息交互处理模块用于获取各个交互序列在对应任务完成过程中的重要性程度，依次完成对应的交互序列，获取各个交互序列完成后对应任务的完整性数据，将完整性数据设置为其对应的重要性数据，对所获得的重要性数据进行量化排序，将量化排序结果发送至信息可视化模块。

7.根据权利要求6所述的一种基于人工智能的多方位人机交互系统，其特征在于，所述信息可视化模块根据交互序列的重要性程度量化排序结果和人因需求数据信息对相关的界面信息进行加强设置，输出人工智能的显示界面图的过程包括：

所述信息可视化模块中设置有信息显示单元和信息操控单元；

所述信息显示单元用于获取对应交互序列的重要性数据的量化排序结果，获取交互序列的总体数量，根据总体数量设置对应交互序列量化排序结果的显示区间，所述显示区间包括重点显示区间、一般显示区间和不需要显示区间三个类型，根据对应交互序列在量化排序结果中所属对应的区间，判断相关交互序列对应的界面信息是否进行加强设计；若对应交互序列在量化排序结果属于重点显示区间，则对其进行加强设计；根据加强设计结果和对应操作人员的人因需求特性数据设置对应的显示界面图。

8.根据权利要求7所述的一种基于人工智能的多方位人机交互系统，其特征在于，所述信息可视化模块根据显示界面图完成对应的人机交互控制的过程包括：

所述信息操控单元用于相关操作人员根据对应的显示界面图对人工智能进行人机交互控制，完成对应的任务。