ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機(jī)工效試驗(yàn)研究方案

ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機(jī)工效試驗(yàn)研究方案是北京津發(fā)科技股份有限公司基于“人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)工程"與人因工程理論，自主創(chuàng)新與配置的科學(xué)人機(jī)工效測試方案，適用于裝備研制和開發(fā)全生命周期，能夠?qū)⑷艘蚬こ痰姆椒ㄈ谌朐谘b備設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的各個(gè)階段，實(shí)現(xiàn)“以人為中心"的裝備設(shè)計(jì)測評與優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)室結(jié)合虛擬仿真、數(shù)字建模、動作捕捉、生理測量、主觀測評、行為觀察、眼動追蹤等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)基于任意物理裝備的科學(xué)定量化人機(jī)工效測試。方案以ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺為核心，是津發(fā)科技*自主研發(fā)技術(shù)，具有多項(xiàng)國家發(fā)明與軟件著作權(quán)，通過了省部級新技術(shù)新產(chǎn)品認(rèn)證，歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項(xiàng)國際管理體系認(rèn)證。方案結(jié)合了ErgoLAB同步技術(shù)、云架構(gòu)技術(shù)、藍(lán)牙傳輸技術(shù)、生物測量技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)、眼動測量技術(shù)、腦成像技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)，以及多傳感器融合、機(jī)器學(xué)習(xí)等多項(xiàng)前沿算法，提供了先進(jìn)科學(xué)的可用性測試研究與數(shù)據(jù)分析方法。

1.實(shí)驗(yàn)室布局

ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機(jī)工效試驗(yàn)研究方案分為主控室和若干間測試室。其中主控室布置有ErgoLAB人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)分析與人工智能應(yīng)用平臺；測試室根據(jù)研究需求分為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)測試室、虛擬現(xiàn)實(shí)測試室、物理模擬測試室等，并布置有ErgoLAB人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集平臺。

2.系統(tǒng)組成

ErgoLAB單兵裝備系統(tǒng)人機(jī)工效試驗(yàn)研究方案由ErgoSIM裝備數(shù)字仿真平臺、ErgoVR虛擬現(xiàn)實(shí)平臺、ErgoLAB人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集平臺、ErgLAB人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)綜合分析與人工智能應(yīng)用平臺組成。ErgoSIM裝備數(shù)字仿真平臺可在裝備設(shè)計(jì)的早期階段，通過數(shù)字建模、虛擬仿真技術(shù)等，對裝備實(shí)現(xiàn)人機(jī)工效測評，如可視性、可達(dá)性、舒適性等。研究人員可根據(jù)中國人體尺寸數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建虛擬人，虛擬人在虛擬仿真環(huán)境中與數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行人機(jī)交互，在人機(jī)交互過程中采集人的動作與行為數(shù)據(jù)并進(jìn)行人機(jī)工效分析；在此基礎(chǔ)上，還可采用沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬交互設(shè)備，如動作捕捉系統(tǒng)、手套等，為人機(jī)工效分析及驗(yàn)證提供了沉浸式的虛擬應(yīng)用環(huán)境。

ErgoVR虛擬現(xiàn)實(shí)平臺能夠?qū)?shù)字裝備在虛擬環(huán)境中呈現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)真實(shí)人員與虛擬裝備交互過程中同步采集多維度人因數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)定量化的虛擬裝備人機(jī)工效測評。平臺可根據(jù)研究需求搭建CAVE沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、可穿戴行走虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、多人交互虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等，并通過津發(fā)科技自主研發(fā)的ErgoVR人因分析引擎，直接對接數(shù)字裝備VR原型，實(shí)現(xiàn)基于三維虛擬現(xiàn)實(shí)裝備原型的研究。

ErgoLAB人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)同步采集平臺能夠在人員與裝備交互過程中實(shí)時(shí)同步采集主客觀多維度數(shù)據(jù)，包括動作捕捉、行為視頻、眼動追蹤、生理測量、主觀評價(jià)等。

ErgLAB人機(jī)環(huán)境多維度數(shù)據(jù)綜合分析與人工智能應(yīng)用平臺能夠?qū)Σ杉降亩嗑S度數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)的信號處理與統(tǒng)計(jì)分析，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的一鍵式批量化處理，并輸出相應(yīng)數(shù)據(jù)指標(biāo)與可視化分析報(bào)告；還可結(jié)合數(shù)據(jù)采集和分析平臺的測試流程、多維度數(shù)據(jù)源以及所提取的特征值，可對機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，完成包括人員狀態(tài)識別與預(yù)警、智能交互方式開發(fā)、人機(jī)環(huán)境系統(tǒng)自適應(yīng)等應(yīng)用的開發(fā)。

1.覆蓋裝備研制全流程的人機(jī)工效測評

在裝備的數(shù)字樣機(jī)、虛擬樣機(jī)、物理樣機(jī)等不同研制階段，結(jié)合虛擬仿真、VR原型測評、多維度人機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)同步等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)定量的人機(jī)工效測評，降低研發(fā)成本、縮短評估周期。

2.基于數(shù)據(jù)庫與生理測量的仿真人因分析

可基于中國標(biāo)準(zhǔn)人體尺寸數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)裝備的虛擬仿真人因評估；同時(shí)還可結(jié)合動作捕捉、生理測量等設(shè)備，采用真實(shí)人體動作與生理數(shù)據(jù)驅(qū)動模型，進(jìn)行仿真或虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的人機(jī)工效測試。

3.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的裝備定量化人因測評

結(jié)合自主研發(fā)的ErgoVR人因分析引擎，可直接對接VR原型并采集人員與虛擬裝備交互過程中的多維度數(shù)據(jù)，突破了傳統(tǒng)的純仿真或者單純的虛擬場景交互體驗(yàn)的弊端，真正實(shí)現(xiàn)了基于虛擬裝備的定量化人機(jī)工效測評。

4.多維度人機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)同步采集與分析

實(shí)驗(yàn)室可基于ErgoLAB人機(jī)環(huán)境同步云平臺，實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室、虛擬現(xiàn)實(shí)、真實(shí)現(xiàn)場等多種環(huán)境下，多維度人、機(jī)、環(huán)境數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步采集與數(shù)據(jù)可視化；平臺提供專業(yè)的信號處理與數(shù)據(jù)分析功能，研究人員能夠分析人員與裝備交互過程中的疲勞度、舒適性、注意力分布等情況，一方面可為物理裝備測評提供依據(jù)，另一方面還可進(jìn)一步建立完整的裝備評價(jià)指標(biāo)體系。

依托實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，津發(fā)科技可提供科研支持與聯(lián)合實(shí)驗(yàn)服務(wù)，旨在將新的技術(shù)與方法與可用性測試研究相結(jié)合，助推領(lǐng)域成果產(chǎn)出與落實(shí)；結(jié)合產(chǎn)學(xué)研合作模式，促進(jìn)行業(yè)、領(lǐng)域、專業(yè)更多的新技術(shù)新產(chǎn)品孵化。在人機(jī)交互與可用性測試領(lǐng)域，津發(fā)科技曾合作過全國多所高校和企業(yè)用戶進(jìn)行科研支持或聯(lián)合實(shí)驗(yàn)，發(fā)表中英文論文數(shù)十余篇。

北京津發(fā)科技股份有限公司是高新技術(shù)企業(yè)、科技部認(rèn)定的科技型中小企業(yè)和中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)，具備自主進(jìn)出口經(jīng)營權(quán)；自主研發(fā)的人因工程與工效學(xué)相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)榮獲多項(xiàng)省部級科學(xué)技術(shù)獎勵、國家發(fā)明、國家軟件著作權(quán)和省部級新技術(shù)新產(chǎn)品（服務(wù)）認(rèn)證；通過了歐洲CE、美國FCC、歐盟RoHS、ISO9001、ISO14001、OHSAS18001等多項(xiàng)國際認(rèn)證和國家防爆認(rèn)證。津發(fā)科技設(shè)立人因工程專業(yè)的學(xué)術(shù)科研團(tuán)隊(duì)、技術(shù)團(tuán)隊(duì)及研發(fā)團(tuán)隊(duì)，并通過多年與科研機(jī)構(gòu)及高校的產(chǎn)學(xué)研合作，積累了人因與工效學(xué)領(lǐng)域多項(xiàng)核心技術(shù)，以及基于機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能算法的狀態(tài)識別和人機(jī)工效評價(jià)技術(shù)與研究方法等，是國內(nèi)人因工程技術(shù)創(chuàng)新中心！津發(fā)科技的實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃建設(shè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)提供技術(shù)支持及售后服務(wù)，從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的規(guī)劃與布局，到設(shè)備的培訓(xùn)與指導(dǎo)，多角度的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的全生命周期的服務(wù)。