本研究深入探讨了遥操作预测显示界面(PGI)的设计,旨在弥补现有文献中的关键缺陷。通过构建遥操作系统虚拟仿真实验平台,笔者对24名参试者进行了移动控制实验测试和问卷调查,以评估虚拟现实预测图形界面(VR-PGI)与图像预测图形界面(I-PGI)在提升用户态势感知、减轻认知负荷,以及满足工作流程偏好方面的效果。
研究结果显示,VR-PGI相较于I-PGI能显著提升用户的态势感知能力并降低认知负担。基于Fitts定律,这可能是VR-PGI通过三维空间连续映射降低目标选择任务的难度指数,减少操作者运动规划时的认知资源消耗,从而减轻内在负荷。这与实验观测到的VR-PGI组任务完成时间波动性降低现象一致。因此,在设计PGI时,应考虑采用VR技术以增强用户的感知能力和交互体验。此外,笔者发现客观效率并非用户偏好的唯一决定因素,VR-PGI的沉浸感和交互体验对某些用户而言可能比工作效率更为重要。根据心理学研究,当VR-PGI提供的交互复杂度与用户技能水平匹配时,操作者更易进入专注状态,从而主观高估其效率价值。然而,此现象的普适性受经验水平调节,新手用户可能因沉浸感分散任务核心注意力,而专家用户则可利用沉浸环境强化空间推理能力,这一潜在差异需通过技能分层实验进一步验证。因此在设计预测显示界面时,应综合考虑客观效率和用户体验的多个方面,以平衡预测精度和用户体验之间的关系。最后,笔者的研究支持了假设3,表明预测显示技术可以有效缓解时延对认知负荷的负面影响。
本研究为遥操作预测显示界面的设计提供了有价值的理论指导和实践建议。未来的工作可以进一步优化界面设计,提升用户体验,促进预测显示技术在遥操作领域的广泛应用。