以生理訊號為基礎之人機介面設計與應用人類操控機器的新模式----子計畫一---以VR動感平台為基礎之人機介面操控者心理工作負荷偵測(I)

Abstract

本計畫將以VR動感模擬平台為基礎，開發人機界面中操控者之心理工作負荷(Mental Workload)偵測技術，以發展新一代之人機介面(Human-Machine Interface)。我們利用腦波及各種生理訊號的量測與分析來探索人類在不同外界刺激及各種壓力下的心理狀態變化，注意力轉移及反應過程等，進而建立工作任務（環境）、腦信號與人體各部分反應的三方對應關係，再結合工程技術進行人機介面應用研究。本計畫將可幫助一般人在與他人或機器密切互動的工作環境下，維持高持續認知能力，而減少失誤及對週遭情況的誤判。此外，為了使本計畫所開發的心理工作負荷偵測技術可以應用於日常生活並操作於真實環境，我們也將開發可攜式即時嵌入式系統(portable real-time embedded system)，作為本計畫所開發新一代人機介面之操作平台。 本研究計畫為三年期的整合型計畫（第一年計畫執行中），本子計劃主要的研究項目分成三大類，我們將發展(1)動態生理訊號量測系統，以收集不同受測者處於不同車輛駕駛環境的生理反應訊號，此系統包含了VR車輛駕駛模擬平台以提供不同的虛擬駕駛環境，以及多功能生理量測設備來同步記錄分析駕駛者在不同心理工作負荷(Mental Workload)下，生理/心理的特性。(2)心理工作負荷(Mental Workload)偵測技術，藉由受測者在不同環境刺激下心理狀態變化，注意力轉移及反應過程的研究與模擬，研究生理訊號與動態刺激(kinesthetic stimuli)之間的關聯性，並建構動態心理工作負荷(Dynamic Mental Workload)模型。(3)可攜式即時嵌入式系統(portable real-time embedded system)，開發具有執行即時作業系統能力的可攜式即時嵌入式系統，以即時完成生理訊號處理與分析的工作，作為本計畫所開發新一代人機介面之操作平台。最後整合我們所發展的心理工作負荷偵測技術於可攜式即時嵌入式系統，並進行線上(on-line)與即時(real-time)測試，使系統達到最佳化與穩定的效能，使本系統可以實際應用於日常生活並操作於真實環境。