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《中国科学院软件研究所》 2001年
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面向用户意图的智能人机交互

关志伟  
【摘要】:智能人机界面的研究是为了帮助计算机了解用户,帮助用户更好地使用计算 机,致力于将没有思想、没有个性、没有观点的计算机变成一个有思想、有个性、 有观点的智能机器人。 智能人机界面通过将人工智能技术、认知科学、计算机科学等多种科学结合 起来,对交互中的任务模型、人类行为、用户模型等交互系统要素进行研究,缩 短计算机交互系统和人之间认知距离,创造人和计算机交流的快捷通道。 本文作者参加了国家自然科学基金重点项目“多通道用户界面研究”和863 项目“基于PC机的多通道用户界面开发环境”、“基于多功能笔的多通道用户 界面研究”,在基于对多通道用户界面研究的基础上,结合国际上出现的各种不 同的界面研究,对智能用户界面的关键技术和软件结构进行了较深入的研究和开 发工作。 本文的目标是在对智能人机界面进行深层次的理解的基础上,提出和推广了 面向用户和资源的观点,深入地探讨了智能人机界面中存在的关键问题。围绕这 一目标,本文开展了一系列工作,并得出以下创新性成果: 1.面向用户、资源的人机交互模型 本文提出了从信息空间的角度对人-人交互空间、人-机交互空间进行了划分, 本文明确了用户和资源在人机交互模型中的地位和作用,提出了面向用户和资源 的人机交互模型,提出了基于分层知识的用户模型,和基于信息传递的输入、输 出资源模型,分析了静态建模技术和动态建模技术的区别和优缺点,提出了采用 组合神经网络对用户模型进行动态建模$,详细描述了具体建模过程; 2.面向用户意图的人机交互系统框架 本文提出了面向用户意图的人机交互系统框架,基于用户模型建立用户个性 Agent,基于资源模型建立资源管理Agent,详细描述了用户个性Agent和资源 Agent,深入讨论了软件框架中用户个性Agent、资源管理Agent、交互意图推理 Agent和输出管理Agent之间的协作机制,描述了用户、资源、计算、输出之间 一I一H 摘要 的信息协作关系; 3.基于模糊认知的人机交互意图椎理 人机交互中的交互意图推理是实现智能模糊人机交互的关键技术,对它们的 深入研究是实现基于多AgCllt的模糊人机交互系统框架的前提。本文详细地定义 了交互概念、交互概念的关系、交互撅念空间和交互意图模糊集,深入讨论了交 互的三个模糊性:交互概念模糊性、交互概念关系模糊性和交互概念的时序模糊 性,提出了采用模糊认知映射的方法来对人机交互中交互概念进行知识表示和意 图推理,给出了一套完整的基于FCM的模糊交互推理建模方法,较好地实现了“ 用户意图的实时提取和交互实时语义反馈。 4.人机交互系统的评估方法 对人机交互系统进行评估是提高交互系统的可用性和交互效率的有效方法。 本文概述了交互系统的评估方法,提出了基于启发预排式的人机交互和用户界面 评估体系,给出启发预排式用户界面评估方法,提出了采用双因素的方法对交互 进行实验设计,实现了对用户界面更加正确的定量评估。 5.基于模糊交互意图的人机交互系统实例和评估 结合面向用户意图的人机交互框架结构和基于FCM交互意图推理理论,本 文描述了面向用户意图的字处理系统的系统结构、FCM建模和用户意图推理过 程,结合启发预排式用户界面评估体系,对字处理系统的界面模式进行了评估, 并对评估数据进行了统计方差分析,并在评估分析的基础上对字处理系统的界面 模式进行了讨论。
【学位授予单位】:中国科学院软件研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP11;TP18

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