人和计算机

人和计算机的关系被提上日程，表明人机系统研究已进入新的阶段。在人机系统中，可将显示器系统看作人感觉功能的延伸，控制器系统看作人信息输出和运动功能的延伸，而计算机系统则可看作人脑功能的延伸。计算机技术进展很快，正在有效地扩展人脑功能，故应分析、研究未来的人与计算机关系，以便发展新一代的人机系统。
人和计算机的功能分配和界面设计 在人与计算机的关系中，也存在一般人机设计中的人机功能合理分配和人机界面设计问题。其中，功能分配问题尤其重要：若人分担的工作过多，则使人负荷过大而计算机作用不能很好发挥；反之，若计算机分担的工作过多，则人的创造性又不能得到充分发挥。总之，人与计算机结合时，应合理分配人和计算机的负担，使之都能发挥最佳作用。自动化程度不够或自动化程度过高都不利于提高整个人机系统的效率。目前的趋势是，在人和计算机组成的系统中，人已由“直接操作者”逐渐转变为“监视者”。在此系统中，计算机只分工执行重复、大量、预定的基本任务；而人则专门从事高级的、创造性的、包括无法预测的特殊任务。实践也证明，在人和计算机（自动化系统）之间实行最佳功能分配，是提高整个系统效率的最有效途径之一。例如，在改变飞行高度和垂直速度的飞行中，手控结合自控与单独手控相比，前者的效率约比后者高10倍左右，它使飞行不正常状态的出现次数降低，飞行员的多余动作明显减少，其舱内外视线转移和注意力分配也均有显著改善。同样，手控结合自控与全自控相比，前者的效率也比后者为高。例如，对自动化系统失灵的发觉时间，前者比后者快一至二个数量级。对人和计算机系统的人机界面设计也有新的要求。各种显示和控制设备必须质量优良，布局合理。例如，在一个由多台计算机组成的指挥控制站中，应将与人有关的各种显示控制设备压缩组装成一个高效率的工作台，并应具备自动化系统失灵的警报信号显示系统。

图1 人作为监视者的系统

人机通讯 人与计算机的界面还存在着一些特殊问题，如人需为计算机确定执行指令，向计算机输入各种数据，询问数据库及监视计算机工作情况等。目前，计算机向人提供信息的手段尚较先进； 但人向计算机输送信息的手段则非常薄弱。两者之间的不平衡状态，严重影响人-计算机系统的效率。人向计算机输送信息的手段目前只限于光电（穿孔）信号、手动键盘等方式，非常缓慢且易出差错。人的自然输出如语言等尚不能直接输入计算机。目前正在研究将手写文字、自然语言，包括人脑生物电信号输入计算机的技术，以实现高效率的人-计算机对话(图2)。
人工智能 为使机器能接受人的语言文字输入，必须使机器获得理解这种输入信号的能力，这是人工智能研究的主要课题之一。只有在计算机能象人脑一样建立关于外部世界的内模型时，人机对话问题方能得到有效解决。使计算机模拟人脑功能，获得愈来愈高的智能水平，是今后的发展方向。
人工智能研究的发展，将导致全新的人机形式的出现，即人与智能机器结合、自然智能与人工智能结合以及人与机器人的结合。目前，在飞机设计中正认真研究人与智能辅助系统的结合。人和机械操纵手的结合也已应用于航天飞机。作为涉及脑科学和计算机科学的一门边缘学科，“人-计算机”的研究将会产生重大成果，并在航空航天实践中促进先进飞行系统的发展。

图2 人机通讯