摘要

在航空航天和机器人手术等领域，复杂的高精度人机系统的效率和安全性与操作员的认知准备、管理工作量的能力和态势感知密切相关。对心理工作量的准确评估有助于防止操作失误，并通过预测工作负荷过重或刺激不足可能导致的业绩下降，从而进行针对性的干预。基于人体和大脑活动测量的神经工效学方法可以为复杂训练和工作环境下的人类心理工作量提供敏感和可靠的评估。本文概述了可穿戴脑和身体成像方法通过神经/生理信号评估心理工作量的潜力，并提供了一种利用多模态生物传感器对多领域认知任务中的工作量进行比较评估的研究设计。这种综合的神经工效学评估利用神经成像和生理监测，可以为开发下一代神经适应接口和更有效的人机交互和操作技能获取的训练方法提供信息。

关键词:认知工作量，fNIRS，脑电图，眼动跟踪，神经工效学，移动脑/体成像

引言

人类在任何类型的目标或任务上的表现都与熟练完成这些目标或任务所需的认知工作量有关。每个人都有自己独特的认知模式，在执行某些类型的任务时更有效率。通过有针对性的培训，可以在更短的时间内提高操作人员的能力，提高工作效率。

心理负荷在许多复杂的指挥控制系统中起着至关重要的作用。在航空航天和机器人手术等领域，复杂的高精度人机系统的效率和安全性与操作员的认知准备、管理工作量的能力和态势感知密切相关。主观操作员报告、生理和行为测量不足以可靠地监测可能导致不良结果的认知负荷。心理负荷这个概念反映了大脑为满足任务需求而努力工作的程度，它的一个关键特征是，它可以与行为表现数据分离。经验丰富的操作员可以通过增加努力、激励或改变策略，在较长一段时间内保持所需的性能水平，即使面临更多的任务挑战。然而，持续的任务需求最终会导致绩效下降，除非心理工作量的上升趋势可以用来预测随后的绩效崩溃。因此，重要的是在训练和行动任务期间评估独立于业绩衡量的精神工作量。基于人体和大脑活动测量的神经工效学方法可以为复杂训练和工作环境下的人类心理工作量[2]提供敏感和可靠的评估。

在军事行动的背景下，评估和衡量操作员的认知工作量尤其重要，因为在军事行动中，性能故障可能会导致灾难性的损失。对心理工作量的准确评估有助于防止操作失误，并通过预测工作负荷过重或刺激不足可能导致的业绩下降，从而进行针对性的干预。