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面向用户意图的智能人机交互

作　者: 关志伟
导　师: 戴国忠
学　校: 中国科学院软件研究所
专　业: 计算机应用技术
关键词: 智能人机界面 用户界面模型 用户模型 资源模型 多Agent 软件框架 用户意图推理 模糊认知映射 智能用户界面评估方法
分类号: TP18
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
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内容摘要


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。

全文目录


  3-4
  4-5
  5-7
  7-13
第一章 绪论  13-29
  1.1 引言  13
  1.2 用户界面发展的几个阶段  13-18
  1.3 智能人机界面(Intelligent－computer Interface）  18-24
  1.4 本文的动机和所作的工作  24-27
  1.5 本文的组织  27-29
第二章 面向用户、资源的人机交互模型  29-47
  2.1 交互式系统的概念模型  29-32
  2.2 面向对象的交互模型  32-36
  2.3 多Agent机制的人机交互模型  36-38
  2.4 基于人机工效学的多维交互空间划分  38-42
  2.5 面向用户、资源的人机交互模型  42-45
  2.6 本章小结  45-47
第三章 人机交互用户模型和资源模型  47-65
  3.1 以用户和资源为中心的人机交互  47-48
  3.2 用户模型  48-51
  3.3 基于分层知识的用户模型  51-58
  3.4 资源模型  58-64
  3.5 本章小结  64-65
第四章 基于神经网络的动态用户建模  65-75
  4.1 引言  65
  4.2 用户建模  65-68
  4.3 基于组合神经网络的动态用户建模  68-74
  4.4 本章小结  74-75
第五章 面向用户意图的人机交互系统框架  75-92
  5.1 引言  75-76
  5.2 Agent的定义及结构  76-78
  5.3 多Agent系统的分类  78-80
  5.4 基于多Agent、面向用户意图的人机交互系统框架  80-91
  5.5 本章小结  91-92
第六章 基于模糊认知映射的交互意图推理  92-104
  6.1 引言  92-93
  6.2 模糊认知映射理论  93-95
  6.3 基于FCM的交互意图推理  95-103
  6.4 本章小结  103-104
第七章 人机交互系统的评估方法  104-121
  7.1 引言  104
  7.2 交互系统的评价方法  104-111
  7.3 启发预排式因素实验评估体系  111-120
  7.4 本章小结  120-121
第八章 面向用户意图的交互系统实例和评估  121-135
  8.1 面向用户意图的笔式文字编辑器  121-122
  8.2 基于FCM的分析和建模  122-126
  8.3 字处理系统界面的启发预排式评估  126-134
  8.4 本章小结  134-135
结柬语  135-138
  1．论文工作总结  135-136
  2．进一步工作的讨论  136-138
  138-148
就读博士期间发表论文目录  148-149
就读博士期间参加研究的课题项目  149-150
致谢  150

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化基础理论 > 人工智能理论
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