随着计算机技术和控制技术的快速发展，人机交互系统逐渐向数字化、信息化、智能化转变，将先进技术融入各种复杂信息环境中（如核电、航空航天、交通驾驶和航海雷达等领域），对信息呈现进行优化和管理，可...
随着计算机技术和控制技术的快速发展，人机交互系统逐渐向数字化、信息化、智能化转变，将先进技术融入各种复杂信息环境中（如核电、航空航天、交通驾驶和航海雷达等领域），对信息呈现进行优化和管理，可以大大提高人机对话效率。
然而，在大规模化的人-机系统中，操作者的工作模式由原来的以操作为主转换为以监视和决策为主，由此带来的人类认知机理与界面信息编码之间的不平衡问题急剧增加。人机界面的信息容量大、结构关系错综复杂，容易造成操作者的认知负荷增加，从而引发人因失误，严重影响人机系统的高效运行和人员安全。当前，关于认知负荷的内在机理的研究也己经引起众多科研工作者的广泛关注。
简单了解什么是认知负荷
早在1988年，Sweller根据阿特金森和谢弗林的记忆储存模型，提出了感觉登记和短时记忆的容量都是有限的，当人直接或间接接受的信息多于记忆容量时，便会造成认知系统的负担，形成认知负荷。
国外学者Cooper、国内学者辛自强、林崇德等都对认知负荷的概念进行了深层阐述。在复杂信息系统人机界面中，可以认为，认知负荷是操作者为了顺利完成某项工作任务，实际投入到注意和工作记忆中去的认知资源总量占大脑固有认知资源的大小。这个认知资源不仅仅局限于工作记忆资源，也涉及到对记忆起作用的部分注意资源。关于认知负荷的理论主要有资源有限理论和图式理论等。
认知负荷的测量范式
目前，关于认知负荷的评估可以通过主观评定、实验范式任务分析（包括主任务分析、次任务评定）和生理测量等技术进行。本章将主要介绍使用任务分析法测量认知负荷常用的实验任务范式，并提供相关文献支持。以下测试任务来源于ErgoLAB主观测评系统的标准模型库内容。
01 对象选择实验
对象选择任务是以唐德斯反应时ABC为理论基础，因为被试的心理负荷水平作为机体变量之一，会对反应时任务产生影响。所以反应时可以作为衡量负荷水平的指标。并且选择反应时任务和飞行员正在进行的驾驶任务的任务元素是极其相似的，用选择反应时作为模拟飞行器研究的次要任务，干扰效果较好，较容易鉴定主要任务的心理负荷水平。
02 多目标追踪任务
多目标追踪（Multiple Object Tracking,MOT）范式最早由Pylyshyn和Storm（1988）提出，被广泛用于视觉认知的研究，主要用于在动态和并行信息的注意加工机制的探讨上。在经典任务中，电脑屏幕上将出现多个客体，其中一部分以一定的方式标识为目标，其余为非目标。之后所有客体开始随机运动，而实验参与者需要对目标进行追踪，并在运动停止后对目标进行全部报告或部分报告。该任务现在已成为持续性注意和视觉资源研究的有效范式。并且由于与现实生活中动态注意情景的相似性，如交通情景和运动情景等，所以常用于交通驾驶和体育运动领域。
03 Stroop色词干扰任务
Stroop色词干扰任务要求被试对呈现词汇的字词和颜色是否有冲突进行反应，由于字词和颜色存在竞争关系，个体对两个刺激的加工程度不同导致需要的注意力资源分配不同而产生。自Stroop效应发现以来，一直为认知研究所青睐。由最初的注意、认知、语言等基础学科发展到情绪、记忆、脑、神经科学等领域，近年来更是扩展到应用层面，作为研究执行抑制功能、注意偏向的重要指标。
04 数字/字母N-back实验
N-back实验要求被试判断每一个出现的刺激与前面呈现过的第n个刺激是否相匹配。该实验可通过控制n的大小来操作工作记忆的负荷，从而考察不同记忆负荷下工作记忆的加工机制。研究者也常采用N-Back任务来测量工作记忆容量。根据己有研究结果3-back和4-back任务能较有效地区分工作记忆容量的差异。N-back任务也可用来诱发脑力负荷。在交通驾驶领域中，使用该范式作为驾驶次任务，通过控制n的大小来操作实验难度，控制诱发脑力负荷水平。
【参考文献】Impact of strategy use during N-Back training in older adults[J]. Journal of Cognitive Psychology,2020,32(8).05 听觉连续记忆任务
听觉连续记忆任务是通过耳机发出一连串的字母组成的讯息。每当被试觉察到目标字母必须按下按钮。实验可通过控制目标字母的个数来操作记忆任务的难度。该任务过程包含识别、记忆、判断和决策输出4个阶段，均需要认知资源的消耗，因此常作为认知负荷水平的测量标准。任务常以做出反应的反应时和正确率作为指标，数据结果为连续型变量，能够进行多种统计处理。
【参考文献】Azlina Amir Kassim,Rehan Rehman,Jessica M. Price. Effects of modality and repetition in a continuous recognition memory task: Repetition has no effect on auditory recognition memory[J]. Acta Psychologica,2018,185.其它评估方式推荐
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模型库以个体认知、情绪和动机、能力和人格三个重要方面为基础，将所有的实验共分为十一个维度，包括感知觉、注意力、记忆力、情绪情感、空间操作、心理健康、人格智力、执行功能、反应时、经济管理、驾驶次任务等。同时系统选取复杂系统中人因问题的核心变量，形成认知测评模块：工作负荷、脑力疲劳、情绪监测、驾驶适应性、可用性测试、情景意识、心理健康模块。
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