人机交互范文第1篇
关键词：CMF 熱点主题 演进趋势 CiteSpace 文献计量
引言
CMF是英文 Colour，Material，Finish 的缩写，主要致力于设计和定义色彩、材料及表面处理工艺以此来支持产品的功能及情感属性，是一门属于设计领域的新兴学科[1] 。CMF作为专业术语出现的时间较短，相关论文中最早可以追溯到2009年仇媛发表的硕士论文[2] 。近年来，国内高校学者为CMF的发展做了不懈的努力，并取得了一定的成果。左恒峰[3] 提出从技术、文化和风格三个方面展开CMF创意设计。傅炯等[4] 将汽车CMF设计划分为CMF设计、样板开发、标准建立和品质控制四个阶段。王毅等[5] 在研究视觉重量感知的基础上，提出基于视觉重量感知的大型装备CMF设计方法。王金广等[6] 结合婴幼儿童的生理、心理特点，提出“CMF创新设计模型”，进一步提高儿童玩具产品的高情感设计。
研究相关论文发现，CMF在我国的发展时间较短，大多数研究主要集中在CMF探索、理论及应用等方面，分析CMF研究现状的论文比较匮乏。为了更深入地了解CMF研究现状、热点主题及演进趋势，需要对CMF现有研究成果进行系统性地分析。文章采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，结合文献研究法进行定性分析，通过对CNKI数据库中CMF相关文献进行分析，明确CMF发文趋势、期刊分布、机构分布、热点主题及演进趋势，为进行CMF理论研究与CMF实践应用提供借鉴和指导。
一、研究设计
（一）研究问题
文章内容主要围绕以下四个方面展开：
1.我国CMF发文趋势是什么？
2.我国CMF研究的期刊分布和研究机构分布现状如何？
3.我国CMF研究热点主题是什么？
4.我国CMF研究的演进趋势是怎样的？
（二）数据来源
文章以中国最具有代表性的文献检索数据库（CNKI）为文献检索平台，以SU=CMF为文献数据的检索式，以2005-2020年为时间跨度，对截止到2020年11月5日以内的国内期刊论文和博硕论文进行检索。检索文献共计1078篇，包括期刊论文822篇，博硕论文256篇，通过阅读标题和摘要进行人工识别，删除征稿通知、期刊声明、会议声明及不相关文献后，得到有效文献160篇，包括期刊论文95篇，博士论文3篇，硕士论文62篇。
（三）研究方法
陈超美教授开发的CiteSpace是进行文献计量分析的有效工具。学术界将基于CiteSpace分析的数据结果视为科学知识图谱，用来探索相关领域的研究热点和演进趋势。文章将160篇有效文献以Refworks格式从CNK I导出，并导入CiteSpa ce（5 .7 R 2）中进行分析。采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，同时结合文献研究法进行定性分析。
二、我国CMF领域研究分布状况
（一）我国CMF研究领域的发文量分析
发表论文的数量是显示相关领域研究成果的重要指标，可以反映相关研究是否是学术界的关注的热点[7] 。文章通过文献统计得到CMF文献的年度发文量，如图1。从时间分布来看，2009-2012年是我国CMF领域的探索阶段，这一阶段的发文量共计6篇，占据总文献量的3.75%，年度文献发表呈现出波动现象;2013-2016年是CMF领域稳步发展阶段，该阶段文献量共计23篇，占总文献量的14.38%;2017-2020年是CMF领域快速发展阶段，年平均发文量高达32.75篇的较高水平，截止到2020年11月5日，2020年度发文量高达39篇。从图中可知，我国CMF研究受到学者越来越多的重视，发文量呈现出持续上涨的趋势。
（二）我国CMF研究领域的期刊分布及机构分布
从期刊分布来看，如表1，我国收录CMF文献排名前三的期刊分别是《设计》《工业设计》《家具》，其中收录CMF期刊论文排名第一的《设计》，涵盖了CMF研究的多数成果（95篇期刊论文中，设计占据21篇），具有极高的参考价值。从CMF研究机构分布来看，发表CMF文献排名靠前的机构分别是湖南大学、哈尔滨理工大学、清华大学。总体来看，CMF年度发文量近年来呈现出明显的上升趋势，并已获得国内高校一定程度的重视。
三、我国CMF研究知识图谱绘制
（一）关键词共现知识图谱
文献的关键词是对研究内容的精炼概括，能够有效反映特定领域的研究热点[8] 。文章使用CiteSpace，设置时间跨度为2009-2020年，时间切片为1年，阀值选择TOP50，节点类型为
运行软件后得到由220个关键词节点和377条连线组成的CMF研究的关键词共现知识图谱，如图2。关键词共现图谱中的节点（圆圈）大小代表关键词出现频次的大小，节点越大说明该关键词与其他关键词共现次数的总和越大。节点之间连线的粗细代表两者关联性的大小，连线越粗，关联性越大。线条的颜色显示关键词首次建立连接的时间[9] 。从图2可以看出，CMF领域的关键词共现知识图谱以“CMF”和“CMF设计”关键词为核心，呈放射型发散状，研究分支较多。进一步分析发现，CMF关键词共现图谱中节点关键词之间的关联度较低。从图2 所呈现的信息来看，CMF研究的重要节点有CMF、CMF设计、产品设计、工业设计、色彩、材料、感性工学、感性意象等。CMF研究涉及等诸多领域，并以此不断扩展CMF研究的外延。
（二）CMF研究关键词分布
通过频次与中心度的分析，明确CMF研究热点。从量化的角度分析，CMF领域关键词共计218个。这些关键词揭示了众多研究者在研究CMF过程中涉及到的研究对象、研究方法及相关理论。由于篇幅所限，文章仅列出频次≥3的关键词，并将其按出现频次的高低进行排列，如表2。排名前五的分别为CMF设计>CMF>产品设计>工业设计>色彩。
中心度能够反映热点的重要性，中心度越大，其重要性也越大。一般认为中心度超过0.1的节点为关键节点[10] 。从中心度来看，CMF研究超过0.1的关键词有7个，从高到低分别是，CMF>CMF设计>产品设计>工业设计>感性工学>感性意象=材料。需要注意的是，关键词的频次与中心度并不完全一致，如CMF的频次为51，中心度为0.63，高于CMF设计的0.62。
有些关键词的频次和中心度都很高，如CMF设计、CMF、产品设计、工业设计以及材料等是CMF领域的研究重点与研究热点。感性工学、创新设计、感性意象尽管频次不是很高，但对CMF研究的框架与思路也有很大的影响，也是CMF领域的研究热点。
（三）关键词时区视图
关键词时区视图，将关键词与时间联系起来，用来展示CMF研究领域的关键词随时间的演进情况，以此发现关键词出现时间及关键词之间的相互关系[8] 。文章设置时间跨度2009-2020年，时间切片为1年，选择时区视图（Timezone View），绘制关键词时区视图，用来解释CMF领域的演进趋势，如图3。
四、我国CMF热点主题与演化趋势分析
（一）我国CMF热点主题辨识
参考何厚建等[11] 将关键词进行分类研究，文章结合定量分析得到的关键词共现知识图谱、关键词分布表，在CMF语境下，进行相关文献定性分析，以此将我国CMF研究热点主题归纳为三个不同的层面：（1）CMF设计方法研究，主要包括感性工学、感性意象、趋势研究以及用户研究等关键词;（2）CMF基础研究，主要包括色彩、材料以及表面处理工艺等关键词;（3）CMF应用研究，主要包括创新设计、用户体验、工业设计以及产品设计等关键词，如表3。
1.CMF设计方法研究
把CMF作为研究的对象，结合不同的理论或者方法，在具体的研究过程中提出CMF的设计流程与方法。CMF设计研究方法在理想的情形下应该是定性与定量结合的、主观与客观结合的，除了常用到的问卷调查法、焦点访谈、专家评估法、竞品分析法等，目前较为热门的研究方法包括四个方面：（1）感性意象。感性意象能充分传达消费者的情感需求，通过感性意象研究进行符合用户感觉期望的产品设计。韩飞鸿[12] 在研究感性意象的基础上，将其应用到白色家电CMF设计中，并且提出了白色家电CMF的设计方法;（2）感性工学。感性工学是一种探讨“人”与“物”的关系的理论和方法，将感性工学理论应用到CMF设计中，满足用户感性需求。孙新竹[13] 通过分析色彩、材质与感性之间的对应关系，在感性工学研究的基础上，创新地构建消费电子产品CMF设计研究方法与流程;（3）趋势研究。趋势研究立足于当下从而对未来进行预测，对设计领域有重要意义。程婉琳[14] 从用户情感、市场、上游、流行等角度出发，展开对设计趋势的研究，并以此输出趋势主题，进行渐变色智能手机CMF提案;（4）用户研究。近年来，以老年人、儿童、残疾人为目标人群的CMF设计研究逐渐增加，体现出对弱势群体的关注。杨文博等[15]以学龄前儿童为目标用户，通过生理、心理、行为特征分析，以益智桌为载体，阐述学龄前儿童益智桌的CMF设计方法，并将其应用到实践中。
2.CMF基础研究
CMF作为设计学的一个新兴学科，对CMF概念的研究有利于把握CMF的本质和内涵。CMF包括色彩、材料、表面处理工艺三个元素，每一个部分若分开来单独讲，其理论体系都是很庞大的，对于CMF各个元素的深入分析，有利于深扩展CMF知识体系的深度和广度。国内有很多学者分别围绕着CMF的不同层面进行研究：（1）概念研究。色彩、材料、工艺涉及多个学科的知识领域如材料学、设计学、心理学等。左恒峰[1] 明确了设计领域CMF的研究内容，并提出设计学领域的CMF概念，对于CMF理论体系的构建起到积极推进作用;（2）色彩研究。色彩研究通常指色彩的情感，色彩的创意设计，色彩的语义等的研究。宋文雯[16]从色彩理论入手，对色彩情感及象征意义进行分析，展开对室内空间的色彩设计的研究;（3）材料研究。材料研究主要指材料质感的研究。陈橙等[17] 采用用户实证研究方法，以质感感性语义词为实验语义词，以市场调研而来的材料为具体实验测量对象，对实验材料样本进行感官语义词测量，并用SD法分析实验数据，提出品质感提升的搭配设计方案;（4）表面处理工艺研究。表面处理工艺相对材料而言更易于创新设计，能够为色彩和材料质感带来明显的变化效果，但是表面处理工艺需要以材料为载体，难以脱离材料单独进行研究。
3.CMF应用研究
CMF以相对较低的成本，赋予产品功能属性和情感属性，受到学者的广泛关注。目前，已有不少学者通过CMF理论研究，将其应用到不同行业中，进行相应的工业设计和产品设计研究，从而实现创新设计提升用户体验。我国有很多学者围绕着工业设计、产品设计、创新设计、用户体验等不同层面，展開CMF应用研究的探索：（1）工业设计和产品设计研究。不同行业的设计在功能、美学、人机交互等方面会有差别，使用的CMF设计元素也会有所不同。因此，有必要对不同行业的CMF设计进行研究。仇媛，通过探索色彩、材料、工艺在手机设计开发中的作用，阐述CMF在手机行业开发流程中的应用[2] ;（2）创新设计研究。在产品同质化严重的背景下，通过CMF以相对较低的成本实现产品创新性表达是提升产品竞争力的有效方式。王佳丽等[18] 提出通过运用相同或相似逻辑的色彩设计、材质设计、图案纹理、处理工艺等，形成系列化产品的创新性表达;（3）用户体验研究。CMF作为用户直接感知的部分，是提升用户体验的重要方式。鲁晓涛等[19] 明确用户对CMF的感知途径，将其应用到设计实践中，以此提升用户体验，并提出色彩、材料和表面处理工艺是提升感官体验的有效方式，用户乘坐体验的升级离不开CMF在交通工具领域的研究和应用。
（二）CMF研究演进趋势
参考李细珍等[20] 采用关键词演进趋势图进行研究主题的演化路径分析，文章结合定量分析得到的关键词演进趋势图、关键词分布表，对CMF相关文献进行定性分析，进一步梳理出我国CMF研究的演变路径。
1.探索阶段（2009-2012年）：在此阶段中，CMF、色彩、材料、工业设计是CMF研究重点。仇媛，通过探索色彩、材料、工艺在手机设计开发中的作用，阐述CMF在产品开发流程中所起到的作用[2] 。高校关于CMF的教学刚刚起步，少量学术文献开始对CMF有所涉略，主要涉及CMF理论及基础应用。
2.稳步发展阶段（2013-2016年）：此阶段中，产品设计、CMF设计、感性意象、感性工学是CMF研究重点。韩飞鸿[12] 在研究感性意象的基础上，将其应用到白色家电CMF设计中，并且提出了白色家电CMF的设计方法，辅助白色家电CMF的规范性设计，借助感性意象进行设计方案测评，探究方案是否满足用户需求。由于清华大学、哈尔滨理工大学、北京服装学院等高校的加入，CMF研究稳步发展，主要涉及是CMF设计方法及设计实践。
3.快速发展阶段（2017-2020年）：在此阶段中，趋势研究、儿童家具是CMF研究的重点。杨文博等[15] 以学龄前儿童为目标用户，通过生理、心理、行为特征分析，以益智桌为载体，阐述学龄前儿童益智桌的CMF设计方法，并将其应用到实践中。由于江南大学、南京理工大学等高校加大了对于CMF的研究和CMF设计的教学，以及企业为高校人员在实践中发现问题并提出相应的解决方法提供良好的平台，CMF研究快速发展且研究内容不断深入。由关键词演进趋势图可知，该阶段虽没有较大的节点，但研究内容涉及更加广泛，研究视角更加细化，众多学者从应用行业、研究方法、用户群体等不同层面展开对CMF的深入研究。
自2009年以来，我国学者对CMF的文献研究逐渐从理论层面转向设计实践层面。CMF、工业设计、材料、色彩、产品设计、CMF设计、感性意象、创新设计、感性工学、趋势研究、儿童家具陆续成为我国CMF研究学者关注的热点，形成CMF领域的演进趋势。
结论与启示
（一）结论：文章采用CiteSpace文献计量法进行定量分析的同时，结合文献研究法进行定性分析，对2009-2020年CNKI数据库中以SU=CMF为检索式获取的160篇有关CMF的期刊论文和博硕论文进行统计分析，得出以下结论：
1.通过我国CMF研究年度发文量分析可知，CMF研究受到学者越来越多的重视，发文量呈现出持续上涨的趋势。
2.关于我国CMF研究，期刊收录文献量排名前三的分别是《设计》《工业设计》《家具》，研究机构发表论文数量排名靠前的分别是湖南大学、哈尔滨理工大学、清华大学，CMF研究并已获得国内高校一定程度的重视。
3.我国CMF研究热点主题主要分为三个层面：（1）CMF设计方法研究，主要包括感性工学、感性意象、趋势研究以及用户研究等关键词;（2）CMF基础研究，主要包括色彩、材料以及表面处理工艺等关键词;（3）CMF应用研究，主要包括工业设计、产品设计、创新设计及用户体验等关键词。
4.自2009年以来，我国CMF演变路径分为三个阶段：（1）探索阶段（2009-2012年）;（2）稳步发展阶段（2013-2016年）;（3）快速发展阶段（2017-2020年）。在此过程中，CMF、工業设计、材料、色彩、产品设计、CMF设计、感性意象、创新设计、感性工学、趋势研究、儿童家具陆续成为我国CMF研究学者关注的热点，形成CMF领域的演进趋势。
（二）启示：通过对CMF文献计量分析的结果可以看出，我国的CMF研究工作起步较晚，对CMF的理论和方法的研究仍需要进一步完善。在CMF研究内容和研究方向上，相关研究者在结合研究热点、研究主题、演进趋势的基础上，要勇于探索，不断扩展研究领域，形成跨学科、多分支的研究体系，要在完善CMF理论研究的同时，将理论转化为具体的设计实践，从而推动我国CMF研究的进一步发展与完善。
人机交互范文第2篇
(一) 树莓派的简介
树莓派是一种卡片式搭载Linux系统的电脑。树莓派能替代日常桌面计算机的多种用途, 包括文字处理、电子表格、媒体中心甚至是游戏等等。树莓派与常用电脑相比占用空间小, 价格低廉, 并且便携。从树莓派发行至今主要的版本有A型, A+型, B型, B+型, 2B型, 3B型, 3B+型。到现在为止树莓派已经可以搭载并运行众多开源系统和程序。
本次主要以3B型为核心芯片。树莓派可以完成大部分大型电子产品所能完成的简单的工作流程, 比如形成一个简单的路由器和家庭网络影院以及形成一个简单的网关。再复杂点就是形成语音交互功能或通过安装摄像头从而实现拍照或者录影等功能。本次实验主要以树莓派3B型为搭载电脑来实现人机语音交互功能.3B型相比于前代使用了更为快速的CPU处理器, 同时在网络传播方面也大大加快了上传与下载速度, 这些可以解决在传输方面上的需求并可扩展更多的用途。
(二) 语音交互的优势体现
语音交互相对于传统交互更加具有时效性, 及简便性。在上世纪60年代的奇才道格·恩格尔巴特提出了人机交互之后, 整个交互方式经过了巨大的发展, 在80年代第一台搭载GUI系统的电脑发行后, 并随着DOS系统的发展GUI系统被人们认可的程度越来越高。人们开始逐渐习惯于图形交互所带来的便利型, 而不是依靠记住一个又一个运行代码而来运行整个系统。但是在不断地发展过程中, 人们发现GUI依然存在很多的弊端, 人们虽然不需要记住繁杂的编码但是依然具有很高的入门门槛。
语音交互相比于传统交互具有更大的优势, 它更加符合人类的语音自然性, 让人们在使用过程中具有更大的便利性, 并且语音交互相比其他交互方式基本零门槛。正如同人们在阅读的时候会先将所接收到的信息转换为更容易被大脑所识别的消息---语音信息, 让后传递给大脑进行识别与反馈, 这正如大部分人们先学会说活后识字阅读的过程一样。语音交互更加的迅捷, 在传统的交互方式里面, 人们想要得到一个信息首先需要打开搜索界面, 让后输入所需内容进行搜索, 这一过程将耽误人们大量的时间, 而语音交互可以将这一过程进行大量的简化与缩短从而提高整体工作效率。在现阶段语音交互这一方法还并不完善, 依然处在于发展阶段, 它极有可能存在识别错误或无法识别等问题, 但它依然有着其他交互方式所不能比拟的优势与发展趋向。
二、在树莓派上实现语音交互系统的方法及系统模型
(一) 实现语音交互系统的具体方法
1. 语音的输入
语音信号输入主要依靠在树莓派主板上搭载麦克风阵列从而来完成对语音信号的接受及存储这一过程, 麦克风阵列主要由一定数目的声学传感器组成, 它可以对接收到的语音的信号进行采纳从而得出语音信号的来源方向及其变化, 同时麦克风阵列还可以对声波的相位进行过滤从而减少噪音干扰, 尽量确保的到的信号的准确性。
2. 语音信号的识别与转换
语音信号转换为数字信号主要依靠语音识别芯片来完成这一过程, 语音识别芯片可以将数字信号传递给树莓派。语音识别芯片也可以通过相关代码来设置关键词, 来对用户的语音上的数学上的特征矢量进行直接识别, 做到直接给予反应, 从而来缩短芯片处理的时间并减少芯片的负荷。树莓派可以通过装载不同型号的语音识别芯片来完成一些特定人的语音对话需求。
3. 语音信号的输出以及反馈
树莓派在经过相对应的代码从而对得到的数字信号进行一系列的转换与运算, 这时通过在树莓派上搭载语音处理服务器与语音信号合成器从而把运算后的数字信号转换为语音信号, 再通过联网来获取相对应的信息, 麦克风阵列会把这些信息以语音的形似回馈给用户, 从而实现语音交互这一功能。
(二) 系统模型
系统的实现模型框图如下所示
三、使用树莓派系统的人机语音交互系统的前景以及意义
运用树莓派系统来实现人机语音交互系统相比与其他的系统来说成本更加低廉, 并且可以由用户来自行控制。语音交互相比较与传统交互方式来说它更加高效, 对用户的要求门槛大幅度降低, 不需要大量的代码来进行控制而是通过语音来进行一系列的控制。同时树莓派的语音交互系统可以支持人们在不同场景下的输入, 利用麦克风阵列和语音处理服务器还可以有效的降噪, 极大的提高了整个系统的正确率。它不仅可以用于语音交互方面, 它还可以通过用户自行设置用于其他多种交互方式, 满足用户多方面的需求。
摘要：人类的日常生活沟通中绝大多数是由语言来进行的, 语言在社会学概念上作为人类特有的一项技能, 不仅仅是相互传递信息的主要工具, 也是人们最理想的人机交互的桥梁。的此模型主要以RaspberryPi (又名树莓派) 为处理中心, 来进行一系列的语音交互系统操作, 如:语音唤醒, 语音识别, 语音交互以及简单控制家用电器的运行等。此模型可以在一定方面上解决传统交互模式所带来的弊端, 相比而言对于用户成本更低, 所需时间更少。
关键词：树莓派,语音交互,系统
参考文献
[1] 金鑫, 田犇, 阙大顺.基于LD3320的语音控制系统设计实现[J].电脑与信息技术, 2011, 19 (6) :22-25.
人机交互范文第3篇
【摘要】情感计算是与情感相关、来源于情感或能够对情感施加影响的计算。文章在分析适应性学习理论及网络学习适应性现状的基础上，构建了一个基于情感计算的适应性网络学习系统模型，并对系统的用户登录模块、情感交互模块、评价模块、适应性学习过程模块及数据库模块进行了详细论述，籍以此解决传统适应性网络学习系统的情感缺失问题。
【关键词】情感计算；适应性学习；适应性网络学习系统
传统的网络教学系统（或学习系统）虽然可以在web环境下实现认知层面的个性化教学，但往往只重视学习内容的适应性，忽视了学生在学习过程中表现出来的情感状态，以致学生在学习过程中缺乏情感投入，造成严重的情感缺失，甚至产生反感情绪，严重影响网络学习的效果。一个真正个性化的适应性学习系统不仅应当是有智能的，而且还应当是有情感的。
情感是人类的基本经验，它同理性思维和逻辑推理能力一样，在我们的日常生活、工作、交流、处理事务和决策中扮演着重要的角色[1]。情感在认知和人机交互中起着关键性的作用，让计算机具有情感实质上就是让计算机在与人的交互中具有智能和敏感的能力。如果计算机具备了类似于人类的情感能力，能够感知和表达情感，那么人与自然、人与计算机就能达成一种和谐。因此，可以说情感计算是建立这种和谐人机环境的基础之一。
所谓的情感计算是与情感相关、来源于情感或能够对情感施加影响的计算[2]。情感计算技术将有助于改变目前传统网络教学中的情感缺失问题，是解决目前网络学习适应问题的有效突破口。
一 适应性学习理论及网络学习适应性现状
适应性学习（Adaptive Learning）是指为了提高学生学习的适应性，通过学习环境的自身调整来适应学习者的个性特征和认知水平，满足学习者个别需要的学习过程。因此，适应性学习主要包括：（1）学习者可以选择学习支持工具来定制自己喜欢的学习环境。（2）根据学习者的需要，适应性学习可以提供灵活的学习方法，动态地呈现学习内容[3]。现阶段主流的适应性学习模式主要包括3个关键环节：学习诊断、学习内容的动态组织和学习策略的选择[4]。
适应性学习系统的研究以人工智能科学、认知科学和思维科学为理论基础，通过研究人类学习思维的特征和过程，来寻求学习认知的模式[5]。在适应性学习过程中，学生能够自己组织、制订并执行学习计划，能控制整个学习过程，对学习情况进行评估。学习系统要能够满足学生进行个性化学习的需求，提供适应性的学习诊断、适应性的导航及适应性的内容呈现。学生在系统提供的环境中，可以自由选择学习方式。系统会根据学生与系统的交互情况及学生的学习状态、历史记录，适时地给学生以引导，帮助学生完成学习目标。同时还应该适时地对学习者的情感状态做出反应，使学习者快乐地学习，防止由于情感交流缺失造成情感障碍问题。适应性学习系统要充分考虑学生学习行为的个性化特征和情感需要，给学生提供个性化、和谐的人机交互环境，最终达到因材施教的目的。但目前所设计的“适应性学习系统”或“适应性教学系统”往往忽略学习者情感这一重要因素，仅仅实现了认知层面的个性化教学，出现了大量学习适应不良问题等，情感缺失问题尤为严重。所谓情感缺失[6]，就是指由于教师和学生、学生和学生分离，使得学生和学生不能像常规教育那么及时地、面对面地交流，学生在学习过程中的某些问题得不到解决，在心理上存在困惑而得不到帮助。这样，如果学生长时间面对冷漠的电脑屏幕而感受不到交互的乐趣和情感的激励时，就会产生反感情绪，从未造成各种各样的学习适应问题。
二 基于情感计算的适应性网络学习系统理论模型
在教与学的过程中，人类的表情和语言是丰富的，当教师讲授的内容学生能够理解和接受的时候，会出现情绪高涨的状态，学生会用微笑的表情或欢快的语言来表示。反之，情绪会低落，学生可能会用眉头紧锁、目光呆滞、低沉丧气等方式来表示他们无法理解讲授的知识。学生的这些情感表现是很重要的反馈信号，为了在网络学习环境中，有效地解决情感交流匾乏问题，本文提出了基于情感计算技术的适应性网络学习系统理论模型，如图1所示。该系统将对学生的情感信号进行捕捉和识别，并以此作为重要依据，判定学生的情感状态和对所学知识的接受情况。系统通过访问学习者特征数据库和相关知识库，主动收集、分析来自学生的反馈信息，从而给出合理的、个性化的学习方案，并能不断地调整和修正学习方案，实现和谐人机交互功能和真正的学习自适应。
上述模型是在传统的适应性学习系统模型的基础上加入了情感计算技术，系统更加具有智能性和友好性，能更好地反应学生的学习状态和情感状态，最终提高学习质量，完成学习任务。该系统可以实现以下功能：对学生的情感信息进行捕捉和识别，并以此作为动态调整学习策略的重要依据；情感虚拟教师可以与学生进行情感交流，实现人机情感交互；根据学生学习时的情感表现和学习历史，适时调整学习内容和内容的难度等，真正实现适应性学习。
该系统分为五大模块：用户登录模块、情感交互模块、评价模块、适应性学习过程模块及数据库模块。
1 用户登录模块
这部分是用户与计算机的接口，主要负责用户的身份验证。学习者初次登录系统时要进行注册，这是实现适应性学习的基础。获取的用户信息存储在用户特征数据库中，主要包括注册用户的基本情况（如注册号、姓名、性别、年龄等）、受教育背景（如学历、学位、进修情况）等。同时，初次登陆系统的学习者还必须进行学习风格测试和知识的前测，收集的学生学习风格特征和知识特征信息被记录到相应的数据库中。
2 情感交互模块
该模块由可进行情感交互的虚拟教师和情感识别两部分组成，是本系统模型的特色部分。情感教师可以在用户学习过程中实现人机的情感交互，情感计算服务器对收集到的情感信息分别进行情感识别，涉及到的情感识别技术主要包括面部表情识别，语音情感识别、姿态情感识别和生理指标情感识别。系统通过统计方法计算出学习者在该学习阶段中所表现出来的情感种类和比例，识别出学习者的整体情感反应，并做出合理的情感评价和认知评价。
用户的整个学习过程是通过与可进行情感交流的虚拟教师（智能代理）进行交互而进行的，系统将学生的交互信息分为“奖励”和“惩罚”两种信号，这些信号作为系统的输入信息，通过虚拟教师的情感模型刺激系统产生出符合人类情感变化规律的情感信号，并用动画的效果进行表情输出，从而改变传统网络学习的呆板界面，实现和谐的人机交互。
3 评价模块
该模块的评价信息来自四个方面：
（1） 用户首次登录时，系统根据学习者填写的学习风格测试问卷和知识前测问卷得出学生的认知风格特征和知识掌握情况，并对此做出认知评价。
（2） 情感计算终端实时监测学习者在学习过程中的情感表现，并将收集到的人脸表情、语音情感、姿态信息以及生理指标信息等传递给情感计算服务器。在一段学习结束后，自动统计出所出现的情感种类及各种情感所占比例，系统在认知心理学理论的支持下形成情感评价和认知评价。
（3） 系统根据存储在数据库中的学生学习风格、知识特征以及情感数据等信息对学习者的状态做出适时评价。
（4） 学习者根据自己的学习经历，对自己的学习过程和学习结果的满意程度做出自我评价（即反思的过程）。
4 适应性学习过程模块
初次登录时，学习者的学习风格特征被记录到学生学习特征库中，知识特征记录到学生的知识特征库中。系统根据学习者选择的学习目的和学习历史记录进行自适应诊断学习的起点，学习起点的确定为后面的学习内容的适应性呈现提供了依据。起点确定之后，学习者就进入了学习状态。在学习过程中需要为学生配置一个摄像头，系统会通过情感识别技术分析摄像头所捕获的学生的情感信息，并根据情感模型判断学生的学习状态，然后给出相应的提示和合理的建议。如果学生的情绪为烦躁不安，则可能是学习内容难度过大，这时就应该提示学生注意调整一下学习内容的难度。
学习开始，系统会根据学习者的知识模型来提供适应性的导航和帮助，引导着学习者浏览合适的页面内容。比如，对己经掌握的知识点的链接添加相应的标志，还没有学习的知识点的链接可以不用展开或隐藏起来，即将学习的知识点的链接也可以用相应的标志来标注，以引导学习者的学习方向。
在学习过程中，学习者可以根据自己的情况适当的修改自己的学习风格特征和知识特征，以使系统更好的适应学习者的个性化需求。在学习过程中，如果学习者遇到困难可以向在线帮助模块发出请求，如果系统中己经存在问题的解决方案，则系统会给学习者提供反馈信息，从而为学习者提供帮助。如果系统的常见问题中没有发现与学习者问题相似的问题，系统则会根据学习者知识模型为困难学生找到对这部分的内容已经掌握的其他学习者，以帮助他进行学习，这样就避免了传统的协作学习中的盲目性。
为了检验学习者的学习情况，及时地更新学生的知识特征库，学习者可以进行自适应测试，系统会自动引导学习者继续学习新内容或对没有掌握的旧知识进行补习。
学习系统的适应性引擎模块会追踪学习者的整个学习过程，并记录学习者的学习状态，如学习历史记录、学习路径、掌握情况等，以不断更新学习者知识特征。
5 数据库模块
该模块主要包括四个部分：
（1） 学生情感数据库：即学生的动态情感数据资源，包括面部表情、语音情感、姿态情感和生理指标等；
（2） 学生学习特征库：存储了学生的通用信息以及学习风格、知识水平和偏好的学习策略等；
（3） 学生知识特征库：学生的认知能力、认知风格、领域知识掌握情况的表征；
（4） 领域知识库：按照不同形式组织的教学最小单元及其属性的集合。
其中，学生情感数据库、学生学习特征库和学生知识特征库是该系统中学生模型的基本组成部分。
上述适应性网络学习系统融入了情感建模、情感识别及情感表达等情感计算的相关技术，从而使传统的适应性学习更加个性化和人性化，使网络学习这种学习方式成为学习者获取知识的主渠道。
三 结束语
情感计算技术应用到网络学习领域，还处于初级阶段，面临的挑战是多方面的。情感计算技术是人工智能领域的新技术，迄今为止，相关研究在人脸表情识别，姿态分析、语言情感表达和识别等方面取得了一定的进展，提高了人机界面、人机交互的和谐性[7]。但由于缺乏大规模动态情感数据资源，情感计算的发展受到了一定的限制。本文所构建的基于情感计算技术的适应性网络学习系统模型也只是在理论层面提出的，还需要相关技术的支持。但我们相信，随着技术的不断发展和成熟，能够理解人的情感，与人进行自然、亲切交互的情感计算机在不久的将来将会出现。将情感计算融入到网络学习过程中，通过与学习者“对话”给予学习者情感鼓励和情感补偿，并根据学习者的情感反应，适时帮助学习者调整学习内容和学习策略，是必要的，也是可行的。我们下一步的工作将是基于本文所构建理论模型，运用相关情感计算技术和计算机技术开发出具有适应性功能和情感交互能力的网络学习系统。
参考文献
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[7] 傅小兰.电子学习中的情感计算[J].计算机教育,2004, (12): 27-30.
人机交互范文第4篇
第一场世界博览会在1851年的英国伦敦海德公园举办, 展示这一词便是这之后出现的。这场世界博览会在当时被称为“万国工业博览会”, 这个全世界第一场世界博览会最出名的并不是它超过一万三千的来自世界各地的展览品, 而是以钢铁为骨架建成的承载众多展品的建筑自身—“水晶宫”, 这座由约瑟夫・帕克斯顿设计的花房式框架玻璃结构建筑的场馆和一万三千多的展品共同进入人的眼帘, 并越过众多展品成为第一届世博会上最成功的展品。作为承载第一届世界博览会的展示馆, 它是一个时代的辉煌, 也预示着展览、展示设计即将成为一个独立的学科。
展示设计是通过设计师的再创造将物品、物件示于他人的一个综合性学科, 其范围非常的多元, 不仅包含了建筑、环境、视觉、灯光甚至还包含了展示空间与展示信息的综合策划等。展示设计师通过对空间的功能划分实现空间的展示目的。在这个信息日益膨胀和科技高度发达的现代社会, 人们需要通过更多的方式来获得有效的信息, 需要得到更多的沟通与交流。展示空间便是现代社会传递有效信息的一个媒介, 这个空间可以整合信息并充分、有效的在人与人、人与社会之间传播[1]。
二、人机交互技术的发展
人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备, 以有效的方式实现人与计算机对话的一种技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等, 人通过输入设备给机器输入有关信息, 回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。
随着人们的探索发现, 人的行为方式需要进行必要的研究, 于是认知心理学开始渐渐运用到计算机的设计中, 人机交互的重要性开始受到人们的注意。用户界面设计从语言至图形的转变是在多媒体技术出现之后, 而这种多媒体技术则是在自然化交互设计技术出现之前的一种过渡技术。但随着多媒体技术的不断发展, 动画、音频、视频等媒体被加入到这种技术中来, 尤其是音频媒体的加入, 从很大程度上充实了更多计算机传达信息的表现形式, 为人们更好的控制和传达信息创造了很好的条件, 极大的提高了人机交互的效率[2]。
三、人机交互与展示设计。
展示空间作为文化交流的独特空间, 随着时代的快速发展以及人们需求的不断改变, 已经不再局限于展出物品这种简单的功能性满足, 现代展厅已经成为公众信息来源、文化交流的主要场所。单一、克板、无趣的展示方式已经满足不了现代人们的需求, 展示设计的重心不再是简单的以物品为主, 而是逐渐向以人为本转变, 并且愈发重视亲身体验感, 这与交互设计“以用户为中心, 注重用户体验”的理念不谋而合[3]。
在现代社会发展的大前提下, 人的感受已经成为了设计必须考虑的重要问题, 展示活动交互也不例外。在原来的展示活动中人们主要通过视觉这一直接的方式感受展品的内在信息, 而随着人机交互技术的发展, 人们通过除了视觉以外的其他方式接触并感知展出物品, 其中包括触觉、听觉等。虚拟现实技术的发展使得展出的物品能够通过三维技术合成, 而这合成的虚拟展品可以根据人们的意愿通过虚拟空间对其进行反转和细节观察。现代展示设计宗旨是体现展示物品, 而这些展示物品有效信息的传播则是展示的最终目的。而这种虚拟现实技术的不断发展, 既能实现展品信息的传播又能让人与展品之间交流更便利而又不会破坏真的物品, 人机互动在展示设计中的优势显而易见[4]。
智能化也是人机交互的一个重要设计, 智能化设计主要是使人在任何情况下都能感觉自己处于一个最佳的状态。智能化交互设计会改善人的生活水平和改变人的生活环境。在这样一个交互设计的环境下人与人之间的距离将会变得很近, 人在使用过程中将体会到极大的愉悦性, 提高了他们对生活的热情度, 而在这种环境中, 变化的并不是人, 而是机器的智能化。智能化人机交互设计将实现尼葛洛庞蒂“界面应该设计得像人一样, 而不是像仪表板一样”的愿望, 因为“这种设计不仅了解人的需求和感觉, 而且表现出超凡的聪明才智, 以至于物理界面本身消失不见了。”当然这里面的物理界面并没有真正的消失不见, 反而是随时随地都可以出现, 这种状况尤其体现了人在其中的作用, 即让所有的机器都调整好最佳的状态来适应人的需要, 那时的界面可以是任何一个平面, 这样的面不仅传达一个视觉效果, 而且还会有听觉、嗅觉等多通道的方式。展示设计所要表达的信息需要通过空间向公众展示, 而在这种智能化人机交互技术发展的时代下, 人机交互技术与展示设计作为技术和艺术紧密结合的典范, 将“空间”含义进一步延伸, 展品的形式也不再拘泥于一个具体的物品, 它可能是一首变幻莫测的音乐也可能是几条绚丽的光线, 更有可能只是一个空荡荡的空间, 而这音乐、光线、空间都会因为观众的脚步、呼吸、声音而变化, 这就是展示中的人机交互, 人们可以更加亲近这个展示空间, 并深切的感受它。
四、结语
设计的最终目的不再是商品, 而是用户, 这也意味着展示设计的设计方向也不再仅仅是展品, 而应该更多的关注人的情感体验, 即参观者在展示过程中与展品产生的情感交流。也就是说人们在参展过程中不在仅仅依靠视觉获得信息, 而是通过人机交互的方式对观众的感知觉进行交流以达到最好的展示效果。
虽然国内的人机交互技术与展示设计的结合并不是很成熟, 但我相信, 通过众多设计师的不断探索与自主创新, 总有一天, 我们也能将人机交互技术在展示设计中发挥最大的作用, 并通过设计给人们带来更加轻松、舒适的生活。未来的设计中以人为中心的理念将会得到更深的体现, 人们在工作环境里不仅可以在生理上觉得舒适, 而且在心理上也会愉悦, 那时候人们的生活会变得更加便捷、美好。
摘要：计算机技术与多媒体技术的发展给设计行业带来了极大的便利, 人机交互技术也逐渐在各设计行业中应用, 展示空间作为信息整合的传播媒介, 其设计过程中更是通过前沿的交互技术实现了更好的展示效果, 通过三维人机交互技术等实现参观者与展品之间的高效自然人机交互。这种新型的展示方式给展示设计带来了一个新的发展方向, 即对展示主客体进行深入分析并选择恰当的交互方式来实现更好的展示效果。
关键词：人机交互,展示空间,展示设计
参考文献
[1] 周洁.对展示设计中空间问题的探讨[J].河南建材, 2011 (4) :151-151.
[2] 吴枫周梅婷.浅谈展示设计的发展趋势[J].中国轻工教育, 2010 (5) :18-20.
[3] 周波.基于虚拟现实技术的展示设计创新研究[J].现代装饰 (理论) , 2011 (9) :6-7.
人机交互范文第5篇
关键词：界面设计;交互设计;产品设计;结构设计
“人机界面”是指人与机器之间互相影响的区域，人机界面包括的内容比较广泛，任何参与人和机器信息交流的领域都包括在人机界面中。界面设计存在在人与物的信息交流中，只要存在人和物信息交流的领域都是界面设计的内容，因此设计的界面所包含的要素是非常广泛的。简单的来讲，设计界面可以定义为在设计中要面对的与将要分析的所有信息交互的集合，它能够很好的反映人和物之间的关系。界面的设计是开发过程中的最重要的内容，能够影响到整个开发团队。出色的界面是便于用户使用并且操作简单易行，开发团队要结合用户需求和自身理解制定设计目标。
1交互设计理论
用户界面设计的工作流程包括三方面：结构设计、交互设计和视觉设计，而交互设计是用户界面设计工作流程中最为重要的一部分，它的成与败直接关系着产品的成与败。通常来讲，交互设计是指基于人们的需求，根据人们的体验进行产品设计，交互设计就是关于创建新的用户体验的问题，其目的是增强和扩充人们工作、通信及交互的方式。一个成功的交互式产品操作简单，易掌握，使用效果好，可以为用户提供舒适的体验。由此，研究与思考交互设计的具体内容是进行界面设计的重中之重。
交互设计是一个非常复杂的过程，在设计过程中需要对多个学科进行设计，在产品设计已经得到了广泛的认可。设计者要充分理解用户对具体事件的反映方式，用户和事件之间交互、通信的方法，仅仅在这个过程就要很多学科的专业人员参加。同时，设计者要研究设计多种类型的交互媒体的方法，而且要使交互方式更加有效，更加丰富。针对这种要求，动画设计师、美术设计师、摄影师、艺术家和产品设计师等不同行业的专家加入到设计队伍中。
2交互设计在界面设计的应用研究
2.1交互设计与界面设计的关系
有很多人会把交互设计和界面设计混为一谈，认为交互设计就是界面设计，特别是看待软件产品时的交互。其实界面设计已经引起了人们的关注，但是交互设计更加关心用户和产品在行为上的交互体验过程。
简单的来讲，软件界面就是人与机器间的信息界面，而交互设计则是一个将美学、心理学、计算机科学和人机工程学等进行有效结合的商业和工业行为。它的目标是通过改进设计，改善和执行通信与信息系统来满足客户的需求。随着时代的发展，人们渴望得到内容更加丰富多彩的交互界面，因而在交互设计中人的因素被逐渐重视起来，构造和行为就变成用户界面开发过程中的两个非常重要的内容。构造和行为即界面设计和交互设计，这都牵涉到界面开发人员和用户开发人员。在界面设计开发过程中，界面设计师必须走进用户，和用户一起讨论分析最后形成讨论结果，这个过程虽然辛苦但是意义也十分重大。在交互过程中，虽然它不完全受软件的制约，但是交互设计对用户界面的行为和外观有着密切联系。因此界面设计专家与决定和用户进行交互方式的专家要对这一内容展开深入分析和研究。
2.2采取交互设计，以用户为中心进行界面设计
“以人为中心”是交互设计提倡的设计理念，这个理念应该被更多的应用在现有的界面设计中。以人为中心可以理解为以用户为中心，在开发的过程中首先要对用户和用户需求进行详细了解，并将这些信息作为设计的方向。以用户为中心的设计，前提就是应当对用户的需求进行充分了解。这就要求设计人员对不同用户的价值取向、性格喜好和生活习惯进行了解和研究。例如，在考试系统的界面设计中，应当设计简单而且与学生在日常答题的行为相符合，避免因为电脑测试给学生带来的不便。在为老年人设计的界面，内容最好简单明了，还要有良好的使用向导，用最少的操作程序完成较多的查询和功能。而为儿童设计的界面，就应该考虑儿童对色彩和图像上的要求，设计出色彩鲜艳、内容丰富的界面，来吸引更多孩子的注意力。要想设计出这种界面，就需要设计者对儿童色彩的喜好和在儿童心中的流行趋势进行研究。在设计过程中，还应特别注意儿童的使用方式，由于儿童行动不够灵活，可以考虑使用触摸式的交互设计来使这种情况得到满足。由此看来，以用户为中心的界面设计一定能最大限度的满足用户需求，必定是一个成功的界面设计，少了这个前提必定不会成功。
3结束语
综上述之，界面设计不只是单纯的美工设计，应该将它的使用方式更多的融合到设计当中，把更多的交互设立理论加到界面设计中，达到满足不同用户的需求和使用方法。将漂亮美观的界面设计和完备的交互功能进行有效结合，满足用户简单快捷的应用需求，满足了这些要求，设计出来的界面设计才是出色地
设计。
参考文献
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[4]欧阳建军.基于交互设计的界面应用研究[J].科教导刊(中旬刊),2010,04.
作者简介
陈乐凯，男，汉族，中南大学建筑与艺术学院，在校硕士。
戴端，中南大学建筑与艺术学院，教授。
人机交互范文第6篇
最近一段时间关于无人机的文章很多，但大部分都是以某个角度去写或分析，甚至有些纯属于软文性质误导准备进入植保行业的朋友，所以酝酿已久决定再写一篇文章全面阐述植保无人机。不妥之处，还请各位雅正。
植保无人机的分类及特点
植保无人机分为多旋翼植保无人机、共轴直升机和单旋翼植保无人机，按动力混合机型的方式划分有：电动多旋翼植保无人机、油动多旋翼植保无人机、油电混动多旋翼植保无人机、油动变距植保无人机;共轴植保直升机一般只有油动机型，目前还没有在实际的植保作业中有应用;电动单旋翼植保无人机、油动单旋翼植保无人机等。其中多旋翼植保无人机又分为：四旋翼、六旋翼、六轴十二旋翼、八旋翼、八轴十六旋翼等机型。单旋翼植保无人机有双桨、三桨两种型号。植保无人机和其他任务系统的无人机最大的区别在于植保无人机属于低速机，一般最高速度不超过13m/秒(时速不超过47公里/小时)，其他任务系统的无人机最高速度一般可以达到100公里/小时，最高速度甚至达到160—200公里/小时。
多旋翼植保无人机飞行中前进、后退、横移、转向、升高、降低主要是依靠调整桨叶的转速实施各种动作，特点是相邻的两个桨叶旋转方向是相反的，所以它们之间的风场是有相互干扰的，也会造成一定的风场紊乱。简单易学、短时间即可上手作业，多旋翼植保无人机的自动化程度领先于其他机型，有过航模基础的人基本都会自己组装，载荷越低造价相比相同载荷的其他机型造价越低，20公斤以上机型相比单旋翼植保无人机造价已基本无造价优势可言，并且单位能耗多旋翼植保无人机要比单旋翼植保无人机高出三分之二甚至更多，功效比比较低。除目前的油动多旋翼植保无人机外绝大多数更适合于大田作业。
单旋翼植保无人机的前进、后退、上升、下降主要是依靠调整主桨的角度实现的，转向是通过调整尾部的尾桨实现的，主桨和尾桨的风场相互干扰的概率极低。特点是风场统
一、下压风场大、桨叶产生的下洗气流能够使药液到达作物底部的叶背，能够满足多种作物如：大田作物、高杆作物、果树和较茂密作物的作业需求。优点是作物适用面广、可有效延长作业周期;功效比较高，目前我所了解的单旋翼植保无人机的功效比已经达到1：2.5左右，能耗相比于多旋翼植保无人机较低。缺点是单旋翼植保无人机的造价较高、操控难度比较大，对飞手素质要求较高，随着研发企业对单旋翼植保无人机飞控的投入加大和规模化生产，相信明年单旋翼植保无人机的自主化操作将不再是个难题，购买成本也会大大降低，加快单旋翼植保无人机的普及和推广。
(由于我对共轴植保无人机了解较少，目前暂不做介绍，以免贻笑大方)
所有类型的植保无人机动力类型都分为电池动力和燃油动力。电动植保无人机的特点是无人机构造比较简单，便于维护保养，机器整体重量较为轻便，转场方便，尤其是复杂地形的作业，一个女性便可轻易拿起机器转场。电动植保无人机可以适应较高海拔作业，目前测试的结果是在海拔4500米可以正常作业;缺点是电池成本较高，一般每天作业需要配备15—16块(组)电池，一次性购买电池的成本大约需要15000元—20000元，对于经济不太宽裕的从业者来说是一笔不小的负担。
油动植保无人机的特点是燃料易取，直接动力成本低于电动植保无人机，因重量较大，所以同等载荷的植保无人机油动机型的风场更大，下压效果更明显。油动植保无人机的缺点是发动机维护过于复杂、发动机寿命一般在300小时以内，超过300小时则需要更换发动机，而且100个小时以内需要对发动机进行保养，过程也较为复杂;由于植保作业是低速作业，发动机依靠风冷散热满足不了散热需求，在高温高湿季节作业风冷油动植保无人机有明显的不适应性，目前油动植保无人机大部分已经更换为水冷发动机也仅是有所改善而已，没有本质性解决散热和发动机寿命问题。油动植保无人机由于依赖于空气中的氧气进行工作，所以对高海拔的作业环境难以胜任，今年前段时间一家企业在甘肃定西进行演示作业时频频摔机就是这个原因，当时的海拔高度是1800米。油动植保无人机是目前所有植保无人机中操作难度最高的一种机型。
说到这里单独聊一下多旋翼植保无人机：现在生产厂家大多是以易操控、稳定为研发方向，忽略了植保无人机应该是以作业效果为主的，其实多旋翼的特点是同等载荷下旋翼越多旋翼尺寸越小、相互风场干扰越厉害，也就是说四旋翼的风场最好、六旋翼次之、八旋翼更差，至于六轴十二旋翼、八轴十六旋翼我就不多说了。有些厂家还把喷杆设计到七米多长，风场直径两三米，这种设计纯属于坑害客户，不能充分利用植保无人机的风场进行喷洒作业都属于耍流氓，植保无人机的特点就是利用无人机飞行过程中旋翼产生的风场对药液下压到达作物根部使作物着药均匀，如果只靠自然飘落效果甚至还不如人工或传统机械以及大飞机作业。
说完无人机的基本常识再讲讲植保无人机的喷洒系统
植保无人机目前市场上应用的喷洒系统只有两种：一种是扇形压力喷头，另一种是离心喷头，还有一种静电喷雾系统还没有在实际应用中出现，暂且不聊。
(补充一下：小编实测静电喷雾会使整个机体产出很强的静电，强到手碰机体就会产生火花，会产生严重的磁干扰)
扇形压力喷头的原理是通过压力泵对药液施加1—3公斤的压力到扇形压力喷头喷射出去，药液的雾滴直径一般在70—120微米，特点是药液下压力较大，产生的药液飘逸量较小，在干旱地区的蒸发量较小;缺点是药液雾化不均匀，雾滴直径相差较大。
离心喷头的原理是通过电机带动离心喷头高速旋转将药液破碎后利用离心力甩出，特点是药液雾化均匀，雾滴直径相差不大。缺点是离心喷头的配件很容易出现问题，寿命较短，更换频率较高，而且离心喷头基本上没有什么下压力，完全凭借无人机的风场下压，相比较压力喷头而言飘逸量大一些，对于高杆作物和果树来说效果差一些。
机型的选择和作业的基本要求
初入植保飞防行业的朋友对于选择什么样的机型更适合于自己一直比较困惑，是入门者最为普遍的一个问题，在这里我以自己的从业经验给大家一点建议。
首先，不要选择价格很低的植保无人机，因为生产企业盈利是必然的，价格低产生的恶果就是机器部件质量差、售后服务保障差，有的厂家的机器甚至在作业期每天不炸机都是新闻，选择了这样的机器首先造成炸机的损失不用说，因此而产生的一些列后果才是致命的：作业过程中发生炸机给客户造成不良印象、耽误作业周期而导致作物病虫害加重或无法控制以至于被客户索赔是有很大可能的，这种损失往往是作业一年甚至几年都无法挽回的，而且丢失市场是必然的。所以选择性价比高的产品和售后服务有保障的产品才是最明智的。
什么样的机器最适合自己?首先要根据自己的需求来选择：
1、不愿意出远门跨区作业，只想在农忙季节挣些零花钱的朋友可以选择多旋翼植保无人机，这种机型操作简便、维修成本低、自动化程度高、购买成本比较低，适合大部分大田作物和蔬菜类作物作业。长江以北(不含新疆)地区每年的作业天数大约可以达到45天至60天，按平均每天1架10公斤机器作业200亩地、每亩地平均价格10元计算，一年的作业收入大约可以达到9万元至12万元，机器及电池的成本大概在5.5万元—7.5万元，加上配套设施的成本大约在2.5万元，人工费用按300元/天计算是1.5万元—1.8万元(实际人工工资按月发放要高于这个成本)，第一年的作业略有亏损，第二年把机器成本扣除4万元，其他费用不增加，每年的利润大约在3万元—5万元;长江以南地区的作业大概在90天左右，年作业费收入大约18万元，第一年大概可以盈利5万元左右，第二年大约可以盈利9万元左右，这种计算方式都是以最低成本计算的，实际操作过程中可能会有所浮动。新疆的作业天数最高可以达到100天左右，但是因为大批作业队伍过于集中作业价格相比内地也有降低，实际收益可能不如长江以南地区
2、计划把植保飞防当成事业发展的朋友，我建议选择单旋翼植保无人机。单旋翼植保无人机作物适用面广，多旋翼能够作业的作物单旋翼也能做，而多旋翼不能作业的单旋翼还能做，通过我两年来的总结，单旋翼植保无人机的作业周期可以达到150天—180天。因为单旋翼植保无人机的造价很高，所以我们应该尽量发挥单旋翼植保无人机的特点，选择经济作物和果树作业，这样做收益很高，一般收费在20元—35元，按年作业150天、每天平均作业100亩、每亩价格25元计算，年作业收入大约可以达到37.5万元。购机成本大约每架机器按18万元(含16块电池)计算，人工成本大约12万元，其他成本7万元，大约第一年可以收回成本，第二年开始每年的盈利大约可以达到15万元以上。如果经营得当，甚至第一年就可以出现盈利。
关于作业要求：
今年很多植保队伍纷纷说自己的10公斤多旋翼植保无人机每天可以作业700亩—800亩，甚至还有说每天作业1200亩的，我只能说这些纯属胡说八道。根据我国农用航空植保的领军者兰玉彬教授带领的团队对植保无人机进行的性能测试显示：植保无人机的最高飞行速度不宜超过7m/s,超过这个速度植保无人机的风场就会与喷洒的药液产生脱节，无法形成对药液的下压力，从而造成药液飘逸流失或蒸发，影响作业效果，一架10公斤多旋翼植保无人机的作业效率大约在45亩—50亩/小时较为适宜，16公斤单旋翼植保无人机每小时的作业效率大约在65亩—70亩/小时较为适宜，以上作业效率均假定为大田作物，按每亩800ml喷量设定。所以按每天8小时作业计算，10公斤多旋翼植保无人机的作业效率(大田)应该在350亩—400亩，单旋翼植保无人机的作业效率(大田)应该在500亩—550亩，平整大面积地块效率会略有增加。
很多人把无人机植保服务当成很简单的一件事情，这样做会造成很严重的后果。做植保飞防服务除学会操作植保无人机以外，还应掌握相应的农业、农药和植保知识，不同的作物有不同的药液施用量，也有不同浓度的配比要求，还有对机器性能精确度的要求。今年我了解到在新疆有的飞防队伍作业小麦打除草剂造成药害，赔偿金数额很大，而且是一家知名的公司，另外一家植保队伍在海南作业豇豆造成药害2亩赔偿6万元。因此，一着不慎就有可能前功尽弃。即使同一种作物在不同的地域病虫害也有很大的差别，一种配方不能包打天下，要详细咨询当地植保专业人士并结合药厂制定施药方案。
目前即将进入小麦冬季除草作业，植保无人机进行除草作业应该极其慎重，操作水平不高的飞手尽量使用自主规划航线的无人机，选择在无风或微风的天气条件下作业，避免造成重喷，除草剂重喷会造成药害，影响作物生长发育甚至枯萎死亡，当发现有重喷造成的药害现象时要立即对作物浇水缓解药害。另外自主规划航线作业在长距离地块(500米以上)仍然会出现偏差，严重时偏移可达0.5米至1.5米，在这类地块作业尽量增加地面站数量、缩短地面站间距、增加航线精度或者将作业地块打节分段作业。
作业时不要迷信植保无人机的定高和避障功能，随时做好失控救机的准备，并避开高压线、变电站、高铁线路、雷达站、信号基站等干扰源，在多山地区或富矿地区还应注意地磁干扰对植保无人机造成的影响，在这类地区作业如果技术过硬尽量采用纯手动飞行模式，增稳的GPS模式和自动模式受到干扰都有可能造成植保无人机失控或炸机，即使出现失控现象也不要慌张迅速切换到手动模式尝试救机。扔掉遥控器的全自主模式我认为并不适合于复杂地理环境的农村地区，最起码我在四川看到过某品牌植保无人机在卫星信号不稳定的情况下无法起飞，也有朋友在山东数次看到过眼看植保无人机慢慢飞出视线而无可奈何的现象。
对即将进入的行业怀有敬畏之心才能使自己更好的融入这个行业，尊重我们面对的每个客户，才会奠定自己的行业地位，我们的发展是靠我们的责任心赢得的，一个不负责任的从业者终将会被行业所唾弃，珍惜每个机会，善待每个消费者，我们的前景会越来越好。