Journal of Graphics ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (2): 469-478.DOI: 10.11996/JG.j.2095-302X.2025020469
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LI Saisai1(
), SUN Bowen2(
), LI Dijia2, PAN Wenjuan2
Received:2024-07-22
Accepted:2024-12-12
Online:2025-04-30
Published:2025-04-24
Contact:
SUN Bowen
About author:First author contact:LI Saisai (1993-), lecturer, master. His main research interests cover product design and interaction design. E-mail:lisaisaiyouxiang@126.com
Supported by:CLC Number:
LI Saisai, SUN Bowen, LI Dijia, PAN Wenjuan. Iterative optimization of robot surgery system interface design from the perspective of cognitive mechanisms[J]. Journal of Graphics, 2025, 46(2): 469-478.
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URL: http://www.txxb.com.cn/EN/10.11996/JG.j.2095-302X.2025020469
| 分类 | 关键词 |
|---|---|
| 注意 | 持续专注、分心、警觉异样、信息凸显、干扰 |
| 感知 | 平静感、紧张感、视觉反馈、听觉提示、差异化 |
| 记忆 | 记忆量、逻辑性、识别性、分类识记、记忆一致 |
Table 1 Text classification statistics table
| 分类 | 关键词 |
|---|---|
| 注意 | 持续专注、分心、警觉异样、信息凸显、干扰 |
| 感知 | 平静感、紧张感、视觉反馈、听觉提示、差异化 |
| 记忆 | 记忆量、逻辑性、识别性、分类识记、记忆一致 |
| 编号 | 需求描述 | 编号 | 需求描述 |
|---|---|---|---|
| A1 | 保持持续专注 | A5 | 信息分类识记 |
| A2 | 警觉异样信息 | A6 | 记忆逻辑连贯 |
| A3 | 情感语义感知 | A7 | 分割记忆任务 |
| A4 | 多重通道感知 | A8 | 符号识别性高 |
Table 2 List of requirements
| 编号 | 需求描述 | 编号 | 需求描述 |
|---|---|---|---|
| A1 | 保持持续专注 | A5 | 信息分类识记 |
| A2 | 警觉异样信息 | A6 | 记忆逻辑连贯 |
| A3 | 情感语义感知 | A7 | 分割记忆任务 |
| A4 | 多重通道感知 | A8 | 符号识别性高 |
| 需求 | 权重 | 优先级 |
|---|---|---|
| A1 | 0.253 | 1 |
| A2 | 0.124 | 4 |
| A3 | 0.145 | 3 |
| A4 | 0.032 | 8 |
| A5 | 0.172 | 2 |
| A6 | 0.098 | 6 |
| A7 | 0.112 | 5 |
| A8 | 0.064 | 7 |
Table 3 Normalized weight statistics table
| 需求 | 权重 | 优先级 |
|---|---|---|
| A1 | 0.253 | 1 |
| A2 | 0.124 | 4 |
| A3 | 0.145 | 3 |
| A4 | 0.032 | 8 |
| A5 | 0.172 | 2 |
| A6 | 0.098 | 6 |
| A7 | 0.112 | 5 |
| A8 | 0.064 | 7 |
| 记忆类型 | 容量 | 编码方式 | 信息处理 |
|---|---|---|---|
| 瞬时记忆 | 知觉接收体量 | 感觉后象 | 感官暂存 |
| 短时记忆 | 7±2信息模块 | 视觉编码 | 意识暂存 |
| 长时记忆 | 信息模块不限 | 意义编码 | 意识长存 |
Table 4 Table of memory characteristics
| 记忆类型 | 容量 | 编码方式 | 信息处理 |
|---|---|---|---|
| 瞬时记忆 | 知觉接收体量 | 感觉后象 | 感官暂存 |
| 短时记忆 | 7±2信息模块 | 视觉编码 | 意识暂存 |
| 长时记忆 | 信息模块不限 | 意义编码 | 意识长存 |
| 用户 | 用户状态 | 预期目标 | 风格功能 |
|---|---|---|---|
| 主刀医生 | 紧张感 | 手术流程 平稳推进 | 营造平静的氛围 |
| 责任感 | |||
| 高度投入 |
Table 5 Table of user intent semantics analysis
| 用户 | 用户状态 | 预期目标 | 风格功能 |
|---|---|---|---|
| 主刀医生 | 紧张感 | 手术流程 平稳推进 | 营造平静的氛围 |
| 责任感 | |||
| 高度投入 |
| 优先级 | 功能 目标 | 关联设计 元素 | 设计策略 |
|---|---|---|---|
| 1 | 保持 用户 专注 | 信息内容 | 任务信息与反馈信息实时可视 |
| 界面色彩 | 弱化背景颜色对注意力的干扰 | ||
| 2 | 信息 分类 识记 | 布局样式 | 7±2模块化划分界面布局框架 |
| 信息架构 | 信息架构分模块进行梳理整合 | ||
| 3 | 觉察 异样 信息 | 文字样式 | 关键信息进行差异化显示标记 |
| 操作流程 | 低容错性操作需进行二次确认 | ||
| 动态显示 | 对告警信息增设动效显示效果 | ||
| 4 | 情感 语义 感知 | 界面色彩 | 营造平静氛围、缓解紧张情绪 |
| 图标符号 | 图标设计与界面整体风格匹配 |
Table 6 Summary table of design elements and policies
| 优先级 | 功能 目标 | 关联设计 元素 | 设计策略 |
|---|---|---|---|
| 1 | 保持 用户 专注 | 信息内容 | 任务信息与反馈信息实时可视 |
| 界面色彩 | 弱化背景颜色对注意力的干扰 | ||
| 2 | 信息 分类 识记 | 布局样式 | 7±2模块化划分界面布局框架 |
| 信息架构 | 信息架构分模块进行梳理整合 | ||
| 3 | 觉察 异样 信息 | 文字样式 | 关键信息进行差异化显示标记 |
| 操作流程 | 低容错性操作需进行二次确认 | ||
| 动态显示 | 对告警信息增设动效显示效果 | ||
| 4 | 情感 语义 感知 | 界面色彩 | 营造平静氛围、缓解紧张情绪 |
| 图标符号 | 图标设计与界面整体风格匹配 |
| 原方案 | 迭代后方案 | |
|---|---|---|
![]() | 导航栏 | ![]() |
| 任务栏 | ![]() | |
Table 7 Table of visual design and display of task information
| 原方案 | 迭代后方案 | |
|---|---|---|
![]() | 导航栏 | ![]() |
| 任务栏 | ![]() | |
| 原方案 | 迭代后方案 |
|---|---|
![]() | ![]() |
Table 8 Table of design layout comparison display
| 原方案 | 迭代后方案 |
|---|---|
![]() | ![]() |
| 原方案色彩提示 | 迭代后方案色彩提示 | 迭代后方案故障弹窗 |
|---|---|---|
![]() | ![]() | ![]() |
Table 9 Table of alarm design display
| 原方案色彩提示 | 迭代后方案色彩提示 | 迭代后方案故障弹窗 |
|---|---|---|
![]() | ![]() | ![]() |
| 色彩类别 | 色彩方案 | 编号 |
|---|---|---|
| 主色 | ![]() | #498ff2 |
| 背景色 | ![]() | #2a445b |
| 辅助色 | ![]() | #f94949 #ffe467 |
Table 10 Interface design color scheme
| 色彩类别 | 色彩方案 | 编号 |
|---|---|---|
| 主色 | ![]() | #498ff2 |
| 背景色 | ![]() | #2a445b |
| 辅助色 | ![]() | #f94949 #ffe467 |
| 变量类型 | 变量内容 |
|---|---|
| 自变量 | 手术机器人交互界面(新旧方案) |
| 因变量 | 拟定的评价指标 |
| 控制变量 | 被试者年龄、性别、专业背景、操作熟练度以及实验环境等因素 |
Table 11 Experimental variable division table
| 变量类型 | 变量内容 |
|---|---|
| 自变量 | 手术机器人交互界面(新旧方案) |
| 因变量 | 拟定的评价指标 |
| 控制变量 | 被试者年龄、性别、专业背景、操作熟练度以及实验环境等因素 |
| 指标分类 | 指标内容 |
|---|---|
| 客观评价 | 任务操作时长 |
| 无效操作频数 | |
| 主观评价 | 用户SUS评分 |
Table 12 List of evaluation indicators
| 指标分类 | 指标内容 |
|---|---|
| 客观评价 | 任务操作时长 |
| 无效操作频数 | |
| 主观评价 | 用户SUS评分 |
| 组别 | 性别 | 年龄均值 | 年龄标准差 | 学历 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 男 | 女 | ||||
| A | 10 | 10 | 37.60 | 2.85 | 博士 |
| B | 10 | 10 | 37.40 | 2.92 | 博士 |
| 总计 | 20 | 20 | 37.50 | 2.81 | 博士 |
Table 13 Distribution table of subject information
| 组别 | 性别 | 年龄均值 | 年龄标准差 | 学历 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 男 | 女 | ||||
| A | 10 | 10 | 37.60 | 2.85 | 博士 |
| B | 10 | 10 | 37.40 | 2.92 | 博士 |
| 总计 | 20 | 20 | 37.50 | 2.81 | 博士 |
| 评价指标 | 统计量 | A组 | B组 |
|---|---|---|---|
| 任务完成时间 | 均值/s | 149.40 | 135.40 |
| 标准差 | 15.90 | 13.20 | |
| 无效操作频数 | 均值/次 | 1.25 | 0.55 |
| 标准差 | 0.78 | 0.61 |
Table 14 Objective index test data sheet
| 评价指标 | 统计量 | A组 | B组 |
|---|---|---|---|
| 任务完成时间 | 均值/s | 149.40 | 135.40 |
| 标准差 | 15.90 | 13.20 | |
| 无效操作频数 | 均值/次 | 1.25 | 0.55 |
| 标准差 | 0.78 | 0.61 |
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