【摘 要】
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遥操作是指远程控制机器人或系统以完成某个既定作业任务的操作形式。在人类无法耐受的极端环境中,遥操作可以辅助人类安全高效完成任务。研究表明,时延是遥操作的固有技术特征,目前仍无法完全消除,而它会对操作绩效有显著的负面影响。而遥操作的移动空间限制则会影响到遥操作的精准度。已有研究也表明个性特征会影响到遥操作的绩效。因此,本论文研究时延和路宽对遥操作绩效的影响,同时考虑了人的时空认知能力（时间敏感性、空
【基金项目】
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国家自然科学基金（71671167）；
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遥操作是指远程控制机器人或系统以完成某个既定作业任务的操作形式。在人类无法耐受的极端环境中,遥操作可以辅助人类安全高效完成任务。研究表明,时延是遥操作的固有技术特征,目前仍无法完全消除,而它会对操作绩效有显著的负面影响。而遥操作的移动空间限制则会影响到遥操作的精准度。已有研究也表明个性特征会影响到遥操作的绩效。因此,本论文研究时延和路宽对遥操作绩效的影响,同时考虑了人的时空认知能力（时间敏感性、空间认知能力）及人格特质作为调节变量对操作绩效的影响。研究首先通过文献调研,归纳了遥操作任务的特点、应用领域和绩效影响因素,并总结了时延、移动空间、时间敏感性、心理旋转速度及人格特质对遥操作绩效的影响研究。然后,设计了6（时延）×4（路宽）的实验,时延为0,0.2,0.4,0.6,0.8和1秒,路宽为0.9,0.72,0.54和0.36米,控制变量是地图类型（3个水平）和实验次数。基于机器车遥操作形式,搭建了虚拟实验平台,设置了不同时延和路宽的72个实验场景。采用Scholcover和Gillan（2021）的任务分配法,将72个场景分成6组（每组12个场景,包括三种地图、6种时延和4种道路宽度的平衡组合）。招募了96名参试者分为6组以随机顺序完成各组的12个场景,操纵小车完成指定路线的遥操作任务。实验采集了参试者的时间敏感性指标、心理旋转速度、人格特质得分以及遥操作的碰撞次数、完成时间、行驶距离和工作负荷,最后采用多层线性模型（Hierarchical Linear Modeling,HLM）对实验数据进行了分析。研究结果具体包括:（1）时延和路宽对遥操作绩效的影响。结果显示,时延的增加会显著降低遥操作绩效,增加碰撞次数、完成时间、行驶距离和工作负荷（p均＜0.001）。路宽的增加能显著提高遥操作绩效,减少碰撞次数、完成时间、行驶距离和工作负荷（p均＜0.001）。时延和路宽存在交互作用,在道路较宽的条件下,碰撞次数随着时延的增加而增加的幅度较小（p＜0.001）,完成时间随着时延的增加而增加的幅度较小（p＜0.001）,行驶距离随着时延的增加而增加的幅度较大（p＜0.001）。（2）时间敏感性对遥操作绩效的影响。结果显示,时间敏感性对遥操作的碰撞次数有显著的主效应,时间敏感性越强,碰撞次数越少（p＜0.01）。同时,时间敏感性分别与时延和路宽存在二阶交互效应。对于时间敏感性强的个体,碰撞次数随着时延的增加而增加的幅度较小（p＜0.01）,行驶距离随着时延的增加而增加的幅度较小（p＜0.05）,完成时间随着路宽的增加而减少的幅度较大（p＜0.01）。此外,时间敏感性、时延和路宽存在三阶交互效应。对于时间敏感性强的个体,在较宽道路中,工作负荷随时间延迟增加而增加的幅度较小（p＜0.05）。这表明在人类信息加工中,时空作用可能存在相互转化和相互依赖的机制。（3）心理旋转速度对遥操作绩效的影响。结果显示,心理旋转速度对遥操作的碰撞次数有显著的主效应,心理旋转速度越快,碰撞次数越少（p＜0.01）,行驶距离越短（p＜0.01）。同时,心理旋转速度分别与时延和路宽存在二阶交互效应。对于心理旋转速度快的个体,碰撞次数随着时延的增加而增加的幅度较小（p＜0.01）,行驶距离随着时延的增加而增加的幅度较小（p＜0.01）,碰撞次数随着路宽的增加而减少的幅度较小（p＜0.01）。此外,心理旋转速度、时延和路宽存在三阶交互效应。对于心理旋转速度快的个体,在较宽道路中,完成时间随时间延迟增加而增加的幅度较小（p＜0.05）。这同样说明在人类信息加工中,时空作用可能存在相互转化和相互依赖的机制。（4）人格特质对遥操作绩效的影响。结果显示,人格特质与路宽存在二阶交互效应。对于外向性得分高的个体,工作负荷随着路宽的增加而减小的幅度较大（p＜0.05）。此外,人格特质与时延和路宽存在三阶交互效应。对于外向性得分高的个体,在路宽更大的条件下,碰撞次数对着时延的增加而减少的幅度更小（p＜0.05）。对于神经质得分高的个体,在路宽更大的条件下,碰撞次数随着时延的增加而减小的幅度更大（p＜0.01）。本研究的结果表明个体的时间敏感性、空间认知能力和人格特质能调节时延和移动空间对遥操作绩效的影响,时间和空间认知能力在人类信息加工中可能存在着相互置换关系（如“空间换时间”）。研究成果可对遥操作人员的选拔和培训提供理论参考。
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