基于量子概率的飞机HUD界面颜色编码认知摩擦量化和平衡研究

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第4期北京时间：

作者：苏珂, 王瑛雯, 张楠楠, 管锐

单位：1.齐鲁工业大学(山东省科学院)艺术设计学院2.威海广泰空港设备股份有限公司

摘要：为解决飞机平视显示器(HUD)界面颜色编码不合理导致的认知摩擦,提出基于量子选择模型和量子类贝叶斯网络的认知摩擦量化和平衡模型。该模型利用贝叶斯费舍尔线性分析法将飞行员的色彩视觉行为转化为量子选择模型可用的具体数值,利用量子选择模型中希尔伯特空间构建出的信念状态向量与正交轴之间的偏差角度准确量化认知摩擦,并根据孟塞尔色立体中的颜色心理三属性构建目标界面的有向无环网络图,使用潜在变量对期望最大化(EM)算法进行动态嵌入以提高贝叶斯网络参数学习的计算精确度,从而准确求解导致认知摩擦产生的影响因素的发生概率,以平衡认知摩擦。最后,借助战斗机平显巡航任务动态模拟飞行实验程序界面验证该方法的有效性。结果表明,提出的认知摩擦量化和平衡模型取得了较好效果,使用该模型优化后的界面认知摩擦减小了2.18,有效降低了用户与界面的认知摩擦,保障了飞行员的生命安全。

关键词：认知摩擦,平视显示,量子选择模型,量子类贝叶斯网络

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51405252);中国博士后科学基金面上项目(2020M672101);齐鲁工业大学国际合作项目(Q LUTGJHZ2018022);齐鲁工业大学(山东省科学院)校(院)地产学研协同创新基金资助项目(2021CXY-04)。