ErgoUE醫(yī)療器械可用性測試實驗室

概述

ErgoUE醫(yī)療器械可用性測試實驗室，基于“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)工程理論建設，適用于醫(yī)療器械人因設計驗證與確認等工作，滿足面向不同用戶組，各種復雜任務下醫(yī)療器械可用性測評需求?？捎眯詼y試可在實驗室、模擬使用環(huán)境、真實使用環(huán)境開展HMI測試，包括生產(chǎn)企業(yè)的模擬使用測試、可用性實驗室的檢驗測試、真實使用環(huán)境的現(xiàn)場測試，也可與已上市同類醫(yī)療器械開展可用性對比測試。研究人員可結(jié)合實驗室，在設計初期發(fā)現(xiàn)并解決、優(yōu)化問題，在測評中及時發(fā)現(xiàn)可能引起操作失誤的設備特性，通過設計更改，實現(xiàn)減少使用錯誤以及降低使用風險的目的。

系統(tǒng)組成

（1）實驗室概述

ErgoUE醫(yī)療器械可用性測試實驗室可用于進行不同類型醫(yī)療器械可用性測試，包括醫(yī)療器械易用性測試、醫(yī)療器械風險測評、用戶界面人機交互測試、醫(yī)療器械可用性驗證等工作。實驗室主要分為被試間與主試間兩大功能區(qū)域，之間由單向玻璃隔開，使主試間中的研究人員看見被試間內(nèi)受試者的行為，而受試者看不見主試間，從而減小干擾。其中，被試間為實驗進行的區(qū)域，可依照測試需求布置醫(yī)療器械可用性測試所需的多模態(tài)數(shù)據(jù)采集設備，如眼動儀、生理儀、手指軌跡分析儀、腦電儀等；被試間中有多個行為觀察攝像頭與拾音器，從不同角度攝取受試者的行為影像并采集受試者的聲音，音視頻信號傳送給主試間中的人機環(huán)境同步平臺進行數(shù)據(jù)分析。主試間為觀察與數(shù)據(jù)分析區(qū)域，布置有語音控制臺，研究人員的指令通過被試間的揚聲器傳送給受試者；主試間還布置有人機環(huán)境同步平臺、人因智能邊緣計算平臺等設備，研究人員可在主試間實時同步采集多模態(tài)人因數(shù)據(jù)并進行分析。

實驗室被試間設置有多模態(tài)人因數(shù)據(jù)采集設備包括醫(yī)療環(huán)境模擬系統(tǒng)、移動終端眼動可用性測試儀、手指軌跡分析儀、表情語音情緒分析儀、可穿戴眼動儀、可穿戴人因生理儀、可穿戴腦電儀、可穿戴腦成像儀、可穿戴多模態(tài)腦功能儀、可穿戴動作捕捉儀、手指動作捕捉儀、手握力測試儀、醫(yī)療人因測試專家系統(tǒng)等。被試間的產(chǎn)品組成與選型可根據(jù)實際研究需求進行配置。此外，被試間系統(tǒng)的多模態(tài)數(shù)據(jù)采集設備可結(jié)合ErgoAI人因智能邊緣計算終端，將計算和數(shù)據(jù)處理能力移至接近數(shù)據(jù)源的終端設備上，進行數(shù)據(jù)的智能化處理和分析。

實驗室主試間設置有多模態(tài)人因數(shù)據(jù)同步采集、分析和邊緣智能設備，包括ErgoLAB人機環(huán)境同步平臺和ErgoAI人因智能評估平臺。其中，ErgoLAB人機環(huán)境同步平臺支持多模態(tài)數(shù)據(jù)同步采集與分析，確保所需要的人、機、環(huán)境三方面的多模態(tài)數(shù)據(jù)可基于同一時間軸進行實時同步，消除事后對齊數(shù)據(jù)分析的負擔，并使數(shù)據(jù)“協(xié)同增效”，多角度綜合印證結(jié)果，確保數(shù)據(jù)結(jié)果的有效性與準確性。ErgoAI人因智能應用平臺，對接人機環(huán)境同步平臺所同步采集的多模態(tài)數(shù)據(jù)，搭建開放式AI算法應用平臺，能夠為不同AI算法基礎的用戶，提供從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)降噪、數(shù)據(jù)標注、模型訓練、模型評估及部署應用的全流程智能化應用系統(tǒng)。平臺可提供數(shù)千人次數(shù)據(jù)搭建的各類應用數(shù)據(jù)集，涵蓋人員基數(shù)據(jù)集、狀態(tài)數(shù)據(jù)集等，以及數(shù)十種人因工程預訓練模型，包括單模態(tài)狀態(tài)識別模型、多模態(tài)狀態(tài)識別模型等。同時，ErgoAI人因智能應用平臺支持根據(jù)實際研究內(nèi)容與方向創(chuàng)建數(shù)據(jù)集、訓練并驗證模型，并進行模型部署與實時狀態(tài)預測。

（2）實驗室示意圖

功能應用

l                      多模態(tài)數(shù)據(jù)同步采集分析

l                      主客觀數(shù)據(jù)綜合分析

l                      支持多種操作任務模擬

l                      多模態(tài)人機交互測試

l                      不同用戶組主客觀數(shù)據(jù)庫

l                      人工智能評估分析

ErgoLAB多模態(tài)同步方案：

整體概述

ErgoLAB人機環(huán)境同步平臺采用多模態(tài)數(shù)據(jù)時鐘同步技術(shù)，平臺可完成完整的實驗和測評流程，包括項目管理-試驗設計-同步采集-信號處理-數(shù)據(jù)分析-人因智能評估-可視化報告，支持基于云架構(gòu)技術(shù)的團體測試和大數(shù)據(jù)管理。

ErgoLAB人機環(huán)境同步平臺采用主客觀結(jié)合多模態(tài)數(shù)據(jù)同步采集與多維度驗證的方法，數(shù)據(jù)實時同步種類包含大腦認知數(shù)據(jù)（EEG/BCI腦電儀與腦機接口邊緣計算設備、fNIRS/BCI近紅外腦成像儀），視覺數(shù)據(jù)（Eyetracker眼動儀與視線交互系統(tǒng)），生理數(shù)據(jù)（生理儀含：GSR/EDA、EMG、ECG、EOG、HRV、RESP、TEMP/SKT、PPG、SpO2），行為觀察、肢體動作與面部表情（基本情緒、情緒效價、微表情等）數(shù)據(jù)、生物力學數(shù)據(jù)（拉力、握力、捏力、壓力…），人機交互數(shù)據(jù)（包含人機界面交互行為數(shù)據(jù)以及對應的鍵盤操作，鼠標點擊、懸浮、劃入劃出等；移動終端人機交互行為數(shù)據(jù)以及對應的手指軌跡操作行為如點擊、縮放、滑動等；VR終端界面人機交互行為數(shù)據(jù)及對應的雙手操作拾取、丟棄、控制，VR空間行走軌跡）、以及多類型時空行為軌跡數(shù)據(jù)采集(包括室內(nèi)、戶外、以及VR環(huán)境不同時空的行走軌跡、行車軌跡、訪問狀態(tài)以及視線交互、情感反應、交互操作行為等數(shù)據(jù)實時同步采集)、以及作業(yè)空間及作業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)（溫度、濕度、噪音、光照、大氣壓、濕度、粉塵等）等客觀量化數(shù)據(jù)；為科學研究及應用提供完整的數(shù)據(jù)指標。

ErgoAI人因智能：

將人工智能技術(shù)引入人因工程研究工具，人因工程行業(yè)更加深度，使得實驗環(huán)境不會受限于某一種設備或數(shù)據(jù)指標，采集分析不同典型行業(yè)或?qū)W科專業(yè)的人-機-環(huán)境系統(tǒng)交互過程中自然狀態(tài)下的人類行為數(shù)據(jù)，獲取更接近真實人員狀態(tài)的數(shù)據(jù)。平臺還提供覆蓋科研實驗全流程的功能模塊，包括項目管理、實驗設計、同步采集、數(shù)據(jù)分析、綜合統(tǒng)計和可視化報告，結(jié)合ErgoAI人因智能邊緣計算平臺為多模態(tài)人機環(huán)境研究提供一站式人因工程+人工智能解決方案。以ErgoLAB人機環(huán)境同步平臺和ErgoAI人因智能邊緣計算平臺為核心的多模態(tài)同步人因智能解決方案大大提高了實驗結(jié)果的信效度，同時節(jié)省了研究的人力、物力、時間，提高了研究與測評的整體效率。

基于ErgoAI人因智能多元時序算法底座與人因工程人機環(huán)境數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建人員特定狀態(tài)的預訓練模型，配合高靈活度的訓練方案管理功能，用戶能夠在統(tǒng)一環(huán)境中高效構(gòu)建和優(yōu)化模型。 從而實現(xiàn)對人員狀態(tài)的精準實時評估與預警，如負荷狀態(tài)、應激狀態(tài)、疲勞狀態(tài)、情景意識和注意能力等。

Kingfar公司介紹：

北京津發(fā)科技股份有限公司是guojiaji專精特新重點小巨人，guojiaji知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)、guojiaji高新技術(shù)企業(yè)、guojiaji科技型中小企業(yè)；旗下包含北京人因智能工程技術(shù)研究院和北京人因工程設計院等科技研發(fā)機構(gòu)，并聯(lián)合共建了北京市企業(yè)技術(shù)中心、北京本科高校產(chǎn)學研深度協(xié)同育人平臺、蘇州市重點實驗室、湖南省工程實驗室、山東省工程研究中心等多個科技創(chuàng)新平臺。

津發(fā)科技承擔和參與了多項國家重點研發(fā)計劃、工信部高質(zhì)量發(fā)展專項、國家自然科學基金等guojiaji課題基金。擔任全國信標委XR擴展現(xiàn)實標準化組副組長單位，工信部元宇宙標準化工作組關鍵技術(shù)組聯(lián)合組長單位；津發(fā)科技創(chuàng)新研發(fā)了國產(chǎn)化自主可控的人因工程與人因智能邊緣計算系列信創(chuàng)產(chǎn)品與技術(shù)，榮獲多項省部級科學技術(shù)獎勵；津發(fā)科技主持和參編國際/國家、行業(yè)/團體標準20余項、榮獲30余項省部級新技術(shù)新產(chǎn)品認證，全球申請zhuanli超過500項、100余項國際和國家注冊商標、130余項國家軟件著作權(quán)；已服務全國高等院校和裝備科技工業(yè)科研院所應用示范，并已支撐國內(nèi)科研學者和科技工作者發(fā)表中英文學術(shù)論文超過1000篇。