Исследование дизайна и мультимодальной оценки интуитивных интерфейсов для сложных информационных систем в сотрудничестве людей и БПЛА/пилотируемых систем

Почему умные экраны важны в миссиях с высоким давлением

Современные военные операции всё чаще полагаются на сочетание пилотируемых летательных аппаратов и роя беспилотников. Командирам приходится за считанные секунды просеивать загруженные радары и панели статусов, где путаница может стоить упущенной угрозы или ошибки «своего огня». В этом исследовании поставлен простой, но важный вопрос: если переработать эти сложные экраны так, чтобы они были интуитивно понятны с первого взгляда — с помощью изображений, цвета и движения вместо плотного текста — смогут ли люди думать быстрее, оставаться спокойнее и при этом принимать правильные решения?

Преобразование интуитивного ощущения в дизайн экрана

Исследователи опираются на идею «интуитивного взаимодействия»: как мы автоматически понимаем красный сигнал как опасность или порванное звено как разрыв связи. Психология и исследования человеко‑факторов показывают, что такие встроенные схемы — телесные рефлексы, бытовые символы и знакомые иконки — можно использовать, чтобы пользователям не приходилось сознательно расшифровывать каждый кусок информации. В проекте эти идеи применяются к экранам управления боем, которые отображают три основных типа информации: какие цели и вооружения присутствуют (состояние), что собираются делать дроны (намерение) и как разворачивается общая ситуация (обстановка). Сопоставляя каждую категорию с простыми формами, цветами и движением, команда стремилась создать дисплеи, которые «объясняют себя» в момент появления.

От эскизов экспертов к рабочим боевым дисплеям

Создание такого интерфейса не было делом догадок. Сначала команда опросила опытных операторов и разработчиков систем, спрашивая, например: «Какой символ позволит распознать глушащий дрон, не задумываясь?» Из этих сессий выделили ключевые слова вроде «глаз», «волна», «звено» и «зона», затем превратили их в черновые наборы иконок. Вторая группа экспертов тестировала прототипы в режиме «мысленного вслух». Любой символ, который не понимали все участники, перерабатывался до тех пор, пока каждый элемент не можно было прочитать мгновенно. В финальном интерфейсе использовались силуэты самолётов вместо текстовых меток, яркость для показа уровня угрозы, мигающие выделения для обозначения следующего перемещения дрона, прицельные перекрестия или волнистые линии для сигнализации атак или глушения, а также небольшие локальные маркеры под каждой целью, показывающие, вошла ли она в критический радиус.

Испытание интуитивных экранов

Чтобы проверить, работают ли эти идеи на практике, 30 подготовленных военно‑служащих ВВС сели за имитированную командную консоль и выполнили несколько учебных боевых задач. Иногда они использовали традиционный интерфейс с обилием текста; в других случаях — новую интуитивную версию, при этом компоновка и цвет были тщательно подобраны так, чтобы отличалась только кодировка информации. Пока участники искали конкретные дроны, ракеты, уровни угрозы, отказы связей или цели в зоне поражения, система регистрировала скорость и точность их ответов, движения глаз и реакцию мозга с помощью ЭЭГ‑сигналов, связанных с нагрузкой. После сессии участники оценивали, насколько требовательными были задачи, по хорошо известной шкале нагрузки NASA‑TLX.

Быстрее взгляд, легче мозг

Интуитивные экраны последовательно помогали при низкой и умеренной информационной нагрузке. Операторы отвечали быстрее — часто на сотни миллисекунд — и им требовалось меньше фиксаций и перемещений взгляда, чтобы найти нужный объект. Динамические подсказки, такие как мягкое мерцание, оказались особенно эффективны для выделения будущей позиции дрона, тогда как широко понятные символы (например, прицельные метки для атаки) превосходили более загадочные профессиональные коды при описании предстоящих действий. Меры мозговой активности подтверждали эту картину: ключевой сигнал P300, который увеличивается с усилием и замедлением обработки, был меньше и возникал раньше с интуитивными дисплеями, что указывает на более эффективную работу мозга. При плотных, высоконагруженных задачах преимущество уменьшалось, показывая, что ни один интерфейс не в состоянии полностью нивелировать экстремальную сложность.

Что это значит для людей в цепочке принятия решений

В последующем тесте оптимизированной версии интуитивного интерфейса новая группа операторов продемонстрировала лучшую ситуационную осведомлённость, более высокую эффективность и меньшее ощущение умственного напряжения по сравнению с традиционной компоновкой. Проще говоря, превращая числа и жаргон в понятные рисунки, цветовые коды и движение, соответствующие повседневному опыту, система позволяла людям быстрее замечать угрозы и возможности и делать это с меньшей умственной усталостью. Хотя работа проводилась в лаборатории на узкой группе пользователей, она даёт конкретный рецепт для проектирования будущих центров управления — военных или гражданских — где человеку‑оператору нужно не отставать от умных машин, не будучи при этом перегруженным.

Цитирование: Qu, J., Chen, S., Dang, S. et al. A study on design and multimodal evaluation of intuitive interfaces for complex information systems in manned/unmanned cooperation. Sci Rep 16, 4746 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35017-3

Ключевые слова: интуитивные интерфейсы, взаимодействие человек‑машина, ситуативная осведомлённость, отслеживание взгляда и ЭЭГ, сотрудничество пилотируемых и беспилотных систем