近年來，總裝某科研院所承擔(dān)了一項(xiàng)關(guān)于人機(jī)工程學(xué)領(lǐng)域人體特征參數(shù)需求分析研究的高科技攻關(guān)課題。幾年中，科研人員奔赴全軍各戰(zhàn)區(qū)數(shù)百個(gè)建制單位，采集了大量數(shù)據(jù)參數(shù)，構(gòu)建起我軍在此領(lǐng)域迄今測(cè)量參數(shù)最全面、技術(shù)手段最先進(jìn)的人體信息數(shù)據(jù)庫(kù)，標(biāo)志我軍裝備建設(shè)發(fā)展已開始進(jìn)入“量體裁衣”的新階段。日前，就這一領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)本報(bào)記者對(duì)人機(jī)工程學(xué)專家丁松濤進(jìn)行了專訪。

　　人機(jī)工程學(xué)離我們并不遙遠(yuǎn)

　　記者：人機(jī)工程學(xué)作為一門新興的多領(lǐng)域交叉學(xué)科離我們有多遠(yuǎn)？與人類工效學(xué)有何關(guān)系？其研究的對(duì)象和大體內(nèi)容是什么？

　　丁松濤：人機(jī)工程學(xué)其實(shí)就是人類工效學(xué)，是翻譯方式帶來的不同稱呼。人機(jī)工程學(xué)雖然是一門新興交叉學(xué)科，但離我們并不遙遠(yuǎn)，因?yàn)樗芯康暮诵氖侨?、機(jī)器、環(huán)境三者間的關(guān)系，可以簡(jiǎn)稱為“人-機(jī)-環(huán)”系統(tǒng)。

　　舉個(gè)例子，人用鉛筆書寫，就是一個(gè)簡(jiǎn)單的人-機(jī)系統(tǒng)；又如駕駛員開動(dòng)汽車，則是一個(gè)較復(fù)雜的人-機(jī)系統(tǒng)。由此可見，在人機(jī)工程學(xué)研究領(lǐng)域中，人、機(jī)器、環(huán)境三者總是相互作用和制約的，但人始終起著主導(dǎo)作用。

　　再說人體測(cè)量。大家去商場(chǎng)購(gòu)物買衣服總要有個(gè)號(hào)碼，如衣長(zhǎng)、肩寬、胸圍等尺寸，這是通過對(duì)特定人群實(shí)際測(cè)量得到的一個(gè)均值，而消費(fèi)者最理想的需求就是能夠根據(jù)自身尺寸“量體裁衣”。上升為科學(xué)研究層面，人體測(cè)量成為研究人體各項(xiàng)特征參數(shù)指標(biāo)的一門學(xué)科，它通過測(cè)量人體各部位尺寸、各肢體力量、各關(guān)節(jié)活動(dòng)角度及生理和心理特征等來確定人體差異，從而為人機(jī)工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、工程制造、人類學(xué)研究、醫(yī)學(xué)科研等提供人體基礎(chǔ)性資料。所以說，人體特征參數(shù)數(shù)據(jù)是人機(jī)工程學(xué)的基礎(chǔ)，而“人-機(jī)-環(huán)”系統(tǒng)是達(dá)到平衡和諧的重要保證。

　　記者：作為一門科學(xué)，人體測(cè)量學(xué)是否存在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)？如何納入科學(xué)化、規(guī)范化的建設(shè)發(fā)展軌道？

　　丁松濤：人體測(cè)量是一項(xiàng)古老而新興的學(xué)科。說它古老，是因?yàn)槿梭w測(cè)量開展很早，可追溯到兩千多年以前，最早文字記錄應(yīng)為我國(guó)醫(yī)學(xué)著作《內(nèi)經(jīng)·靈樞》中的《骨度篇》，文中詳細(xì)而科學(xué)地闡述了活體測(cè)量；而系統(tǒng)測(cè)量方法是18世紀(jì)末西歐一些科學(xué)家所創(chuàng)立的，英國(guó)人高爾頓是人體測(cè)量學(xué)的創(chuàng)立人之一，其兩部專著《關(guān)于人的能力及其發(fā)展問題》《遺傳的自然規(guī)律》流傳于世；1912年第14屆國(guó)際史前人類學(xué)與考古會(huì)議在日內(nèi)瓦召開，規(guī)定了統(tǒng)一的人體測(cè)量學(xué)方法國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著人體測(cè)量學(xué)步入了科學(xué)化、規(guī)范化的發(fā)展軌道。

　　人體測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)成為新寵

　　記者：目前，世界上有多少國(guó)家開展大規(guī)模人體測(cè)量相關(guān)研究？它們對(duì)軍隊(duì)和國(guó)防建設(shè)有何關(guān)聯(lián)與影響？

　　丁松濤：國(guó)外一直非常重視人體模型研究工作，發(fā)達(dá)國(guó)家都將本國(guó)人體測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)作為核心技術(shù)嚴(yán)加保護(hù)。據(jù)悉，目前世界上已有90多個(gè)大規(guī)模人體測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)，其中歐美國(guó)家占大部分，亞洲國(guó)家約10個(gè)，而日本占一半以上，典型的數(shù)據(jù)庫(kù)有歐洲人體測(cè)量數(shù)據(jù)庫(kù)（EAD）、日本HQL人體測(cè)量計(jì)劃等。其中，數(shù)1988年美軍ANSUR數(shù)據(jù)庫(kù)最為有名，該數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)美陸軍人員259項(xiàng)人體尺寸進(jìn)行了手工測(cè)量，時(shí)至今日依然是全美工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　時(shí)隔20年，美軍于2008年啟動(dòng)了新一輪大規(guī)模人體測(cè)量，即“A2P項(xiàng)目”。此次測(cè)量運(yùn)用了先進(jìn)的三維掃描技術(shù)，項(xiàng)目計(jì)劃樣本約13000人，數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)劃于2014年建成，將成為美軍戰(zhàn)斗人員從穿戴、負(fù)重、空運(yùn)、駕駛到坐騎工具和睡眠物等全部裝備的設(shè)計(jì)依據(jù)。

　　記者：我軍人體測(cè)量工作是在什么背景下開展的？目前發(fā)展水平如何？

　　丁松濤：現(xiàn)代人體測(cè)量技術(shù)進(jìn)入我國(guó)時(shí)間較晚。在裝備科研建設(shè)中，雖然我軍早期部分考慮了數(shù)據(jù)差異，但由于沒有足夠的人體測(cè)量數(shù)據(jù)支撐，使裝備在實(shí)際建設(shè)實(shí)踐中出現(xiàn)了種種人機(jī)工程不協(xié)調(diào)問題。例如建國(guó)初期，從前蘇聯(lián)進(jìn)口的坦克雖然性能優(yōu)良，但因體型數(shù)據(jù)等存在差異，使得操作使用中受限，讓官兵感到不適應(yīng)、易疲勞。

　　1957年至1958年，我軍首次進(jìn)行了局部大規(guī)模人體測(cè)量，在調(diào)查統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上制作出標(biāo)準(zhǔn)人頭模型，并成功研制出第一代防毒面具，成為人體測(cè)量服務(wù)我軍裝備建設(shè)的一個(gè)標(biāo)志性成果。如今，我國(guó)已經(jīng)制定出近20項(xiàng)人體測(cè)量與應(yīng)用的國(guó)家和軍用標(biāo)準(zhǔn)，涉及各種人體參數(shù)與模型。經(jīng)過50多年的不懈努力，目前我軍人體數(shù)據(jù)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、準(zhǔn)確性和可靠性3項(xiàng)主要指標(biāo)，均已達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

　　虛擬標(biāo)準(zhǔn)模型建立獨(dú)具特色

　　記者：與國(guó)外相比，我國(guó)新近研發(fā)成功的相關(guān)人體特征參數(shù)需求分析與數(shù)據(jù)有何獨(dú)特之處？

　　丁松濤：主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是測(cè)量技術(shù)先進(jìn)，我們運(yùn)用國(guó)際先進(jìn)的三維人體掃描技術(shù)，構(gòu)建起三維虛擬標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，對(duì)陸軍人員群體匹配度可達(dá)95%以上；二是測(cè)量參數(shù)全面，與國(guó)外大多純尺寸數(shù)據(jù)庫(kù)不同，本次測(cè)量除包括尺寸測(cè)量和三維形態(tài)測(cè)量外，還同時(shí)采集裝備所需的其他人體特征參數(shù)等；三是使用維護(hù)簡(jiǎn)便，在構(gòu)建起我國(guó)相關(guān)人體特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，用戶可通過多種便捷方式查詢；四是通用性強(qiáng)，除少數(shù)兵種專用尺寸外，測(cè)量數(shù)據(jù)通用率達(dá)到90%以上。

　　三維立體制作讓生活更精彩

　　記者：科技連著未來戰(zhàn)場(chǎng)，請(qǐng)您談?wù)勅藱C(jī)工程學(xué)相關(guān)領(lǐng)域未來發(fā)展趨勢(shì)？

　　丁松濤：未來人機(jī)工程學(xué)相關(guān)領(lǐng)域?qū)⒓铀傧蚩臻g化、數(shù)字化、模型化和系統(tǒng)化方向發(fā)展。

　　尤其是在軍用領(lǐng)域，目前軍事強(qiáng)國(guó)基于人體特征參數(shù)研究和人機(jī)工程學(xué)研究，紛紛啟動(dòng)了“超級(jí)戰(zhàn)士”計(jì)劃。這些“超級(jí)戰(zhàn)士”又稱基于信息系統(tǒng)的數(shù)字化單兵，他們均以人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了“人-裝”一體，將以全新面貌登上未來信息化戰(zhàn)爭(zhēng)舞臺(tái)。

　　在民用領(lǐng)域，人機(jī)工程學(xué)同樣將迎來迅猛發(fā)展期。如運(yùn)用三維數(shù)據(jù)模型，可直接與3D打印系統(tǒng)鏈接，實(shí)現(xiàn)邊設(shè)計(jì)邊欣賞邊制作；再如，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代購(gòu)物，可運(yùn)用三維動(dòng)態(tài)匹配技術(shù)在“虛擬試衣間”試穿采購(gòu)，讓虛擬世界變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，令百姓生活更加豐富多彩。

　　施慈源鄭曉慧本報(bào)記者 別拓侖