对准目标功能对 Go/No-Go 目标检测任务中速度与准确性的影响研究

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Applied Ergonomics 3.1

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  推荐 为探究对准目标功能对定时 Go/No-Go 任务速度与准确性的影响,研究人员对比含运动任务(Mensen et al.,2024)与采用对准目标修改的检测任务数据。发现移除运动任务虽缩短反应时间,但存在速度 - 准确性权衡。该研究确认自动目标检测系统的人因缺陷。

  

论文解读


在现代自动化技术广泛应用的背景下,人机交互中的目标检测任务效率与可靠性始终是研究热点。传统的人工操作模式中,运动任务(如手动选择目标)的存在可能对检测速度与准确性产生双重影响 —— 一方面,肢体动作的介入可能延长反应时间;另一方面,人为控制或许能通过精细调整提升判断精度。然而,当引入自动化技术如 “对准目标功能(snap-to-target functionality)” 替代传统运动任务时,是否能在提升效率的同时维持准确性?这一问题在工业检测、医疗诊断等对精度要求极高的领域尤为关键。此前研究(Mensen et al.,2024)已通过包含运动任务的 Go/No-Go 实验范式(一种经典的认知神经科学实验方法,要求被试对特定刺激做出反应 “Go”,对其他刺激抑制反应 “No-Go”)奠定了基线数据,但自动化替代后的性能变化仍需深入验证。

为解答这一科学问题,美国乔治梅森大学(George Mason University)的研究团队开展了一项基于农业场景的 Go/No-Go 目标检测实验,相关成果发表在《Applied Ergonomics》。研究旨在通过对比传统运动任务与自动化对准目标功能,揭示两种模式下反应速度与准确性的动态平衡,为自动化系统的人因工程设计提供关键依据。

研究方法


研究采用在线实验范式,要求 136 名参与者完成以农业图像为刺激的 Go/No-Go 任务:识别杂草图像(Go 刺激)并对大豆图像(No-Go 刺激)抑制反应。实验核心在于对比两组条件:一组保留传统运动任务(手动选择目标),另一组通过 “对准目标功能” 自动化替代运动任务。数据经 JASP 0.16 与 SPSS 28 统计软件分析,重点关注反应时间(response time)与 commission errors(误报错误,即对 No-Go 刺激错误做出 Go 反应)。需注意的是,37 名 Mac OS 用户因未调整系统设置导致光标控制失败,数据被剔除,最终纳入分析的 99 名参与者均为大学生(64 女,33 男,2 人未说明性别)。

研究结果


  1. 速度与准确性的权衡
    移除运动任务后,屏幕边缘区域刺激的反应时间显著缩短:最远距离处从手动条件的 302 ms 降至自动化条件的 66 ms,降幅约 78%。然而,距离中心的远近仍对反应时间有统计学影响,表明自动化虽削弱空间距离的干扰,但未完全消除。
  2. 准确性的代价
    自动化条件下 commission errors 发生率较手动条件升高 4-5 倍,提示速度提升以牺牲抑制控制能力为代价。这一结果在需要对罕见或意外刺激(如农业场景中的非目标作物)保持高警惕的任务中尤为关键。

结论与讨论


研究证实,对准目标功能通过消除运动任务可显著提升反应速度(约 200 ms 的优化),但其引发的准确性下降可能在医疗、航空等安全敏感领域造成严重后果。核心矛盾在于 “速度 - 准确性权衡(speed-accuracy trade-off)” 的固有特性:自动化加速信息处理流程的同时,削弱了人为干预对错误的监控能力。
对设计者而言,该研究警示在部署自动化目标检测系统时,需优先评估任务对准确性的需求等级。例如,在农业杂草识别场景中,误判可能导致农药滥用或作物损伤;而在医学影像诊断中,commission errors 可能引发误诊。未来研究可进一步探索人机协同模式,例如设置 “人工校验环节” 以平衡效率与精度。
综上,该研究通过严谨的实验设计揭示了自动化技术的人因缺陷,为跨领域的系统优化提供了重要参考 —— 任何自动化革新均需以对人类认知特性的深刻理解为前提,避免因盲目追求效率而忽视关键性能指标。

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