2025年大學(xué)《智能體育工程》專業(yè)題庫(kù)——智能體育裝備人機(jī)工程設(shè)計(jì)與評(píng)估研究探討考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1.簡(jiǎn)述人機(jī)工程學(xué)在智能體育裝備設(shè)計(jì)中的核心意義。2.智能體育裝備人機(jī)工程設(shè)計(jì)需要考慮哪些關(guān)鍵的用戶生理和心理因素？3.簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和實(shí)地測(cè)試在智能體育裝備人機(jī)工程評(píng)估中的主要區(qū)別及其適用場(chǎng)景。4.什么是用戶畫(huà)像？在智能體育裝備的設(shè)計(jì)過(guò)程中，構(gòu)建用戶畫(huà)像有何作用？5.智能體育裝備相比傳統(tǒng)體育裝備，在人機(jī)工程評(píng)估方面呈現(xiàn)出哪些新的特點(diǎn)或挑戰(zhàn)？6.簡(jiǎn)述可用性測(cè)試在智能體育裝備開(kāi)發(fā)過(guò)程中的作用及常用的測(cè)試方法。二、論述題（每題10分，共40分）7.結(jié)合一個(gè)具體的智能體育裝備實(shí)例（如智能運(yùn)動(dòng)手表、可穿戴心率監(jiān)測(cè)器、智能運(yùn)動(dòng)服等），論述其設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)原理的應(yīng)用體現(xiàn)。8.試述在智能體育裝備的設(shè)計(jì)與評(píng)估過(guò)程中，如何平衡裝備的智能化水平與用戶的易用性、舒適性和安全性之間的關(guān)系。9.論述大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在智能體育裝備人機(jī)工程評(píng)估中的應(yīng)用前景及其可能帶來(lái)的倫理問(wèn)題。10.針對(duì)當(dāng)前大眾健身市場(chǎng)流行的某類智能體育裝備（如智能跑步機(jī)、智能瑜伽墊等），探討其在人機(jī)工程設(shè)計(jì)方面存在的不足之處，并提出具體改進(jìn)建議。三、設(shè)計(jì)探討題（20分）11.假設(shè)你需要為一類面向?qū)I(yè)田徑運(yùn)動(dòng)員的智能訓(xùn)練輔助裝備進(jìn)行人機(jī)工程設(shè)計(jì)，請(qǐng)就裝備的功能需求分析、關(guān)鍵的人機(jī)工程設(shè)計(jì)點(diǎn)以及初步的評(píng)估方案進(jìn)行探討性闡述。試卷答案一、簡(jiǎn)答題1.人機(jī)工程學(xué)在智能體育裝備設(shè)計(jì)中的核心意義在于，它確保裝備的功能能夠高效、舒適、安全地被用戶（運(yùn)動(dòng)員或健身者）使用。通過(guò)考慮人體尺度、生理限制、心理需求以及裝備的智能化特性，人機(jī)工程學(xué)能夠優(yōu)化裝備的設(shè)計(jì)，提升用戶體驗(yàn)，提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷，并最終促進(jìn)智能體育技術(shù)的普及和應(yīng)用。2.智能體育裝備人機(jī)工程設(shè)計(jì)需要考慮的關(guān)鍵用戶生理因素包括：人體測(cè)量學(xué)數(shù)據(jù)（如身高、體重、關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍）、力量與耐力、感知能力（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等）、疲勞特性、運(yùn)動(dòng)時(shí)的生理反應(yīng)（心率、呼吸、體溫等）。關(guān)鍵的心理因素包括：認(rèn)知負(fù)荷（信息處理、決策）、學(xué)習(xí)曲線、操作偏好、用戶滿意度、信任度、娛樂(lè)性、隱私安全感知等。3.實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)在受控環(huán)境下進(jìn)行，能精確測(cè)量生理數(shù)據(jù)、客觀評(píng)估性能，但可能脫離實(shí)際使用場(chǎng)景，導(dǎo)致結(jié)果的外部效度受限。實(shí)地測(cè)試在實(shí)際運(yùn)動(dòng)環(huán)境中進(jìn)行，更能反映真實(shí)用戶體驗(yàn)和裝備表現(xiàn)，外部效度好，但數(shù)據(jù)采集和干擾控制更具挑戰(zhàn)性。4.用戶畫(huà)像是基于用戶研究數(shù)據(jù)（調(diào)研、訪談、使用數(shù)據(jù)等）構(gòu)建的虛擬用戶代表，包含其人口統(tǒng)計(jì)學(xué)信息、行為特征、心理屬性、需求和目標(biāo)等。在智能體育裝備設(shè)計(jì)中，構(gòu)建用戶畫(huà)像有助于設(shè)計(jì)師深入理解目標(biāo)用戶，指導(dǎo)設(shè)計(jì)決策，確保裝備的功能和交互方式符合用戶的期望和習(xí)慣，提高設(shè)計(jì)的針對(duì)性和有效性。5.智能體育裝備通常集成了更多傳感器和計(jì)算單元，其人機(jī)工程評(píng)估不僅關(guān)注物理層面的舒適度、易用性、安全性，還需評(píng)估復(fù)雜的人機(jī)交互界面（如APP、數(shù)據(jù)顯示方式）、大量數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)與解讀、數(shù)據(jù)隱私與安全、智能化功能的實(shí)用性和可靠性等新特點(diǎn)或挑戰(zhàn)。6.可用性測(cè)試是通過(guò)觀察真實(shí)用戶使用產(chǎn)品完成任務(wù)的過(guò)程，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷、評(píng)估用戶滿意度、收集改進(jìn)建議的一種方法。在智能體育裝備開(kāi)發(fā)過(guò)程中，它有助于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的有效性，確保裝備易于學(xué)習(xí)和使用，能夠幫助用戶達(dá)成運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，從而提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和用戶接受度。常用方法包括用戶觀察、任務(wù)完成分析、用戶訪談、問(wèn)卷調(diào)查（如SUS量表）、出聲思維法等。二、論述題7.【論述要點(diǎn)】（示例：以智能運(yùn)動(dòng)手表為例）其設(shè)計(jì)中人機(jī)工程學(xué)原理的應(yīng)用體現(xiàn)在多個(gè)方面。首先，手表的尺寸和重量設(shè)計(jì)符合人體手腕的尺度，保證佩戴的舒適性和穩(wěn)定性；其次，表盤(pán)界面設(shè)計(jì)遵循信息可視化原則，將關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)（心率、步頻、距離等）以清晰、簡(jiǎn)潔的方式呈現(xiàn)，減少用戶認(rèn)知負(fù)荷；交互設(shè)計(jì)上，采用簡(jiǎn)潔的觸屏操作或物理按鍵，符合用戶習(xí)慣，降低操作復(fù)雜度；其次，手表的續(xù)航能力設(shè)計(jì)考慮了用戶長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)的需求，體現(xiàn)了對(duì)用戶生理狀態(tài)的關(guān)懷；最后，通過(guò)傳感器準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)生理數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)反饋給用戶，幫助用戶了解自身狀態(tài)，調(diào)整運(yùn)動(dòng)，體現(xiàn)了人因工程學(xué)中“以人為本”的設(shè)計(jì)思想。8.【論述要點(diǎn)】平衡智能化水平與用戶易用性、舒適性和安全性是智能體育裝備設(shè)計(jì)的核心挑戰(zhàn)。智能化水平高意味著裝備功能強(qiáng)大、數(shù)據(jù)豐富，但可能導(dǎo)致界面復(fù)雜、操作繁瑣（降低易用性），設(shè)備體積大、重量重、能耗高（影響舒適性），或因數(shù)據(jù)處理、算法缺陷帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)（如提供錯(cuò)誤指導(dǎo)）。平衡的關(guān)鍵在于：明確目標(biāo)用戶和使用場(chǎng)景，根據(jù)用戶需求和能力設(shè)定合理的智能化水平；采用以用戶為中心的設(shè)計(jì)方法，簡(jiǎn)化交互，優(yōu)化信息呈現(xiàn)；注重硬件設(shè)計(jì)的輕便、舒適；加強(qiáng)軟件算法的可靠性和安全性驗(yàn)證；進(jìn)行充分的人機(jī)工程評(píng)估，根據(jù)反饋持續(xù)迭代優(yōu)化，確保技術(shù)進(jìn)步最終服務(wù)于用戶的體驗(yàn)和健康。9.【論述要點(diǎn)】大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在智能體育裝備人機(jī)工程評(píng)估中應(yīng)用前景廣闊，如通過(guò)分析用戶運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)疲勞、損傷風(fēng)險(xiǎn)，個(gè)性化推薦訓(xùn)練計(jì)劃，實(shí)時(shí)調(diào)整設(shè)備參數(shù)優(yōu)化體驗(yàn)等。但其應(yīng)用也帶來(lái)倫理問(wèn)題：數(shù)據(jù)隱私安全風(fēng)險(xiǎn)，用戶敏感的生理和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)可能被濫用；算法偏見(jiàn)可能導(dǎo)致評(píng)估或建議不準(zhǔn)確；過(guò)度依賴技術(shù)可能削弱用戶對(duì)自身狀態(tài)的判斷能力；數(shù)據(jù)所有權(quán)和使用權(quán)歸屬不清等。因此，在應(yīng)用這些技術(shù)時(shí)，必須高度重視倫理規(guī)范，確保數(shù)據(jù)安全，提高算法透明度，尊重用戶自主權(quán)。10.【論述要點(diǎn)】（示例：以智能跑步機(jī)為例）可能存在的不足：1）操作界面復(fù)雜，物理按鍵與屏幕交互混合不夠流暢，尤其在運(yùn)動(dòng)中不易操作；2）跑步機(jī)跑帶震動(dòng)、噪音較大，影響用戶體驗(yàn)和舒適度；3）運(yùn)動(dòng)時(shí)心率等關(guān)鍵生理數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)精度有待提高，或顯示不夠直觀；4）缺乏針對(duì)不同運(yùn)動(dòng)水平用戶的地形模擬和阻力調(diào)節(jié)的智能推薦，需要用戶手動(dòng)設(shè)置；5）連接手機(jī)APP后，數(shù)據(jù)同步有時(shí)卡頓，界面設(shè)計(jì)不夠簡(jiǎn)潔。改進(jìn)建議：1）簡(jiǎn)化操作邏輯，優(yōu)化按鍵布局或采用更直觀的觸屏交互；2）采用更先進(jìn)的減震技術(shù)和靜音設(shè)計(jì)，提升舒適度；3）升級(jí)傳感器，提高數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)精度，并在跑步機(jī)面板或屏幕上更醒目地展示；4）內(nèi)置AI算法，根據(jù)用戶表現(xiàn)和目標(biāo)智能推薦訓(xùn)練方案和阻力變化；5）優(yōu)化APP性能和界面設(shè)計(jì)，提升數(shù)據(jù)同步速度和用戶體驗(yàn)。三、設(shè)計(jì)探討題11.【探討要點(diǎn)】*功能需求分析：針對(duì)專業(yè)田徑運(yùn)動(dòng)員，需求可能包括：精確的步頻、步幅、groundcontacttime（支撐相時(shí)間）等姿態(tài)參數(shù)測(cè)量；實(shí)時(shí)的心率、呼吸頻率監(jiān)測(cè)；肌肉活動(dòng)（如通過(guò)肌電）分析；運(yùn)動(dòng)軌跡和速度追蹤；提供實(shí)時(shí)反饋或基于AI的教練指導(dǎo)（如步態(tài)糾正建議）；高耐用性和防水防塵性能；與訓(xùn)練日志、賽事管理系統(tǒng)兼容等。*關(guān)鍵的人機(jī)工程設(shè)計(jì)點(diǎn)：*數(shù)據(jù)呈現(xiàn)：如何在運(yùn)動(dòng)員不易分心的前提下，將關(guān)鍵姿態(tài)和生理數(shù)據(jù)以最直觀的方式（如簡(jiǎn)潔的儀表盤(pán)、聲音提示、視覺(jué)標(biāo)記）疊加在運(yùn)動(dòng)視野或通過(guò)可穿戴設(shè)備顯示。*交互方式：是否需要以及如何設(shè)計(jì)便捷的交互方式讓運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)中調(diào)整設(shè)備設(shè)置或查看信息（如簡(jiǎn)單的按鍵、語(yǔ)音指令）。*舒適性與佩戴固定：裝備（如傳感器貼片、穿戴設(shè)備）必須極度輕便、貼合、透氣，佩戴牢固，不影響運(yùn)動(dòng)員的肌肉發(fā)力或動(dòng)作協(xié)調(diào)性。*環(huán)境適應(yīng)性：裝備需能在戶外各種天氣條件下穩(wěn)定工作，抗干擾能力強(qiáng)。*信息反饋：實(shí)時(shí)反饋的形式（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)）需要精心設(shè)計(jì)，既要有效傳達(dá)信息，又不能造成干擾。*初步的評(píng)估方案：*評(píng)估對(duì)象：邀請(qǐng)不同水平的專業(yè)田徑運(yùn)動(dòng)員參與。*評(píng)估指標(biāo)：包括任務(wù)績(jī)效（如運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)是否因裝備輔助而改善）、生理指標(biāo)（運(yùn)動(dòng)負(fù)荷、疲勞度變化）、主觀評(píng)價(jià)（舒適度、易用性、信息反饋有效性、干擾度）、裝備可靠性（數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率、續(xù)航、環(huán)境適應(yīng)能力）。