Khi công nghệ ngày càng tiên tiến, con người ngày càng có nhu cầu tương tác với máy móc, hệ thống máy tính. Đây là đâuGiao diện người-máy (HMI)mời vào. HMI là thành phần cho phép giao tiếp hiệu quả giữa con người và máy móc.
Giao diện người-máy là gì?
Giao diện người-máy có thể được định nghĩa là một phần của máy xử lý đầu vào và phản hồi của người dùng từ máy để cho phép vận hành và giám sát. Về cơ bản, HMI tạo ra sự tương tác thân thiện với người dùng giữa con người và hệ thống phức tạp bên trong máy.
Hệ thống HMI cơ bản nhất có ba phần:
1. Đầu vào cho phép người vận hành gửi lệnh đến máy. Đầu vào phổ biến bao gồm các nút, màn hình cảm ứng, bàn phím, cảm biến chuyển động và lệnh thoại.
2. Đầu ra cho phép máy cho người vận hành biết trạng thái của nó thông qua màn hình, đèn báo, báo động, loa, v.v.
3. Phần mềm và khả năng kết nối liên kết đầu vào và đầu ra để dịch tín hiệu theo cả hai hướng. Điều này cho phép giao tiếp liền mạch.
HMI được thiết kế tốt đóng một vai trò quan trọng trong việc cho phép con người và máy trao đổi thông tin theo cách hiệu quả nhất có thể.
Các chức năng và mục tiêu chính của HMI hiệu quả
Các chức năng tổng thể của giao diện người-máy là:
- Trình bày thông tin hệ thống cần thiết một cách hiệu quả và trực quan
- Cho phép người vận hành giám sát, điều chỉnh và khắc phục sự cố hệ thống và quy trình
- Cho phép người vận hành thực hiện các thao tác điều khiển nhanh chóng và chính xác
- Giảm sự mệt mỏi của người vận hành và nguy cơ lỗi của con người
Cụ thể, một số mục tiêu chính trong thiết kế HMI là:
- Hiển thị trực quan - phải dễ hiểu trong nháy mắt
- Độ phức tạp tối thiểu - chỉ hiển thị thông tin cần thiết
- Phản hồi hữu ích - cảnh báo người vận hành về trạng thái và vấn đề
- Khả năng chịu lỗi - ngăn ngừa hoặc sửa lỗi của người dùng
- Dễ dàng học và ghi nhớ quy trình làm việc
- Điều khiển có thể truy cập - được đặt thuận tiện trong tầm tay
- Ánh xạ giữa các điều khiển và hành động phải hợp lý
- Thích ứng với kỹ năng của người vận hành và bối cảnh sử dụng
HMI cho các ứng dụng khác nhau
Công nghệ giao diện người-máy vô cùng đa dạng để phù hợp với nhiều ngành và bối cảnh khác nhau:
Sản xuất HMI
- Bảng điều khiển để điều khiển các máy công nghiệp như cánh tay robot
- Hướng màn hình cảm ứng và điều khiển tốc độ cho độ chính xác
- Cần điều khiển phản hồi lực hoặc găng tay để thao tác với thiết bị
HMI vận tải
- Bảng đồng hồ có đồng hồ tốc độ, đồng hồ đo nhiên liệu… trên xe
- Các nút và bàn đạp để điều khiển tốc độ, phanh, tín hiệu
- Giao diện sàn bay trong buồng lái máy bay
HMI sản phẩm tiêu dùng
- Màn hình cảm ứng, trợ lý giọng nói và ứng dụng trên điện thoại thông minh
- Điều khiển từ xa, nút bấm và menu trên TV và các thiết bị gia dụng
- Bàn di chuột trên máy tính xách tay, bộ điều khiển trò chơi, máy ATM
HMI thiết bị y tế
- Hiển thị dữ liệu, cảnh báo và giao diện cảm ứng trên máy theo dõi nhịp tim, máy thở, v.v.
- Bảng điều khiển lựa chọn thông số trên máy chụp ảnh
- Giao diện người dùng đồ họa trên các công cụ phẫu thuật robot
Thiết kế HMI hiệu quả hợp lý hóa sự tương tác và cải thiện nhận thức tình huống. Điều này giúp nâng cao năng suất, an toàn và trải nghiệm người dùng trên nhiều lĩnh vực.
Nguyên tắc thiết kế HMI
Các chuyên gia đề xuất một số nguyên tắc cốt lõi để tối ưu hóa giao diện người-máy:
- Thiết kế nhất quán - các chức năng tương tự nên sử dụng các điều khiển và định dạng tương tự
- Cung cấp thông tin phản hồi - giúp người vận hành biết được kết quả hành động của họ
- Tha thứ cho lỗi lầm - ngăn chặn hoặc đảo ngược những hành động ngoài ý muốn
- Sự phù hợp giữa hệ thống và thế giới thực - hiển thị logic các điều khiển thực tế
- Người dùng có thể tùy chỉnh - cho phép điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu và sở thích
- Tải bộ nhớ tối thiểu - không khiến người dùng phải nhớ lại các quy trình công việc phức tạp
- Truy cập thông tin thuận tiện - dữ liệu quan trọng phải dễ dàng truy xuất
- Chế độ linh hoạt cho người mới sử dụng và người dùng chuyên nghiệp - thích ứng với cấp độ kỹ năng
Ưu điểm của HMI được thiết kế tốt
Đầu tư vào thiết kế HMI lấy người dùng làm trung tâm mang lại nhiều lợi ích:
- Tăng năng suất và hiệu quả
- Giảm mệt mỏi khi công việc trở nên dễ dàng hơn
- Cải thiện sự an toàn và giảm thiểu rủi ro
- Đường cong học tập nhanh hơn cho người vận hành mới
- Sự hài lòng và tương tác của người dùng cao hơn
- Giảm tỷ lệ lỗi và dừng khẩn cấp
- Giám sát hiệu suất hệ thống tốt hơn
- Nâng cao nhận thức tình huống và ra quyết định
Khi công nghệ tiến bộ, sự tương tác liền mạch giữa người và máy thông qua HMI có tính trực quan cao sẽ ngày càng trở nên quan trọng hơn. Thiết kế HMI cẩn thận có thể tối ưu hóa hiệu quả của hầu hết mọi hệ thống phức tạp.
Công ty TNHH Công nghệ Laser Tây An Guosheng là một doanh nghiệp công nghệ cao chuyên về R&D, sản xuất và kinh doanh máy ốp laser tự động, máy ốp laser tốc độ cao, máy dập tắt laser, máy hàn laser và thiết bị in laser 3D. Sản phẩm của chúng tôi có hiệu quả về chi phí và được bán trong và ngoài nước. Nếu bạn quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo địa chỉbob@gshenglaser.com.
Người giới thiệu:
1. Lee, S., Kim, GJ, & Hwang, J. (2021). Giao diện người-máy và ứng dụng của nó vào hệ thống điều khiển. Tạp chí Quốc tế về Kỹ thuật và Sản xuất Chính xác, 22(7), 1201-1216.
2. Norman, D. (2013). Thiết kế của những vật dụng hàng ngày: Phiên bản sửa đổi và mở rộng. Sách cơ bản (AZ).
3. Oviatt, S., & Cohen, PR (2015, tháng 3). Sự chuyển đổi mô hình sang đa phương thức trong các giao diện máy tính hiện đại. Tổng hợp các bài giảng về Tin học lấy con người làm trung tâm, 8(3), 1-243.