2025年大学认知科学与技术专业题库- 认知科学与技术在汽车工程中的应用

2025年大学认知科学与技术专业题库——认知科学与技术在汽车工程中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.下列哪项不是认知心理学中通常研究的核心认知过程？A.注意力分配B.驾驶行为模式C.工作记忆容量D.长时信息存储2.在人机交互设计中，为了减少驾驶员的认知负荷，通常建议界面采用的原则是？A.复杂多样，功能齐全B.信息密集，操作繁琐C.简洁明了，操作直观D.视觉炫酷，吸引眼球3.驾驶员疲劳驾驶时，其认知过程中最可能受损的方面是？A.视觉感知速度B.工作记忆更新能力C.长时存储检索效率D.情感判断准确性4.以下哪种技术主要利用驾驶员的眼动数据来判断其注意力是否偏离前方道路？A.脑机接口（BCI）B.驾驶行为数据分析C.眼动追踪（EyeTracking）D.生理信号监测5.情景意识（SA）在驾驶安全中至关重要，它主要指个体对以下哪方面的综合理解？A.自身状态的好坏B.车辆性能的优劣C.当前驾驶环境及自身能力和目标D.路线规划的复杂程度6.自动驾驶汽车进行环境感知，最常使用的传感器类型不包括？A.摄像头（Camera）B.激光雷达（LiDAR）C.超声波传感器（UltrasonicSensor）D.心率监测仪（HeartRateMonitor）7.以下哪项技术属于高级驾驶辅助系统（ADAS）的范畴，旨在帮助驾驶员保持车道？A.自适应巡航控制（ACC）B.车道偏离预警（LDW）或车道保持辅助（LKA）C.自动紧急制动（AEB）D.盲点监测系统（BSD）8.在人机交互领域，"米勒定律"（Miller'sLaw）主要说明了？A.驾驶员操作失误的频率与年龄的关系B.人类短期记忆能够有效处理的信息组块数量有限C.自动驾驶系统在复杂路况下的决策难度呈指数增长D.车联网环境下信息交互的爆炸式增长趋势9.驾驶员在接听电话时，其驾驶表现通常会下降，这主要是因为认知资源被分散，影响了哪方面的能力？A.物理操作能力B.空间感知能力C.注意力分配能力D.决策制定能力10.车联网（V2X）技术中，"V2I"指的是？A.车辆到车辆（Vehicle-to-Vehicle）B.车辆到基础设施（Vehicle-to-Infrastructure）C.车辆到行人（Vehicle-to-Pedestrian）D.车辆到网络（Vehicle-to-Network）二、名词解释（每小题3分，共15分）1.认知负荷（CognitiveLoad）2.驾驶员模型（DriverModel）3.感知运动时间（PTT）4.主动安全（ActiveSafety）5.情景意识丧失（LossofSA）三、简答题（每小题5分，共20分）1.简述注意力的资源分配理论，并说明其在驾驶情境下的意义。2.驾驶员状态监测（DMS）系统有哪些主要的监测指标？3.简述自适应巡航控制系统（ACC）中，认知因素如何影响其性能。4.人机交互设计在智能座舱开发中需要考虑哪些关键认知问题？四、论述题（每小题10分，共30分）1.论述情景意识（SA）对于实现可靠自动驾驶的重要性，并分析当前技术手段在提升自动驾驶系统SA方面的挑战。2.结合认知心理学原理，分析驾驶员在使用高级驾驶辅助系统（ADAS）时可能出现的认知偏差或依赖风险，并提出相应的缓解措施。3.探讨车联网（V2X）技术如何通过信息交互影响驾驶员的认知过程，分析其对提升驾驶安全性和效率的潜在作用与可能带来的新挑战。---试卷答案一、选择题1.B2.C3.B4.C5.C6.D7.B8.B9.C10.B二、名词解释1.认知负荷（CognitiveLoad）：指学习者在进行特定任务时，认知系统所承受的负荷量。过高的认知负荷会超出处理能力，影响学习效果和任务表现。在驾驶中，过高的认知负荷（如同时处理复杂路况、操作车辆和进行电话通话）会显著降低驾驶安全。2.驾驶员模型（DriverModel）：指为了理解、预测或控制驾驶员行为而建立的数学或计算模型。这些模型可以模拟驾驶员的感知、决策、控制等心理和生理过程，用于开发ADAS、进行人机交互设计、评估驾驶风险等。3.感知运动时间（PTT）：指从感知刺激（如看到交通信号灯变红）到开始做出相应动作（如踩下刹车）之间的时间延迟。PTT是衡量驾驶员反应速度的重要指标，受生理、心理状态、刺激特征等多种因素影响。4.主动安全（ActiveSafety）：指车辆通过自身技术手段（如ABS、ESP、TCS、AEB等）主动预防事故发生或减轻事故后果的安全系统。其核心是在危险发生前就介入，与被动安全（如安全气囊、安全带）共同构成车辆安全体系。5.情景意识丧失（LossofSA）：指驾驶员未能准确、及时地理解当前驾驶环境、自身状态和目标，或未能保持对三者之间动态关系的有效把握，导致判断失误或采取不当行动，从而增加事故风险。这是导致许多交通事故的关键因素。三、简答题1.注意力的资源分配理论认为，人的认知资源是有限的，在执行多项任务时，需要将这些有限的资源在任务之间进行分配。驾驶是一项复杂的多任务活动，需要持续关注道路环境、控制车辆、处理信息、做出决策等。资源分配理论解释了为什么在驾驶时进行分心活动（如使用手机、与乘客激烈交谈）会显著降低驾驶表现，因为这些分心任务占用了宝贵的认知资源，导致对驾驶相关信息的处理能力下降。其意义在于提示设计安全的人机交互界面时应尽量减少驾驶者的认知负荷，避免需要过多资源分配。2.驾驶员状态监测（DMS）系统的主要监测指标通常包括：生理指标（如心率、皮肤电导、脑电波活动）、行为指标（如头部姿态、视线方向、眼动模式、方向盘转角模式、车速变化）、驾驶操作指标（如加减速、转弯角度、跟车距离、换挡频率）以及生理-行为耦合指标等。这些指标可以用来评估驾驶员的疲劳、分心、压力、药物影响等状态。3.自适应巡航控制系统（ACC）中，认知因素影响其性能主要体现在：首先，驾驶员对系统的信任度和接受度是基于其认知判断；其次，驾驶员需要理解系统的能力边界和局限性，并能在必要时进行干预；再者，系统通过雷达等传感器检测前方车辆，但驾驶员的注意力、情景意识等认知状态会影响其对系统提示或自动调整行为的反应；此外，驾驶员对系统决策（如跟车距离、加速/减速决策）的感知和判断也涉及认知过程。因此，ACC的性能不仅依赖于传感器和算法，还与驾驶员的认知状态和行为密切相关。4.人机交互设计在智能座舱开发中需要考虑的关键认知问题包括：信息呈现的清晰性和易理解性（避免信息过载，符合认知规律）；操作界面的简洁性和直观性（减少学习成本和操作错误）；交互反馈的及时性和有效性（让用户明确了解系统状态和操作结果）；界面设计的个性化与情境适应能力（考虑不同用户偏好和驾驶场景需求）；语音、触控等多模态交互的协调性（符合用户的自然交互习惯）；以及系统响应时间对用户体验和认知负荷的影响等。四、论述题1.情景意识（SA）对于实现可靠自动驾驶至关重要，因为自动驾驶系统需要全面、准确地理解自身所处的环境状态、自身能力和限制以及相关目标，才能做出安全、合理的决策和行动。高水平的SA使自动驾驶系统能够预测环境变化（如其他车辆行为、行人意图）、评估潜在风险、监控自身状态（如传感器性能、能量水平），并据此调整策略。缺乏SA可能导致系统误判环境、过度自信或反应迟缓，从而引发事故。当前技术手段在提升自动驾驶系统SA方面的挑战在于：如何将多源异构传感器数据有效融合，形成对环境的统一、准确、实时的认知；如何建立能够反映系统自身状态和能力的可靠模型；如何处理复杂、动态甚至不确定的环境场景，保持对潜在风险的敏感度；如何确保系统在认知判断失误时能够及时、安全地应对；以及如何验证和确认系统具备足够的SA水平以通过严格的安全测试和认证。2.结合认知心理学原理，驾驶员在使用高级驾驶辅助系统（ADAS）时可能出现的认知偏差或依赖风险主要包括：过度信任（Complacency）效应，即驾驶员过度相信系统的能力而放松警惕，减少自身的监控和准备，在系统失效或需要接管时反应不足；自动化效应（AutomationBias）可能导致驾驶员高估系统的准确性，忽略系统提供的警告或错误信息；技能退化（SkillDegradation）或知识遗忘（KnowledgeFade），长期依赖ADAS可能导致驾驶员自身的驾驶技能和情景意识判断能力下降，在需要手动接管时表现不佳；以及控制剥夺（ControlDeprivation）带来的挫败感和不适应，可能影响驾驶员在接管时的情绪和决策。缓解措施可以包括：在系统设计和交互中强调驾驶员的责任，提供清晰、及时的警告信息；设计需要驾驶员持续监控和确认的交互模式（如“驾驶员监控模式”）；通过培训和教育提升驾驶员对ADAS能力边界和风险的认识；采用渐进式自动化策略，逐步让渡控制权；以及在特定条件下（如系统故障、恶劣天气）强制要求驾驶员接管。3.车联网（V2X）技术通过信息交互影响驾驶员的认知过程，其潜在作用与可能带来的新挑战体现在：潜在作用方面，V2X（特别是V2V和V2I）可以向驾驶员提供超视距信息（如前方事故、信号灯变化、交叉车流），减少信息不确定性和认知负荷，提升情景意识，从而提高预判能力，预防事故；可以提供更丰富的驾驶辅助信息，如安全距离提示、意图预警，辅助驾驶员决策；可以实现更高效的合作式