Page 81 - 《软件学报》2021年第11期

袁敏 等:面向数据特征的人机物融合服务分派方法 3407

信息交换的过程,主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分.文献[17]中认为,普适计算使得信息空
间与人们生活的物理世界相融合.与此相应,人机接口也将随之扩展到人们生活工作的整个三维物理世界.在普
适计算的模式下,用户和环境的物理因素将成为交互的重要因素.计算机视觉的发展,促进了人机交互的发展.
文献[18]将眼动跟踪方法应用于面向大屏幕的目标选择,进而避免鼠标操作方式在空间上的远距离移动;同时
提出一种融合眼动跟踪与手势的多通道交互方法,通过眼动跟踪选择目标,利用手势进行选择确认.文献[19]设
计出一种增强显示模式,通过突出的视觉减少飞行员的文字认知负载,驾驶人员能够迅速获得周围环境和载具
状态等信息,这种增强人机交互模式有效增强了驾驶员的应急反应.
(3) 物联网实现了计算、通信与物理系统的一体化设计.
信息物理系统(cyber-physical systems,简称 CPS)是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统,它建
立在环境感知的基础上,融合了计算进程和物理进程,可以感知以及改变物理世界,大部分研究工作都围绕如何
对信息物理空间进行建模与分析.Walton 等人利用偶图的反应系统对环境中的物理及网络进行建模,刻画了室
内物体和主体在空间中的移动,分析可能出现的各种情况,并对 CPS 的动态演化进行描述 [20] .Tan 等人提出了
Lattice-based 事件模型,它由事件类型、外部和内部属性组成,再通过这些属性定义一组事件组合规则,用于指导
面向事件的 CPS 软件建模 [21] .Jensen 等人提出了基于模型的 CPS 设计方法,对 CPS 模型进行了全面的分析 [22] .
Tsigkanos 等人对自适应系统进行建模分析,通过识别可能由拓扑更改引起的违反安全要求的行为,并选择一组
可防止此类违反的安全控制措施来设计可感知拓扑的自适应安全系统,主要考虑的是用 CPS 对物理拓扑进行
建模分析,维持运行时拓扑的实时表现,表示在物理结构发生变化时的更新.该方法说明:CPS 适合于对一个封闭
的环境进行分析,考虑当环境发生变化时可能引起的其他的变化,达到及时更新 [23] .信息物理系统轻视了人对信
息空间和物理世界的影响,使其面临情景感知和安全问题的巨大挑战.
综上所述,人们生活中经历了从纸媒体到信息化时代的变革,再到人机交互与信息物理系统的发展,这些变
革都是人机物三元空间部分融合的例证.因此,人机物的高度融合是未来发展的主要趋势,以达成机从计算能力
到计算思维的转化、物从个体空间向人类社会和自然社会的深入、人从固定角色向社会人和自然人的转变.
人机物在融合环境下对彼此的作用和依赖越来越大,更加密不可分.
1.2 服务推荐与分派
在 20 世纪 90 年代中期,推荐系统才被作为一个独立的研究领域.推荐系统的起源可以追溯到其他的领域,
例如认知科学、近似性理论、信息检索、预测理论、管理科学、市场营销建模等.文献[24]提出了一种众包中
的面向人工智能任务(human intelligence task,简称 HIT)的推荐方法,向用户提供最合适的 HIT.因为在众包平台
上,请求者可以发布各种项目让工人完成.在由一系列 HIT 组成的项目中,只有通过信任评估的工人才能申请
HIT.这种方法是基于工人与请求者交易的过去性能来计算请求者和工人之间的直接信任(DT).然后,基于信任
强度(SOT)提出一种新的信任模型,该模型测量两个未与任何普通员工交易的请求者之间的信任.这种方法是
从用户的角度来思考服务推荐方法.也有一些工作从用户和项目两方面来考虑,推荐的性能和准确率常常高于
常规的基于用户或项目的方法.文献[25]中将用户和云服务提供者之间的交易关系抽象为斯塔克尔伯格模型,
定义为一种价格领导的竞争关系,用户和服务提供者是竞争的关系,用户会根据提供者的价格和评级来决定自
己的需求量,服务提供者也会根据用户的评级来决定自己的价格和对应的容量.从博弈的角度,还详细分析了若
服务请求者想要获得优质服务,而服务提供者想要卖出自己的服务时两者的收益、优质服务和劣质服务的成本
以及劣质服务所面临的惩罚所处的状态.在为服务请求者或消费者分配合适的服务资源时,这些服务项目的执
行常常需要人的参与,需要通过人机物交互完成,分派合适的人快速有效地完成任务.服务推荐一般聚焦如何将
服务推送给潜在的用户,常常忽视了接受推荐用户的真实体验和任务执行过程,即忽略了信息空间中构造的角
色与对应的人和物之间的一致性,例如用户对接单的司机或问诊医生的真实评价等.
2 服务分派中的人机物三元空间

服务分派过程如同一个顺时针循环的数据加工流程,如图 1 所示.首先,用户提交若干任务至平台,平台将这