自動化是人類工業(yè)革命桂冠上的一顆明珠。工業(yè)化的進(jìn)程推動著自動化技術(shù)不斷提升，而自動化技術(shù)的每一次進(jìn)步，都旨在使工業(yè)革命的成果能夠更加有益于我們的生產(chǎn)生活。飛機(jī)、汽車作為工業(yè)革命的偉大成果，極大地改變了我們的社會，而如何讓它們更加安全舒適和便捷高效，則一直是自動化技術(shù)和相關(guān)科技人員不懈追求的目標(biāo)。
　　但是，隨著現(xiàn)代飛行器系統(tǒng)和工作環(huán)境越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)模式的自動化或許會使我們進(jìn)入一種自動化困境的狀態(tài)。比如，自動化程度很高的無人機(jī)似乎不懂得如何與地面操作員配合而導(dǎo)致大量意外情況下的不幸墜機(jī)。即使對于自動化功能非常先進(jìn)的大型民航客機(jī)，也會由于飛行員在極端情況下難以與自動駕駛系統(tǒng)有效配合而導(dǎo)致悲慘事故，一個引人警示的例子是2009年法航447航班的嚴(yán)重空難。事實(shí)上，當(dāng)我們審視很多事件時(shí)會發(fā)現(xiàn)，對于信息龐雜而混亂或危險(xiǎn)的情況，現(xiàn)在的高度自動化似乎并不能有效提高系統(tǒng)的安全程度。當(dāng)我們試圖用更加先進(jìn)復(fù)雜的自動化技術(shù)提高系統(tǒng)性能減輕人類操作員負(fù)擔(dān)時(shí)，導(dǎo)致的結(jié)果卻往往是事與愿違。這種困惑和反思，隨著先進(jìn)客機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、無人機(jī)、無人汽車等智能自動化系統(tǒng)的快速發(fā)展和運(yùn)行環(huán)境的日益復(fù)雜，越來越引起我們的重視，
　　德國慕尼黑國防大學(xué)的Reiner Onken教授和Axel Schulte教授通過這部著作介紹了一種面向人機(jī)合作認(rèn)知的認(rèn)知自動化設(shè)計(jì)方法，通過引入人工認(rèn)知和增強(qiáng)人機(jī)交互的認(rèn)知水平來提高工作系統(tǒng)應(yīng)對復(fù)雜情況的整體性能。正如作者在書中所言工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個關(guān)鍵問題就是開發(fā)一種方法論，除了傳統(tǒng)自動化之外，能夠根據(jù)認(rèn)知自動化使用人工認(rèn)知，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)能以最有益的方式挖掘自動化的潛能。借鑒人類認(rèn)知能力開發(fā)更為高效的控制系統(tǒng)，是當(dāng)前智能化發(fā)展的重要方向。認(rèn)知自動化把包括操作員在內(nèi)的控制要素作為整體設(shè)計(jì)，綜合考慮人與機(jī)器在工作過程中的交互性能和對復(fù)雜場景的適應(yīng)性能，以兩種認(rèn)知單元模擬人的認(rèn)知能力，建立基于雙模式認(rèn)知控制的認(rèn)知自動化系統(tǒng)，試圖實(shí)現(xiàn)在同一個工作系統(tǒng)中人與控制設(shè)備或系統(tǒng)的協(xié)調(diào)一致，并能基于彼此的認(rèn)知和對共同目標(biāo)的理解而相互配合，有效克服了脆弱、笨拙、呆板等傳統(tǒng)自動化的人機(jī)操控模式導(dǎo)致的缺陷，使自動化的發(fā)展可以跳出那種困境�；�于對認(rèn)知自動化優(yōu)勢的認(rèn)識，譯者希望將這本著作翻譯并出版出來，呈獻(xiàn)給更多的從事相關(guān)領(lǐng)域研究、設(shè)計(jì)和教學(xué)的國內(nèi)同行，為國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的研究發(fā)展提供參考。
　　本書主體內(nèi)容共有8章和1個附錄。第1章介紹了撰寫該書的動機(jī)和目的。第2章對操作型制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的基本問題進(jìn)行了概要介紹，側(cè)重于飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)的功能、架構(gòu)和操作層面的人機(jī)交互方式等概念。第3章介紹了工作和人類認(rèn)知的基礎(chǔ)知識，包括工作過程、工作系統(tǒng)等的概念，從大腦的信息關(guān)聯(lián)、腦區(qū)功能結(jié)構(gòu)等方面概述了人類認(rèn)知原理，討論了人類認(rèn)知的三個功能層級和三個認(rèn)知行為層級，給出了簡單的認(rèn)知框架和工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)建議。第4章討論了工作系統(tǒng)中的雙模式認(rèn)知自動化，重點(diǎn)分析了兩種模式的認(rèn)知自動化，闡釋了人工認(rèn)知單元的認(rèn)知過程和工程實(shí)現(xiàn)方法。第5章在闡述支持型認(rèn)知單元和操作型認(rèn)知單元實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，介紹了一些作為飛機(jī)座艙輔助系統(tǒng)和駕駛員輔助系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)原型系統(tǒng)。第6章通過示例介紹了人工認(rèn)知系統(tǒng)中關(guān)鍵組件的實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)是知識管理和ACU中的先驗(yàn)知識組件，包括基于技能、基于程序和基于概念的行為組件的實(shí)現(xiàn)示例。第7章簡單論述了工作系統(tǒng)中認(rèn)知自動化的運(yùn)用問題，介紹了一種認(rèn)知系統(tǒng)的架構(gòu)，討論了運(yùn)用認(rèn)知自動化對系統(tǒng)性能的整體性改進(jìn)問題。第8章是本書的主要縮略語：
　　需要說明的是，對于書中部分描述程序、模型或?qū)嶒?yàn)結(jié)果的插圖，為保持原圖的表意，對圖中的英文標(biāo)示沒有譯為中文。在本書的翻譯過程中，還得到了崔軍輝、周凱、呂明海、魯鴻軒、張國鋒、倪天、郭慶、吳華興、郝濤、王樹磊、祈曉明、關(guān)旭寧、周歡、何仁珂、李興超、羅維爾、史東梅等同志的大力幫助，他們或幫助完成部分章節(jié)的素材初譯，或幫助進(jìn)行多輪的文字校對。我們一起反復(fù)推敲錘煉的過程，也是不斷學(xué)習(xí)和提高研究認(rèn)識的過程，在此對他們的工作致以誠摯謝意！本書的出版得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61573373）和國家留學(xué)基金的資助及支持，在此深表謝意！感謝本書責(zé)任編輯劉炯老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)！
　　原著是一部跨學(xué)科的技術(shù)專著，內(nèi)容涉及飛行器制導(dǎo)控制、人機(jī)工程、車輛控制、人工智能、認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、計(jì)算機(jī)工程等多個學(xué)科，加之作者在內(nèi)容表述上的一些跳躍，使得理解和翻譯的難度很大，常常是為了琢磨如何更好地表達(dá)出原文一個段落的原意而花費(fèi)兩三天的時(shí)間。由于譯者的知識和認(rèn)識水平有限，譯文中難免有表達(dá)不妥或較為生澀的語句，請各位熱心的讀者和專家不吝賜教，積極批評指正，幫助我們改進(jìn)和提高，謝謝！