2025年大學(xué)認(rèn)知科學(xué)與技術(shù)專業(yè)題庫(kù)——認(rèn)知科學(xué)引領(lǐng)智慧城市技術(shù)革新考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述認(rèn)知心理學(xué)中注意機(jī)制的基本理論及其在智慧城市智能監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值。2.解釋什么是語(yǔ)義記憶和情景記憶，并分別舉例說(shuō)明這兩種記憶類型在智慧城市個(gè)性化信息服務(wù)中的應(yīng)用場(chǎng)景。3.描述知識(shí)圖譜的基本構(gòu)成要素，并闡述其在智慧城市交通信息融合與預(yù)測(cè)中的應(yīng)用原理。4.簡(jiǎn)述情感計(jì)算的主要技術(shù)方法，并分析其在提升智慧城市公共安全預(yù)警能力方面的作用。5.結(jié)合認(rèn)知負(fù)荷理論，說(shuō)明設(shè)計(jì)智慧城市居民交互式信息平臺(tái)時(shí)應(yīng)考慮的關(guān)鍵因素。二、論述題（每題15分，共45分）6.論述認(rèn)知科學(xué)中的感知-行動(dòng)循環(huán)理論如何指導(dǎo)智慧城市中的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)更自然、高效的用戶體驗(yàn)。7.結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例，深入探討認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)（CognitiveAugmentationTechnology）在提升智慧城市應(yīng)急管理響應(yīng)效率方面的潛力與挑戰(zhàn)。8.從認(rèn)知公平性的角度，論述在智慧城市建設(shè)中部署認(rèn)知輔助技術(shù)（如智能導(dǎo)覽、語(yǔ)音交互等）時(shí)應(yīng)關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略。三、設(shè)計(jì)與應(yīng)用題（20分）9.假設(shè)你要為智慧城市的老年人設(shè)計(jì)一個(gè)基于認(rèn)知技術(shù)的日常安全與健康管理助手，請(qǐng)闡述其核心功能構(gòu)思、涉及的關(guān)鍵認(rèn)知技術(shù)原理以及設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的用戶體驗(yàn)因素。試卷答案一、簡(jiǎn)答題1.答案:注意機(jī)制的基本理論認(rèn)為注意是認(rèn)知系統(tǒng)選擇性地關(guān)注環(huán)境信息并抑制無(wú)關(guān)信息的內(nèi)在過(guò)程，涉及資源分配和優(yōu)先級(jí)排序。其核心理論包括過(guò)濾器理論、衰減理論、雙加工理論等。在智慧城市智能監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用價(jià)值在于：能夠自動(dòng)聚焦于監(jiān)控畫面中的關(guān)鍵區(qū)域或事件（如異常行為、緊急情況），有效降低人工監(jiān)控的負(fù)荷，提高事件檢測(cè)的準(zhǔn)確率和實(shí)時(shí)性，例如在人流密集區(qū)域的擁擠檢測(cè)、可疑人員追蹤等。解析思路:首先需回答注意機(jī)制的核心定義和主要理論（選擇1-2個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明）。然后重點(diǎn)闡述其在智慧城市監(jiān)控場(chǎng)景下的具體應(yīng)用，如如何實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)、行為識(shí)別的聚焦，以及相比全屏監(jiān)控的優(yōu)勢(shì)（降負(fù)荷、提效率、高精度）。2.答案:語(yǔ)義記憶是指關(guān)于一般知識(shí)、事實(shí)、概念和語(yǔ)言規(guī)則的記憶，不與特定時(shí)間地點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，具有普遍性和穩(wěn)定性。情景記憶是指關(guān)于個(gè)人親身經(jīng)歷的事件的記憶，包含事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、人物及相關(guān)情節(jié)細(xì)節(jié)，具有特定性和生動(dòng)性。在智慧城市個(gè)性化信息服務(wù)中的應(yīng)用：語(yǔ)義記憶可用于構(gòu)建城市知識(shí)庫(kù)，提供如天氣、交通規(guī)則、歷史文化等通用信息查詢；情景記憶可用于記錄用戶的偏好、歷史行為、服務(wù)使用記錄，從而提供定制化的推薦（如根據(jù)瀏覽歷史推薦附近的餐廳）、位置相關(guān)的提醒（如基于過(guò)去就診記錄的用藥提醒）或個(gè)性化行程規(guī)劃。解析思路:首先清晰界定語(yǔ)義記憶和情景記憶的定義與區(qū)別。然后分別舉例說(shuō)明這兩種記憶類型。最后，結(jié)合智慧城市信息服務(wù)場(chǎng)景，具體闡述每種記憶類型的應(yīng)用方式和提供的價(jià)值（語(yǔ)義記憶的普適性知識(shí)支持，情景記憶的個(gè)性化體驗(yàn)）。3.答案:知識(shí)圖譜的基本構(gòu)成要素包括：實(shí)體（Entities，如人、地點(diǎn)、事件）、關(guān)系（Relations，如屬于、位于、導(dǎo)致）、屬性（Attributes，描述實(shí)體的特征，如顏色、容量）。其應(yīng)用原理在于通過(guò)構(gòu)建城市相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶓w及其關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市海量、異構(gòu)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、整合與語(yǔ)義化表達(dá)。在智慧城市交通信息融合與預(yù)測(cè)中，可將車輛、道路、信號(hào)燈、交通事件等作為實(shí)體，它們之間的位置關(guān)系、時(shí)間先后關(guān)系、速度關(guān)聯(lián)等作為關(guān)系，而實(shí)時(shí)路況、限速、事故類型等作為屬性。通過(guò)分析知識(shí)圖譜中的路徑關(guān)系和節(jié)點(diǎn)屬性，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)交通流量、規(guī)劃最優(yōu)路徑、快速響應(yīng)交通事故影響，實(shí)現(xiàn)交通態(tài)勢(shì)的統(tǒng)一視圖。解析思路:先列舉知識(shí)圖譜的三大核心要素并稍作解釋。然后重點(diǎn)闡述其在交通領(lǐng)域的應(yīng)用原理，即如何利用這些要素來(lái)“連接”和“理解”交通數(shù)據(jù)。具體說(shuō)明實(shí)體、關(guān)系、屬性在交通場(chǎng)景下的具體指代內(nèi)容，并闡明通過(guò)分析圖譜進(jìn)行信息融合和預(yù)測(cè)（路徑規(guī)劃、流量預(yù)測(cè)、事件響應(yīng)）的機(jī)制。4.答案:情感計(jì)算的主要技術(shù)方法包括：基于文本的情感分析（分析文本語(yǔ)調(diào)、情感傾向）、基于語(yǔ)音的情感識(shí)別（分析語(yǔ)音語(yǔ)調(diào)、韻律特征）、基于面部表情的情感識(shí)別（利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)分析面部肌肉活動(dòng)）、基于生理信號(hào)的情感監(jiān)測(cè)（如通過(guò)可穿戴設(shè)備監(jiān)測(cè)心率、皮電反應(yīng)等）。其在提升智慧城市公共安全預(yù)警能力方面的作用體現(xiàn)在：通過(guò)分析社交媒體輿情、監(jiān)控視頻中的民眾表情、公共場(chǎng)所的生理指標(biāo)等，可以實(shí)時(shí)感知公眾的情緒狀態(tài)和社會(huì)氛圍，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能引發(fā)群體性事件的社會(huì)矛盾或不滿情緒，為預(yù)警和干預(yù)提供依據(jù)，有助于提前部署資源，預(yù)防或化解公共安全風(fēng)險(xiǎn)。解析思路:先羅列幾種主流的情感計(jì)算技術(shù)方法，并簡(jiǎn)述其原理。然后重點(diǎn)說(shuō)明這些技術(shù)在智慧城市公共安全領(lǐng)域的具體應(yīng)用，即如何通過(guò)情感計(jì)算獲取“情緒”信息。最后闡述這種情緒信息對(duì)于公共安全預(yù)警的價(jià)值，如如何實(shí)現(xiàn)早期風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、態(tài)勢(shì)感知和輔助決策。5.答案:根據(jù)認(rèn)知負(fù)荷理論，人的工作記憶容量有限，在執(zhí)行任務(wù)時(shí)，內(nèi)在負(fù)荷（任務(wù)本身的復(fù)雜性）和外在負(fù)荷（環(huán)境干擾）會(huì)占用工作記憶資源。設(shè)計(jì)智慧城市居民交互式信息平臺(tái)時(shí)應(yīng)考慮的關(guān)鍵因素包括：簡(jiǎn)化信息呈現(xiàn)方式，避免信息過(guò)載；優(yōu)化操作流程，降低認(rèn)知操作負(fù)荷；提供清晰的導(dǎo)航和反饋，減少搜索和理解的認(rèn)知負(fù)擔(dān)；利用可視化技術(shù)增強(qiáng)信息的易理解性；考慮不同用戶群體的認(rèn)知特點(diǎn)，提供適應(yīng)性界面（如為老年人或認(rèn)知障礙者提供簡(jiǎn)化模式）；確保環(huán)境干擾最小化（如界面干擾、物理噪音）。目標(biāo)是讓用戶能夠以最小的認(rèn)知努力獲取信息或完成任務(wù)。解析思路:首先解釋認(rèn)知負(fù)荷理論的核心觀點(diǎn)（工作記憶限制、內(nèi)外負(fù)荷）。然后，直接將理論原則應(yīng)用于智慧城市信息平臺(tái)設(shè)計(jì)，從信息呈現(xiàn)、操作流程、導(dǎo)航反饋、可視化、用戶適應(yīng)性、環(huán)境干擾等多個(gè)維度提出設(shè)計(jì)建議，強(qiáng)調(diào)以用戶為中心，減輕認(rèn)知負(fù)擔(dān)。二、論述題6.答案:感知-行動(dòng)循環(huán)理論強(qiáng)調(diào)認(rèn)知不是獨(dú)立于行動(dòng)的，而是與感知和行動(dòng)緊密耦合、相互反饋的過(guò)程。該理論指導(dǎo)智慧城市人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于：首先，系統(tǒng)應(yīng)能像感知者一樣，通過(guò)多模態(tài)傳感器（視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等）實(shí)時(shí)感知用戶的環(huán)境狀態(tài)、行為意圖和生理信號(hào)；其次，系統(tǒng)應(yīng)能像行動(dòng)者一樣，根據(jù)感知結(jié)果主動(dòng)執(zhí)行操作（如提供信息、調(diào)整環(huán)境、執(zhí)行任務(wù)），并與其他城市系統(tǒng)（如交通、能源）進(jìn)行協(xié)調(diào)；最后，系統(tǒng)的行動(dòng)結(jié)果應(yīng)能反饋給用戶和環(huán)境，形成感知-行動(dòng)-反饋的閉環(huán)，用戶則根據(jù)反饋調(diào)整自身行為和認(rèn)知。這種設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)更自然、高效、直觀的人機(jī)交互，使人與智能城市系統(tǒng)如同一個(gè)有機(jī)整體，共同適應(yīng)和優(yōu)化城市運(yùn)行。解析思路:首先闡述感知-行動(dòng)循環(huán)理論的核心思想。然后分點(diǎn)論述如何將此理論應(yīng)用于智慧城市人機(jī)交互設(shè)計(jì)：對(duì)應(yīng)理論中的感知、行動(dòng)、反饋三個(gè)環(huán)節(jié)，具體說(shuō)明在人機(jī)交互系統(tǒng)中應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)（傳感器、主動(dòng)執(zhí)行、反饋機(jī)制）。最后總結(jié)這種設(shè)計(jì)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)（自然、高效、直觀）及其最終目標(biāo)（人城協(xié)同）。7.答案:認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)旨在通過(guò)技術(shù)手段擴(kuò)展、增強(qiáng)人類的認(rèn)知能力，使其能更有效地處理信息、做出決策、提升表現(xiàn)。在智慧城市應(yīng)急管理中，認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)的潛力體現(xiàn)在：利用高級(jí)數(shù)據(jù)分析、AI預(yù)測(cè)模型等增強(qiáng)決策者的態(tài)勢(shì)感知能力，更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)災(zāi)害發(fā)展、評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)影響；通過(guò)智能決策支持系統(tǒng)輔助指揮人員制定最優(yōu)應(yīng)急方案，縮短決策時(shí)間；利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）或虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)為應(yīng)急人員提供沉浸式訓(xùn)練和實(shí)時(shí)信息疊加，提升其操作技能和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)變能力；通過(guò)可穿戴設(shè)備和智能預(yù)警系統(tǒng)，增強(qiáng)個(gè)體應(yīng)急人員的環(huán)境感知和自身狀態(tài)監(jiān)控能力。挑戰(zhàn)則包括技術(shù)本身的復(fù)雜性、數(shù)據(jù)隱私與安全、人機(jī)界面的適應(yīng)性、技術(shù)的可靠性與倫理問(wèn)題（如過(guò)度依賴技術(shù)導(dǎo)致能力退化）、以及技術(shù)的成本和普及難度。解析思路:先界定認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)的概念。然后結(jié)合智慧城市應(yīng)急管理場(chǎng)景，具體列舉認(rèn)知增強(qiáng)技術(shù)能增強(qiáng)人類哪些認(rèn)知能力（態(tài)勢(shì)感知、決策、技能、環(huán)境感知等），并說(shuō)明相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。最后分析應(yīng)用該技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)，從技術(shù)、數(shù)據(jù)、倫理、成本等多個(gè)維度進(jìn)行闡述。8.答案:智慧城市建設(shè)中部署認(rèn)知輔助技術(shù)應(yīng)以提升全民數(shù)字素養(yǎng)和促進(jìn)社會(huì)包容為目標(biāo)。從認(rèn)知公平性的角度，應(yīng)關(guān)注以下關(guān)鍵問(wèn)題及應(yīng)對(duì)策略：?jiǎn)栴}一，技術(shù)門檻與數(shù)字鴻溝。部分人群（如老年人、殘疾人）可能因生理限制或缺乏使用經(jīng)驗(yàn)而難以接觸和使用技術(shù)。策略：進(jìn)行無(wú)障礙設(shè)計(jì)（遵循WCAG等標(biāo)準(zhǔn)），簡(jiǎn)化操作界面，提供個(gè)性化設(shè)置選項(xiàng)，加強(qiáng)教育培訓(xùn)。問(wèn)題二，算法偏見(jiàn)與歧視。AI系統(tǒng)可能因訓(xùn)練數(shù)據(jù)偏差或算法設(shè)計(jì)缺陷，對(duì)特定群體產(chǎn)生不公平對(duì)待（如人臉識(shí)別對(duì)特定膚色人群的識(shí)別率低）。策略：加強(qiáng)算法審計(jì)與透明度，使用多元化數(shù)據(jù)集訓(xùn)練模型，建立公平性評(píng)估機(jī)制。問(wèn)題三，隱私與數(shù)據(jù)安全。認(rèn)知輔助技術(shù)往往需要收集個(gè)人敏感信息。策略：嚴(yán)格遵守?cái)?shù)據(jù)保護(hù)法規(guī)，采用隱私保護(hù)技術(shù)（如聯(lián)邦學(xué)習(xí)、差分隱私），明確告知用戶數(shù)據(jù)用途并獲取同意，建立數(shù)據(jù)安全管理體系。問(wèn)題四，過(guò)度依賴與能力退化。長(zhǎng)期使用輔助技術(shù)可能導(dǎo)致用戶自身相關(guān)認(rèn)知能力（如記憶、導(dǎo)航能力）下降。策略：強(qiáng)調(diào)技術(shù)作為輔助而非替代，鼓勵(lì)用戶適度進(jìn)行“脫機(jī)”訓(xùn)練和鍛煉。解析思路:明確認(rèn)知公平性的核心內(nèi)涵。然后提出智慧城市認(rèn)知輔助技術(shù)部署中可能存在的四個(gè)主要公平性問(wèn)題（技術(shù)門檻、算法偏見(jiàn)、隱私安全、過(guò)度依賴）。針對(duì)每個(gè)問(wèn)題，提出具體的、可操作的應(yīng)對(duì)策略，強(qiáng)調(diào)包容性、公平性、透明度和用戶權(quán)利保護(hù)。三、設(shè)計(jì)與應(yīng)用題9.答案:為智慧城市的老年人設(shè)計(jì)基于認(rèn)知技術(shù)的日常安全與健康管理助手，核心功能構(gòu)思包括：*認(rèn)知輔助導(dǎo)航:利用AR技術(shù)疊加在實(shí)景畫面上，提供室內(nèi)外路線指引、關(guān)鍵地點(diǎn)識(shí)別（如電梯按鈕、緊急出口），對(duì)環(huán)境變化（如臨時(shí)障礙）進(jìn)行提示。*健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)與提醒:集成可穿戴設(shè)備或通過(guò)語(yǔ)音交互監(jiān)測(cè)心率、活動(dòng)量、睡眠模式，結(jié)合老年人常見(jiàn)病知識(shí)庫(kù)進(jìn)行異常提醒（如跌倒風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、用藥提醒、復(fù)診提醒），提供簡(jiǎn)單的健康知識(shí)問(wèn)答。*情感交互與支持:通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別和情感計(jì)算分析老年人的情緒狀態(tài)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的情感交流與安慰，提供放松引導(dǎo)或興趣點(diǎn)推薦，建立情感連接。*緊急呼叫與求助:設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單易用的緊急呼叫按鈕（如一鍵呼叫家人、社區(qū)服務(wù)中心或急救中心），結(jié)合語(yǔ)音識(shí)別自動(dòng)播報(bào)求助人位置信息。涉及的關(guān)鍵認(rèn)知技術(shù)原理包括：空間認(rèn)知（用于導(dǎo)航）、記憶（用于用藥提醒）、感知（用于健康監(jiān)測(cè)）、情感計(jì)算（用于情感交互）、語(yǔ)音識(shí)別與理解（用于交互輸入）。設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的用戶體驗(yàn)因素包括：界面的極簡(jiǎn)化和易用性（大字體、大圖標(biāo)、清晰語(yǔ)音反饋）、操作的容錯(cuò)性（允許錯(cuò)誤嘗試、提供