從落后到先進(jìn) 人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展與未來

　　還記得《阿凡達(dá)》嗎?電影里，人類一按啟動鍵，一幅全息立體的操作界面即呈現(xiàn)在眼前，隨手一點(diǎn)，程序就打開了，隨手一劃，數(shù)據(jù)就按意愿移動……公眾何時能夠擁有這樣的計算機(jī)?這一問題，也在日前在京舉行的2010年中國人機(jī)交互研討會上引發(fā)熱議。中國科學(xué)院軟件研究所戴國忠教授認(rèn)為，2020年，人和計算機(jī)的生理界限將漸漸消除。

　　人機(jī)交互是什么?

　　人機(jī)交互，簡單來說，就是人類與計算機(jī)交流互動。兩者之間有這樣一個傳導(dǎo)鏈：通過人機(jī)接口技術(shù)，使人能夠與計算機(jī)發(fā)生聯(lián)系;而計算機(jī)則通過一種界面，使人能了解聯(lián)系后的效果。

　　想必生于上世紀(jì)70年代的人還記得，為了使用計算機(jī)，學(xué)習(xí)DOS命令的辛苦階段吧?沒錯，這就是人機(jī)交互的早期階段。人們只有熟練掌握大量命令語言后，才能高效地操縱計算機(jī)。

　　然而，隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，人機(jī)接口技術(shù)不斷改進(jìn)：從早期的穿孔紙帶、面板開關(guān)和顯示燈等交互裝置，發(fā)展到今天的動作追蹤、語音識別、感覺反饋等具有多種感知能力的交互裝置。

　　用戶界面的發(fā)展也歷經(jīng)了批處理、命令行、圖形界面三個階段。自圖形界面問世以來，使不懂計算機(jī)的普通用戶也可以熟練地使用，計算機(jī)開始走向大眾。于是，用戶的需求被空前激發(fā)，變得越來越“懶惰”，希望不再通過鍵盤、鼠標(biāo)而是通過雙手、語言等直接對計算機(jī)下“命令”。

　　“人類自然形成的與自然界溝通的認(rèn)知習(xí)慣和形式必定是人機(jī)交互的發(fā)展方向。”微軟創(chuàng)始人比爾.蓋茨如是說。因此，研究者們也正在努力讓未來的計算機(jī)能聽、能看、能說、能感覺。“過去，一直都是人類去適應(yīng)計算機(jī)，學(xué)習(xí)計算機(jī)語言。”戴國忠說，“未來計算機(jī)將朝著適應(yīng)人類的方向發(fā)展，計算機(jī)要理解人類的語言和動作。”從計算機(jī)發(fā)展來看，戴國忠認(rèn)為有四大趨勢，即移動化、平板化、智能化、3D化。

　　現(xiàn)實(shí)離理想還有多遠(yuǎn)?

　　未來，人類只要通過語言、手勢、表情等輸入，機(jī)器就知道該做什么，這就是人機(jī)交互的理想狀態(tài)。但問題是這樣的“人機(jī)交互”離我們還有多遠(yuǎn)?

　　實(shí)際上，許多改進(jìn)的人機(jī)交互技術(shù)已在我們生活中得到應(yīng)用。觸屏技術(shù)被視作通往理想人機(jī)交互途中的一個節(jié)點(diǎn)。以蘋果iPhone手機(jī)為代表，觸屏技術(shù)為我們帶來了新奇的、簡單易用的人機(jī)接口，也帶來了夢幻般的操控體驗(yàn)。其實(shí)，1971年，觸摸屏技術(shù)已經(jīng)問世，但是這項(xiàng)技術(shù)真正進(jìn)入百姓生活，卻是上世紀(jì)90年代。

　　目前普遍采用的觸屏主要有電阻式、表面電容式、投射電容式、表面聲波式和紅外線式等5種類型，iPhone用的就是透射電容式觸屏。在2007年以前，投射電容式觸屏的影響力并不大，正是iPhone以及LG普拉達(dá)手機(jī)的風(fēng)靡讓這項(xiàng)技術(shù)走俏。

　　語音成為未來最被看好的人機(jī)交互方式。語音識別的研究工作可以追溯到20世紀(jì)50年代貝爾實(shí)驗(yàn)室的Audry系統(tǒng)，此后研究者們逐步突破了大詞匯量、連續(xù)語音和非特定人這三大障礙。20世紀(jì)90年代前期，許多著名的大公司如IBM、蘋果等都對語音識別系統(tǒng)的實(shí)用化研究投以巨資。目前，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了一些商業(yè)化的產(chǎn)品，比如語音識別在身份確認(rèn)上的應(yīng)用，準(zhǔn)確率已經(jīng)達(dá)到99%，一句“芝麻開門”打開房門已經(jīng)不是傳說。

　　而體感技術(shù)的突破，讓我們看到離開鍵盤、鼠標(biāo)的希望。玩網(wǎng)球、釣魚這些游戲時，游戲者要像真打網(wǎng)球那樣揮舞手柄。這就是2006年日本任天堂公司推出的家用游戲主機(jī)Wii。通過加速度感知與光學(xué)定位，Wii遙控器可以準(zhǔn)確掌握玩家手持控制器的一舉一動。