感測系統(tǒng)推動人機(jī)界面技術(shù)快速發(fā)展

　　人機(jī)界面是任何產(chǎn)品與使用者接觸直接相關(guān)的設(shè)施，IT產(chǎn)品當(dāng)然也不例外，過去為了配合硬件設(shè)備的發(fā)展，人機(jī)界面幾乎不外是屏幕顯示信息與各類按鈕、或鍵盤鼠標(biāo)(或變形的搖桿、軌跡球等指向裝置)類型存在，不過在各類型的傳感器突飛猛進(jìn)的發(fā)展下，IT產(chǎn)品人機(jī)界面在近幾年也大為不同，例如多點(diǎn)觸控與姿態(tài)偵測，都成為當(dāng)紅的焦點(diǎn)。

　　人機(jī)界面的進(jìn)化，過去就一直隨著時代有不同的面貌，但是電子產(chǎn)品的發(fā)展，卻是人機(jī)界面發(fā)展史中，相當(dāng)有趣的一個分支，過去IT相關(guān)的產(chǎn)品，多半是由專業(yè)人員操作，但是消費(fèi)性電子產(chǎn)品的興起，卻打破了IT產(chǎn)品只由專家操縱的慣例，必須貼近到一般消費(fèi)者層面。

　　故消費(fèi)性電子產(chǎn)品這種新產(chǎn)品類型的出現(xiàn)，對工業(yè)設(shè)計而言，確實(shí)是開創(chuàng)了全新的局面，當(dāng)然也增加了工業(yè)設(shè)計專業(yè)涵蓋的深度及廣度。人機(jī)界面工業(yè)設(shè)計師所關(guān)注的要素，不僅只是在功能性，更必須藉由產(chǎn)品外觀設(shè)計，讓使用者與產(chǎn)品間產(chǎn)生良性的互動，其中涉及到美學(xué)、材料運(yùn)用、人因工程、產(chǎn)品語意等相關(guān)知識。藉由這些知識的整合，才能設(shè)計出滿足多面向的需求的人機(jī)界面，如視覺感受、使用層面等。

　　因此最近幾年，不少人機(jī)界面的突破，都出現(xiàn)在消費(fèi)性電子產(chǎn)品上，例如隨著蘋果iPhone和iPOD Touch引入實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控的投射式電容觸控技術(shù)，引領(lǐng)人機(jī)互動界面的一波新革新，觸控面板和按鍵，特別是多點(diǎn)觸控模式，開始風(fēng)行于手機(jī)、消費(fèi)電子、家電、小筆電等領(lǐng)域。

　　除了多點(diǎn)觸控外，任天堂幾年前推出的Wii游戲機(jī)亦在市場上刮起一陣旋風(fēng)，其中最受矚目的特色是能讓玩家以真實(shí)動作融入游戲的無線控制器。而幕后最大功臣是以微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)為基礎(chǔ)的三軸加速度傳感器。任天堂的這項(xiàng)創(chuàng)意讓游戲機(jī)設(shè)計進(jìn)入了一全新的階段，也讓越多越多的消費(fèi)性電子產(chǎn)品，包括數(shù)碼相機(jī)、筆記型計算機(jī)、手機(jī)采用MEMS元件，以提供更佳的操控功能或創(chuàng)新應(yīng)用。

　　由前述的兩個例子可以看出，人機(jī)界面能夠讓已經(jīng)出現(xiàn)很久類型的產(chǎn)品，發(fā)生革命性的突破，也顯見新人機(jī)界面幾乎等于賦予產(chǎn)品新生命，良好的人機(jī)界面設(shè)計更可以激發(fā)消費(fèi)者的購買欲望與對產(chǎn)品的忠誠度。

　　但是，消費(fèi)性電子產(chǎn)品的人機(jī)界面設(shè)計，比一般產(chǎn)品又更困難，首先是在信息產(chǎn)品推陳出新的情況下，界面設(shè)計面臨極大的挑戰(zhàn)，過去的設(shè)計往往是藉由使用者保存的經(jīng)驗(yàn)(甚或是標(biāo)準(zhǔn))，延續(xù)其已發(fā)展的心智模式進(jìn)行設(shè)計，但面對全新的產(chǎn)品時，設(shè)計師必須藉由界面的帶領(lǐng)，促使使用者創(chuàng)造、增強(qiáng)、繼而保存經(jīng)驗(yàn)。然而由于信息產(chǎn)品其易于攜帶且具有傳播功能等特性，使得設(shè)計師在探討使用情境時變得更為不易掌握，以至于人機(jī)的互動行為擷取困難。這當(dāng)中設(shè)計師必須理解核心需求并運(yùn)用相關(guān)知識，將抽象概念轉(zhuǎn)化為界面操作程序、界面元素等，使使用者的心智建立對產(chǎn)品使用的系統(tǒng)模型。產(chǎn)品設(shè)計勢必因應(yīng)信息產(chǎn)品的出現(xiàn)，修正舊的或建立新的設(shè)計方法或程序以滿足設(shè)計需求。

　　當(dāng)然，設(shè)計「好的」人機(jī)界面，已經(jīng)是設(shè)計產(chǎn)品中，相當(dāng)困難的一個部分，因?yàn)槿藱C(jī)界面必須考量非IT技術(shù)的人體工學(xué)、使用者心理學(xué)等，而設(shè)計出革命性的人機(jī)界面，更必須對人機(jī)械面的基礎(chǔ)-傳感器，有相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識，這也是許多人機(jī)界面設(shè)計者不熟悉的關(guān)鍵點(diǎn)。

　　人機(jī)界面所可能利用到的傳感器類型眾多

　　傳感器的所能偵測的領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，根據(jù)美國的商業(yè)情報研究機(jī)構(gòu)Global Industry Analysts, Inc(GIA)的研究指出，大約有10種以上，舉例而言有化學(xué)(Chemical & Gas & Biosensor)偵測，所利用的代表性技術(shù)有遠(yuǎn)紅外線、熱導(dǎo)、電離子化等，用于瓦斯或是氧氣偵測。壓力(Pressure)偵測，原理為微機(jī)電、真空、血壓、光學(xué)、電阻等，代表性的用途有胎壓偵測、電阻式觸控面板等。流體(Flow)偵測，利用的原理有科氏力、渦流、超音波、電磁、電容電場等，代表性用途就是投射電容式觸控面板。

　　其它還有接近(Proximity & Displacement)感測、影像(Image)感測、位置(Position)感測、位面(Level)感測、溫度(Temperature)偵測、負(fù)載(Force & Load)偵測等等。詳細(xì)分類請參考附表。

　　過去，這些傳感器，多半需要持續(xù)偵測目標(biāo)或是接觸目標(biāo)，才能獲得目標(biāo)的信息，但是這樣的情況，會造成耗損、干擾、或是需要較大的攻耗提供運(yùn)作等缺點(diǎn)，所幸隨著科技進(jìn)步，許多接觸式傳感器都已經(jīng)被非接觸式傳感器取代，而且也克服了前述的各項(xiàng)問題，甚至能大福提升準(zhǔn)確性與穩(wěn)定度。

　　而隨著半導(dǎo)體制程等技術(shù)的推進(jìn)，微型化已經(jīng)成為不可逆的方向，傳感器也受到此一趨勢相當(dāng)大的幫助，例如微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，讓矽晶麥克風(fēng)、3D加速計、RF元件、相機(jī)穩(wěn)定器與GPS的陀螺儀等進(jìn)入消費(fèi)性電子產(chǎn)品，當(dāng)然也帶來了相當(dāng)大的人機(jī)界面革命?？傮w來看，除了前述的MEMS傳感器系統(tǒng)外，根據(jù)GIA的研究，還有影像傳感器、生物傳感器、動作感應(yīng)器是最重要的發(fā)展方向，其所衍生的產(chǎn)品族類亦相當(dāng)眾多。