從落后到先進 人機交互技術的發(fā)展與未來

　　還記得《阿凡達》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，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?這一問題，也在日前在京舉行的2010年中國人機交互研討會上引發(fā)熱議。中國科學院軟件研究所戴國忠教授認為，2020年，人和計算機的生理界限將漸漸消除。

　　人機交互是什么?

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

　　想必生于上世紀70年代的人還記得，為了使用計算機，學習DOS命令的辛苦階段吧?沒錯，這就是人機交互的早期階段。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。

　　然而，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，人機接口技術不斷改進：從早期的穿孔紙帶、面板開關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，使不懂計算機的普通用戶也可以熟練地使用，計算機開始走向大眾。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、鼠標而是通過雙手、語言等直接對計算機下“命令”。

　　“人類自然形成的與自然界溝通的認知習慣和形式必定是人機交互的發(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能聽、能看、能說、能感覺。“過去，一直都是人類去適應計算機，學習計算機語言。”戴國忠說，“未來計算機將朝著適應人類的方向發(fā)展，計算機要理解人類的語言和動作。”從計算機發(fā)展來看，戴國忠認為有四大趨勢，即移動化、平板化、智能化、3D化。

　　現(xiàn)實離理想還有多遠?

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

　　實際上，許多改進的人機交互技術已在我們生活中得到應用。觸屏技術被視作通往理想人機交互途中的一個節(jié)點。以蘋果iPhone手機為代表，觸屏技術為我們帶來了新奇的、簡單易用的人機接口，也帶來了夢幻般的操控體驗。其實，1971年，觸摸屏技術已經(jīng)問世，但是這項技術真正進入百姓生活，卻是上世紀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普拉達手機的風靡讓這項技術走俏。

　　語音成為未來最被看好的人機交互方式。語音識別的研究工作可以追溯到20世紀50年代貝爾實驗室的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上的應用，準確率已經(jīng)達到99%，一句“芝麻開門”打開房門已經(jīng)不是傳說。

　　而體感技術的突破，讓我們看到離開鍵盤、鼠標的希望。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Wii。通過加速度感知與光學定位，Wii遙控器可以準確掌握玩家手持控制器的一舉一動。