从落后到先进 人机交互技术的发展与未来

      还记得《阿凡达》吗?电影里，人类一按启动键，一幅全息立体的操作界面即呈现在眼前，随手一点，程序就打开了，随手一划，数据就按意愿移动……公众何时能够拥有这样的计算机?这一问题，也在日前在京举行的2010年中国人机交互研讨会上引发热议。中国科学院软件研究所戴国忠教授认为，2020年，人和计算机的生理界限将渐渐消除。

　　  人机交互是什么?
 
　　  人机交互，简单来说，就是人类与计算机交流互动。两者之间有这样一个传导链：通过人机接口技术，使人能够与计算机发生联系;而计算机则通过一种界面，使人能了解联系后的效果。

　　  想必生于上世纪70年代的人还记得，为了使用计算机，学习DOS命令的辛苦阶段吧?没错，这就是人机交互的早期阶段。人们只有熟练掌握大量命令语言后，才能高效地操纵计算机。

　　  然而，随着计算机技术的飞速发展，人机接口技术不断改进：从早期的穿孔纸带、面板开关和显示灯等交互装置，发展到今天的动作追踪、语音识别、感觉反馈等具有多种感知能力的交互装置。

　　  用户界面的发展也历经了批处理、命令行、图形界面三个阶段。自图形界面问世以来，使不懂计算机的普通用户也可以熟练地使用，计算机开始走向大众。于是，用户的需求被空前激发，变得越来越“懒惰”，希望不再通过键盘、鼠标而是通过双手、语言等直接对计算机下“命令”。

　　  “人类自然形成的与自然界沟通的认知习惯和形式必定是人机交互的发展方向。”微软创始人比尔.盖茨如是说。因此，研究者们也正在努力让未来的计算机能听、能看、能说、能感觉。“过去，一直都是人类去适应计算机，学习计算机语言。”戴国忠说，“未来计算机将朝着适应人类的方向发展，计算机要理解人类的语言和动作。”从计算机发展来看，戴国忠认为有四大趋势，即移动化、平板化、智能化、3D化。

　　  现实离理想还有多远?

　　  未来，人类只要通过语言、手势、表情等输入，机器就知道该做什么，这就是人机交互的理想状态。但问题是这样的“人机交互”离我们还有多远?

　　  实际上，许多改进的人机交互技术已在我们生活中得到应用。触屏技术被视作通往理想人机交互途中的一个节点。以苹果iPhone手机为代表，触屏技术为我们带来了新奇的、简单易用的人机接口，也带来了梦幻般的操控体验。其实，1971年，触摸屏技术已经问世，但是这项技术真正进入百姓生活，却是上世纪90年代。

　  　目前普遍采用的触屏主要有电阻式、表面电容式、投射电容式、表面声波式和红外线式等5种类型，iPhone用的就是透射电容式触屏。在2007年以前，投射电容式触屏的影响力并不大，正是iPhone以及LG普拉达手机的风靡让这项技术走俏。

　　  语音成为未来最被看好的人机交互方式。语音识别的研究工作可以追溯到20世纪50年代贝尔实验室的Audry系统，此后研究者们逐步突破了大词汇量、连续语音和非特定人这三大障碍。20世纪90年代前期，许多著名的大公司如IBM、苹果等都对语音识别系统的实用化研究投以巨资。目前，国内外已经出现了一些商业化的产品，比如语音识别在身份确认上的应用，准确率已经达到99%，一句“芝麻开门”打开房门已经不是传说。

　　  而体感技术的突破，让我们看到离开键盘、鼠标的希望。玩网球、钓鱼这些游戏时，游戏者要像真打网球那样挥舞手柄。这就是2006年日本任天堂公司推出的家用游戏主机Wii。通过加速度感知与光学定位，Wii遥控器可以准确掌握玩家手持控制器的一举一动。[page]

      还有更厉害的，微软亚洲研究院院长洪小文博士说，微软研究出一个叫做Natal的系统，不需要拿任何东西，就可以实现和机器的互动。据介绍，这个系统还可以辨识人脸，让玩家自动连上游戏。另外，它还能辨认声音和接受声控命令。比尔?盖茨坚信这项技术将从游戏领域走入办公领域。以上种种应用于屏幕上的操控，可以看做未来应用的基础。

　　  中国技术何去何从?

　　  目前人机交互应用技术大部分是国外的，那么中国技术力量如何呢?据了解，国内对这项技术的研究起步较晚。中国科学院软件研究所人机交互技术及智能信息处理实验室是最早开始多模态人机交互研究和开发的单位之一。并且，该所和北京大学计算机系、杭州大学工业心理学国家专业实验室合作承担“多通道用户界面研究”，在我国首次对智能人机界面中多通道交互方式进行了系统性的研究。

　　  “我们要告别跟踪、仿制的发展之路。”戴国忠说，“IT企业不要跟着国外大企业的思维，只有按照中国人需要的去做，结合中国传统文化发展，才会有突破。”在洪小文的眼里，人机交互是一个跨学科的领域。“其研究需要计算机专家，需要心理学家，需要社会学家，需要研究行为科学的，还需要设计。中国的机会在于各行各业都有很多人才。”洪小文说，“微软亚洲研究院90%-95%的员工是中国的。我们在中国的创新，真的就是中国创新。”同时，他建议，人机交互的发展应该跟中国的生产链结合在一起。