人機(jī)交互的應(yīng)用領(lǐng)域

　　自計(jì)算機(jī)以一個(gè)龐然大物的笨拙體態(tài)出現(xiàn)直到現(xiàn)在，它已經(jīng)越來(lái)越緊密地融入了人們的日常生活，并已經(jīng)被公認(rèn)為解決醫(yī)療、教育、科研、環(huán)保等各類重大社會(huì)問題不可或缺的重要工具。在從人逐漸適應(yīng)計(jì)算機(jī)再到計(jì)算機(jī)不斷適應(yīng)人的互動(dòng)過程中，人機(jī)交互技術(shù)也不再局限于鍵盤輸入、手柄操作，而是以更加新奇的方式出現(xiàn)：手指的微小動(dòng)作、聲波在空氣中的振動(dòng)、眼珠和舌頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，都可以實(shí)現(xiàn)信息傳遞，完成人與機(jī)器之間的“對(duì)話”。

　　人機(jī)交互技術(shù)（Human-Computer InteracTIon Techniques）是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。

　　人機(jī)交互技術(shù)包括機(jī)器通過輸出或顯示設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請(qǐng)示等，人通過輸入設(shè)備給機(jī)器輸入有關(guān)信息，回答問題及提示請(qǐng)示等。人機(jī)交互技術(shù)是計(jì)算機(jī)用戶界面設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容之一。它與認(rèn)知學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、心理學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域有密切的聯(lián)系。

　　也指通過電極將神經(jīng)信號(hào)與電子信號(hào)互相聯(lián)系，達(dá)到人腦與電腦互相溝通的技術(shù)，可以預(yù)見，電腦甚至可以在未來(lái)成為一種媒介，達(dá)到人腦與人腦意識(shí)之間的交流，即心靈感應(yīng)。

　　2008年，微軟總裁比爾·蓋茨提出“自然用戶界面”（naturaluserinterface）的概念，并預(yù)言人機(jī)互動(dòng)模式在未來(lái)幾年內(nèi)將會(huì)有很大的改觀，電腦的鍵盤和鼠標(biāo)將會(huì)逐步被更為自然、更具直覺性的觸摸式、視覺型以及聲控界面所代替。而隨著技術(shù)的精進(jìn)，“有機(jī)用戶界面”（organicuserinterface）也開始悄然興起——生物識(shí)別傳感器、皮膚顯示器，乃至大腦與計(jì)算機(jī)的直接對(duì)接，無(wú)疑都將給人類的生活帶來(lái)重大影響?！段磥?lái)學(xué)家》雜志5/6月號(hào)刊登的文章，就對(duì)當(dāng)前正在研發(fā)或者已投入商用的各類人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行了盤點(diǎn)。

　　觸摸式顯示屏在很多領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，最為人熟知的就是安裝在機(jī)場(chǎng)或者商場(chǎng)的Kiosk自助服務(wù)設(shè)備，游客或購(gòu)物者通過手動(dòng)觸摸屏幕，就可以查詢相關(guān)信息，辦理登機(jī)手續(xù)，甚至購(gòu)買報(bào)紙。

　　2007年，微軟公司推出了“桌面”（Surface）計(jì)算機(jī)，帶來(lái)了全新的觸摸式人機(jī)交互模式。這款酷似咖啡桌桌面的平板電腦完全摒棄了鼠標(biāo)和鍵盤，通過聲音、筆或者觸摸就可以完成編輯、瀏覽圖片或者直接訂餐等操作。其顯示屏隱藏在硬塑料板底下，依靠一套攝像機(jī)系統(tǒng)捕捉人發(fā)出的指令動(dòng)作，然后進(jìn)行分析、理解并加以執(zhí)行。更令人稱奇的是，只要將手機(jī)、播放器等物品放到其表面，電腦就能自動(dòng)識(shí)別并進(jìn)行文件傳輸。由于“桌面”計(jì)算機(jī)的屏幕可以分割，并且使用了多點(diǎn)觸控技術(shù)，可方便多達(dá)10個(gè)用戶同時(shí)使用。

　　而今年6月，“桌面”將迎來(lái)一個(gè)強(qiáng)勁對(duì)手，索尼公司計(jì)劃推出一款名為AtracTable的茶幾電腦與之一較高下。AtracTable也可以與放在它表面的手機(jī)等設(shè)備進(jìn)行交流互動(dòng)。另外，該款電腦中還集成了年齡、性別、情緒等分析系統(tǒng)，可以智能識(shí)別使用對(duì)象。索尼的目標(biāo)是將之推廣到各種使用環(huán)境，包括游戲行業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療市場(chǎng)和零售業(yè)等。

　　超薄、超輕的柔性顯示屏已經(jīng)走出實(shí)驗(yàn)室，很快就會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)“打江山”。很多評(píng)論人士認(rèn)為，使用能夠隨意折疊卷曲的柔性顯示屏制造的電子書就是未來(lái)的紙張。

　　目前電子書閱讀器的柔性顯示屏有多種類型，其中包括可以主動(dòng)發(fā)光但卻會(huì)給讀者的眼睛帶來(lái)刺激和傷害的有機(jī)發(fā)光二極管（LOED）顯示屏、需要使用背景光的液晶顯示屏（LCD）、以及用在亞馬遜Kindle電子書閱讀器上的由美國(guó)E-Ink公司利用電泳顯示技術(shù)制造的電子紙。

　　不同的顯示技術(shù)之間各有優(yōu)劣，因而擁有不同的應(yīng)用市場(chǎng)，比如，LOED顯示屏的刷新率更快，而E-Ink公司的電子紙則更加節(jié)能。在將來(lái)，報(bào)紙、雜志甚至服裝、墻面都可以變成顯示屏，向我們展示一幅幅動(dòng)態(tài)畫面。

　　盡管3D電影早在90年前就已經(jīng)問世，但2010年才算是真正的“3D元年”，索尼、松下和其他廠商紛紛宣布自己生產(chǎn)的3D電視機(jī)年內(nèi)即可上市銷售，將3D影像從電影院搬進(jìn)客廳已是指日可待。

　　目前的3D電視機(jī)仍然需要觀眾佩戴特制的眼鏡才可以收看節(jié)目。眼鏡的規(guī)格大致分為主動(dòng)式快門3D眼鏡和偏光3D眼鏡兩種，并且沒有通用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由各廠商自行研制。

　　雖然產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為，近期3D電影在全球票房大賣，預(yù)示著家庭市場(chǎng)已經(jīng)做好了迎接3D的準(zhǔn)備，不過，普通觀眾是否能夠忍受連續(xù)好幾個(gè)小時(shí)戴著特制眼鏡看電視還是個(gè)未知數(shù)。而據(jù)專家預(yù)測(cè)，無(wú)需佩戴眼鏡就可收看節(jié)目的3D電視機(jī)大概還要再等10年左右才會(huì)推向市場(chǎng)。

　　視網(wǎng)膜顯示器能夠通過低強(qiáng)度激光或者發(fā)光二極管直接將影像投射到使用者的視網(wǎng)膜上，具有不遮擋視野的特點(diǎn)。

　　這一概念是在20多年前提出的，但直到近些年來(lái)技術(shù)進(jìn)步才讓各種不同的視網(wǎng)膜顯示變得可行。比如邊發(fā)射發(fā)光二極管，其比面發(fā)射發(fā)光二極管的光輸出功率大，但比激光的功率要求低，將其應(yīng)用于視網(wǎng)膜顯示器，可提供一個(gè)亮度更高而成本更低的選擇。與傳統(tǒng)顯示器相比，視網(wǎng)膜顯示器的亮度-功率比更高，能耗也會(huì)相應(yīng)地大幅降低。

　　視網(wǎng)膜成像的應(yīng)用前景非常廣闊，比如車載平視顯示器，可將重要的駕駛信息投射在汽車的前風(fēng)擋玻璃上，司機(jī)平視就可以看到，從而可以提高行車安全；此外還可為執(zhí)行軍事任務(wù)的士兵提供最優(yōu)路徑和戰(zhàn)術(shù)信息，并且在醫(yī)療手術(shù)、浸入式游戲行業(yè)也大有作為。日本兄弟公司曾在2005年的日本“愛知世博會(huì)”上展示了全球首款視網(wǎng)膜顯示器。該公司最近宣布，計(jì)劃于今年發(fā)布一款使用紅光、綠光和藍(lán)光激光二極管的商用視網(wǎng)膜成像顯示器。

　　地理空間跟蹤的應(yīng)用潛力才剛剛開始展現(xiàn)，在未來(lái)幾年中有望取得巨大的技術(shù)進(jìn)步。智能手機(jī)配備的全球定位系統(tǒng)、定向儀和加速度計(jì)可以提供足夠多的信息，來(lái)幫助使用者確定大概地點(diǎn)和方向。而技術(shù)的改進(jìn)將有可能使跟蹤的精度提高到誤差不超出1毫米。

　　很多針對(duì)手機(jī)開發(fā)的現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)應(yīng)用，如基于位置的營(yíng)銷、旅游幫助和社交網(wǎng)絡(luò)等，都使用了地理空間數(shù)據(jù)，可以提供基于使用者所處方位的關(guān)聯(lián)信息。在未來(lái)幾年內(nèi)，隨著跟蹤定位精度進(jìn)一步提高以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步提速，這塊市場(chǎng)將會(huì)大幅增長(zhǎng)。

　　動(dòng)作識(shí)別是一項(xiàng)正在發(fā)展中的技術(shù)，在很多方面都可得到應(yīng)用，如可穿戴式計(jì)算機(jī)、隱身技術(shù)、浸入式游戲以及情感計(jì)算（一種可對(duì)人類的情感進(jìn)行偵測(cè)、分類、組織和回應(yīng)的系統(tǒng)或應(yīng)用，可以幫助使用者獲得高效而又親切的感覺）等。過去大部分動(dòng)作識(shí)別系統(tǒng)重點(diǎn)分析的是臉部和手部的動(dòng)作，不過現(xiàn)在，研發(fā)人員也開始將關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到身體姿勢(shì)、步態(tài)和其他行為舉止上來(lái)。