美國薩繆·赫斯特博士，觸摸屏之父
主人尚在歸途，而家里的空調(diào)已適時調(diào)好溫度，浴缸緩緩注入適度的水，只待為主人洗去旅途的疲憊；一枚深諳主人偏愛的別針及時為其打開優(yōu)美的旋律或精彩的電視節(jié)目；地板準(zhǔn)確感知主人的位置，其6英寸之內(nèi)的各類控制器自動進入待命狀態(tài)；室外，主人鐘愛的老楓樹長勢喜人，自動控制系統(tǒng)會準(zhǔn)確感知其根部濕度狀態(tài)，適時給它解渴……
這是一個夢幻的高科技之家，它的主人就是享譽世界的IT巨人比爾·蓋茨。而在中國科學(xué)院自動化研究所的陶建華研究員看來，打造上述高科技之家的關(guān)鍵因素可以歸結(jié)到現(xiàn)代“人機交互”科技的勃興上來。的確如此，基于現(xiàn)代計算機技術(shù)，人與機器之間的互動朝著智能化方面邁進，而蓋茨創(chuàng)立的微軟更是以視窗系統(tǒng)使得人機交互界面更加友好，從而催生了個人電腦時代。
從鍵盤到鼠標(biāo)
人機交互作為一個科學(xué)概念看似深奧，其實，它早已進入人們的日常生活，大到飛機、汽車，小到相機、手機等。從事多年該領(lǐng)域研究的陶建華介紹說，人機交互簡而言之，就是用一種溝通方式，讓計算機（和裝配計算機的設(shè)備）明白我們的意思，為我們服務(wù)。從專業(yè)的角度來解釋，人機交互是一門研究系統(tǒng)與用戶之間交互關(guān)系的學(xué)問，這里的系統(tǒng)可以是各種各樣的機器，也可以是計算機化的系統(tǒng)和軟件。
人機交互的歷史應(yīng)追溯到計算機鍵盤的出現(xiàn)，而這一發(fā)明將計算機帶入了字符用戶界面時代。1964年，美國人道格·恩格爾巴特發(fā)明了實際意義上的鼠標(biāo)，使得人機交互有了技術(shù)性突破，以致現(xiàn)在鍵盤和鼠標(biāo)仍然作為人機交互的重要手段。圖形用戶界面隨之出現(xiàn)，才有了計算機的主機時代和個人計算機時代。自圖形用戶界面出現(xiàn)至今的幾十年中，人機交互技術(shù)應(yīng)用日益普及，成就了個人電腦時代的輝煌。
在這一過程中，操控計算機似乎還是一件高精尖人才才能干的事，對于操控能力的高要求使得許多人望而卻步。20世紀(jì)90年代后期以來，隨著高速處理芯片、多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，人機交互的研究重點放在了智能化交互等方面，也就是開拓以人為中心的互動技術(shù)和模式。
用手勢、眼球、腦電波發(fā)指令
以人為中心的智能互動目前能達到什么水平呢？瑞士科學(xué)家的答案讓人無比振奮。4月24日，他們向世界展示了一款可由思維操控的機器人，一名身在百公里外的癱瘓者借助電腦傳輸信號，向其發(fā)出腦電波指令，機器人就能快速行走。這與用鍵盤和鼠標(biāo)的傳統(tǒng)人機交互相比，無疑是一場偉大的“變革”。
對這場變革人們期待已久。陶建華說，傳統(tǒng)方式下，計算機通過多種設(shè)定的程序與人交互，需要人去主動適應(yīng)計算機，而新交互模式則是相反。微軟首席研究與戰(zhàn)略官克瑞格·蒙迪將新交互模式稱之為“自然的用戶界面”，他認為其“將改變一切現(xiàn)有的做法”。
實際上，人們已經(jīng)從近些年快速發(fā)展的信息科技中真切感受到這一點。倫敦帝國學(xué)院在研究人類眼睛活動與大腦感知之間的關(guān)系基礎(chǔ)上，發(fā)明了一種專門用來捕捉眼球細微動作的紅外線感應(yīng)裝置“眼標(biāo)”。通過它，人們能用眼睛打開網(wǎng)頁鏈接，進行打印、存盤等操作。風(fēng)靡全球的蘋果手機先是以多點觸控技術(shù)掀起“指尖風(fēng)暴”，緊接著又用Siri拉開了語音交互的序幕。
人們有理由相信，全新的人機互動體驗即將走入日常生活，我們手指的揮動、眼珠的轉(zhuǎn)動、心中的渴望，都可以自動傳遞給善解人意又溫馨周到的各類“伙伴”。于是，一個冬日的清晨，你揮一揮手，窗簾便緩緩拉開，第一縷陽光灑進來；一個春日的午后，花園里孩子輕輕上揚嘴角，美妙的瞬間就化作照片，自動成為永恒。
讓人機交互無處不在
陶建華指出，由于新一代高速互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU計算能力成倍增長等因素，以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的信息基礎(chǔ)設(shè)施，將成為人與人之間交互或人與信息源、外部世界交互的媒介。在這種環(huán)境下，計算將無處不在，與此相應(yīng)，人機交互也將隨時隨地。
實際上，早在約20年前，美國施樂帕洛阿爾托研究中心首席科學(xué)家馬克·瓦瑟就預(yù)見到“無所不在的計算”。從長遠看，個人計算機和工作站會消失，因為計算會變得無處不在。當(dāng)人類對某些事物掌握得足夠好的時候，這些事物就會成為生活中不可分割的一部分，人們就會慢慢地忽略其存在。今后，許多計算裝置會變成不可見的計算機，計算也會變成無處不在，不可見的人機交互也會無處不在的。就像我們時刻呼吸著的氧氣一樣，我們看不見卻可以體驗到。
華盛頓大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)系特聘教授詹姆斯·蘭代曾展望道：“未來的一個遠景是：我們在交互的時候，可以跟計算交互，而不是計算機。”計算機的消失，并不是指它不復(fù)存在，而是隱藏了控制的界面，使得用戶更多地關(guān)注于任務(wù)本身而非操作方式，從而使人機交流變得更加自由、隨性、便捷。若完成了這樣的飛躍，那么人機交互在應(yīng)用客戶群體上將有很大拓展。簡單化的高科技將不再受年齡和認知力等因素的限制，可以更好地服務(wù)于老年人和殘疾人等弱勢群體。
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