打開電腦，輕敲鍵盤，微點鼠標，如今已是不能稱為“高科技”的尋常生活和辦公方式；觸摸屏，二維碼，語音操作，也應用得越來越廣泛。然而，輕松享受這一切的現(xiàn)代人，是否想過這些技術是如何發(fā)明出來的，未來的電子設備又將帶來哪些便利？
4月21日，在中國科學院國家科學圖書館“科學人講壇”系列講座之“人機交互的技術”再次喚起人們對人機交互的好奇與期待，未來，人機交互又會給人類帶來哪些新的體驗呢？
過去： 計算機在“傻瓜化”中走向成熟
人機交互（Human Computer Interaction，簡稱HCI），指人與計算機之間使用某種對話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務的人與計算機之間的信息交換過程。
計算機的發(fā)展歷程在一定程度上也反映了早期人機交互的特性。當大型計算機剛研制出來的時候，很少有人會關注使用者的感覺，一切都圍繞機器的需要來組織，程序員通過打孔卡片來輸入機器語言，輸出結果也是機器語言，那個時候同計算機交互的重心是機器本身。
17世紀歐洲數(shù)學家帕斯卡發(fā)明了最早的“計算機”——機械式計算機，通過轉動大大小小的齒輪實現(xiàn)計算功能。1946年，第一臺電子計算機的誕生拉開了計算機成長的序幕，它不僅是個占地170平方米的龐然大物，而且人們當時只能通過穿孔機對計算機進行信息的輸入和輸出。“最早期的計算機都是沒有顯示器的，把顯示器結合到計算機當中是一項重要革新。”
現(xiàn)代電腦鍵盤的布局來源于打字機，也就是現(xiàn)在全世界普遍使用的“QWERTY鍵盤”：第一行開頭6個字母是Q、W、E、R、T、Y的鍵盤布局。其實，打字機的鍵盤最初是按照26個英文字母順序排列的，但如果打字速度過快，某些鍵的組合就很容易出現(xiàn)卡鍵故障，于是后來的打字機就將常用的鍵位盡可能遠的分開，有效避免了卡鍵問題。
從50年代到70年代，計算機變得體積更小、功能更強、可靠性更高，期間也伴隨著鼠標的發(fā)明、從字符向圖形用戶界面轉換的革命性突破。
到了80年代，計算機的魅力開始無限生長，一系列新突破接踵而至。筆記本電腦的雛形于1968年由個人計算機之父阿倫·凱設計出來；1981年第一臺為商務應用設計的PC電腦已具有了桌面電腦的主要特征，卻因為造價高昂而失敗，將個人電腦市場讓給了緊隨其后的IBM和蘋果。
1984年，蘋果公司推出了采用圖形用戶界面的個人電腦Macintosh（蘋果機）。圖形用戶界面和鼠標的結合，讓電腦首次成為一種“所見即所得”的視覺化設備，使用者不用面對一行行冰冷枯燥的字符即可操作，帶來了全新的使用體驗，個人電腦的時代由此拉開帷幕。
現(xiàn)在： 計算機開始不斷適應人類需求
盡管至今仍然沒有一臺計算機能像人類一樣思考，但早在第一臺電子計算機誕生之前，工程師與科學家們就已經(jīng)開始研制新的智能交互模式，讓人與計算機的互動更加適應人類的需求。
如今，新的科學技術的沖擊，使得個人電腦正在平板電腦、智能手機等新型終端設備面前不斷敗退。采用語音、手勢、表情等方式讓普通人更加自然地與計算機進行交互已經(jīng)成為可能。
當你拿起手機或平板電腦的一刻，已經(jīng)開始了人機交互，帶有觸控效果的顯示屏幕、觸摸面板則能夠讓你體現(xiàn)手寫觸控的美妙。而原理很直接，就是將在手寫設備上書寫時產(chǎn)生的手寫軌跡有效地被識別成漢字。
此外，語音交互則是人機交互中最直接的一種方式，正在被越來越多的用戶接受和使用，蘋果、谷歌、微軟等國際IT巨頭都把語音作為新一代產(chǎn)品的重要競爭特性。
目前蘋果智能手機的最新版本iPhone4S，其中一大亮點就是推出了基于語音技術的Siri功能，它可以令iPhone4S變身為一臺智能化設備，利用Siri用戶可以通過手機讀短信、介紹餐廳、詢問天氣、語音設置鬧鐘等。Siri支持自然語言輸入，并且可以調(diào)用系統(tǒng)自帶的天氣預報、日程安排、搜索資料等應用，還能夠不斷學習新的聲音和語調(diào)，提供對話式的應答。
中國科學院自動化研究所模式識別國家重點實驗室研究員陶建華指出：“雖然Siri所使用的語音交互技術在上個世紀90年代就不斷有人嘗試，但Siri還是在應用模式和商業(yè)模式上有很多新的突破。”
再想想電子游戲廳的跳舞機、用手柄操作的拳擊比賽等游戲，可以直接通過語音、手勢、身體動作方式來讓跳舞機和比賽中的“你”接收到指令，這會使人和計算機的交互變得更加友好?，F(xiàn)在的計算機技術，還能讓電腦確定“面前”使用者的更多特征，包括身份、大致年齡、注意力的焦點、臉部表情、姿勢、手勢和一般的活動，并作出相應的反饋。
未來： 計算機慢慢隱到后臺
毫無疑問，計算機的每一個創(chuàng)造都是以人類自身需求為出發(fā)點，每一個小小的改進都會帶來一場創(chuàng)新的革命。從用戶角度來說，人機交互就是一種如何讓產(chǎn)品易用、有效而讓人愉悅的技術。
虛擬的“奧巴馬”可以替你說出你想說的話，你會感到驚奇嗎？人機交互技術和虛擬現(xiàn)實技術已經(jīng)讓這成為現(xiàn)實。未來，人機交互能否帶來更多意想不到的體驗？
隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新一代信息技術投入使用，“計算機”可以不再是一臺臺大大小小的機器，而會變得“無處不在”，人與電腦正在共同進入一個相互依存的時代。
“計算機正在慢慢隱入后臺，人可以以更自然的方式與其對話，甚至可以直接與一個智能空間進行交互。比如，當你說‘能不能把燈光調(diào)暗一些？’的時候，后臺的電腦就會根據(jù)這個指令控制燈光開關。”陶建華說，這里面很多技術的雛形已經(jīng)實現(xiàn)并產(chǎn)生了實際應用，當然，完全自然的人機交互方式還需要很長的路要走。
未來，人類將可以使用多模態(tài)方式與計算機進行交流，即多種模態(tài)同時使用共同協(xié)作完成輸入/輸出功能。未來人機交互的模式有可能是現(xiàn)有模式的集大成者并逐步完善，給用戶一種完美體驗。
還記得《鋼鐵俠2》里的托尼-斯達克在自己實驗室里揮動手筆便能操作電腦嗎？這些情景在科幻大片中再常見不過了。不久的將來，你在空中畫幾個數(shù)字就能表示在撥打電話，或許和機器人談場戀愛的設想也會成為現(xiàn)實，就像《機器管家》中的安德魯不只是會做家務的機器人，他還會和主人一起歡笑，懂得人類的習俗，體會人類的情感，并與人類談戀愛。
■延伸閱讀
人機交互技術領域熱點技術的應用潛力已經(jīng)開始展現(xiàn)。比如可穿戴式計算機、普適計算等技術，這些技術應用于虛擬現(xiàn)實、浸入式游戲、遠程醫(yī)療等交互環(huán)境中，有效的改善了人們的生活。熱點技術的應用開發(fā)是機遇也是挑戰(zhàn)，目前在計算機視覺、語音識別、自然語言理解等方面仍有許多重要的課題還沒有很好的解決，仍將是人機交互的重要研究工作，多通道的整合也是人機交互的熱點，另外，與“無所不在的計算”“云計算”等相關技術的融合與促進也需要繼續(xù)探索。
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