連接未來的人機交互

作為一個在中國久被忽視的重要領(lǐng)域，人機交互技術(shù)不僅反映了人類感知世界的歷史，更提供了一種全新的走向未來社會的視角。

2010年3月15日，十多位來自亞洲、北美和歐洲的人機交互領(lǐng)域頂尖學(xué)者專家，以及多位微軟亞洲研究院、中科院、各高校和研究院所的研究人員，同超過300位來自中國各地的研究人員同學(xué)生，聚集在清華大學(xué)暢想信息溝通的未來。此次2010中國人機交互研討會，由微軟亞洲研究院、人機交互學(xué)會中國分會、中國計算機學(xué)會和清華大學(xué)聯(lián)合主辦，旨在為中國的人機交互研究社區(qū)搭建平臺，通過和國內(nèi)外領(lǐng)先的專家進行交流和互動，更好地與世界連接。

隨著科學(xué)技術(shù)越來越多地融入人們的生活，計算機已經(jīng)不再是單純的工程和科學(xué)工具，而開始被公認為醫(yī)療保健、教育、能源和環(huán)境保護等重大社會問題解決方案的重要組成部分。更自然、便捷的人機交互作推動這一進程的核心領(lǐng)域之一，就成為計算機科學(xué)和信息產(chǎn)業(yè)的重要研究領(lǐng)域。

人機交互(HCI，Human-ComputerInteraction)是一門跨學(xué)科的領(lǐng)域，從廣義上理解就是用戶體驗。這也就不難解釋為何很多人機交互領(lǐng)域的專家都有認知學(xué)、心理學(xué)和人機工程學(xué)等專業(yè)背景了。我們現(xiàn)在在直觀意義上理解的人機交互是指人與機器之間的互動方式——從鍵盤輸入、手柄操作、觸控操作，到索尼、微軟不久前推出的動作感應(yīng)(也叫“體感操作”)。

循著這個過程，可以理清無數(shù)酷炫產(chǎn)品歷次創(chuàng)造的商業(yè)神話：在惠普的TouchSmart電腦和以蘋果iPhone為代表的多點觸控技術(shù)的帶動下，電子市場開拓了新的領(lǐng)域。就在同樣的一個時代，世界上最大的網(wǎng)絡(luò)書店亞馬遜用一臺叫做Kindle的電子書閱讀器揭開了電子書時代元年的序幕。游戲鼻祖任天堂放棄了高清領(lǐng)域的競爭，而會將全部精力集中在借體感拓展用戶群上，進而希望擊退索尼全新的“PSMove”體感手柄和微軟的Xbox360。

而如果僅從以上認識人機交互技術(shù)就顯得太過狹隘了。在目前人機交互領(lǐng)域所研究的課題中，我們手指的一個微小動作、聲波在空氣中的震動、眼珠和舌頭的轉(zhuǎn)動、肌肉傳導(dǎo)的興奮，都可以成為信息傳導(dǎo)的過程，而人的交互對象不只是計算機，包括了我們周圍的整個環(huán)境。

感官的世界

“我的廚房里放著一個multi-touch多點觸控設(shè)備，一邊做飯一邊點點，感覺很好。直到我開始想寫一些文字的時候，我發(fā)現(xiàn)還是離不開鍵盤，同時也無法解放我沾滿食材的雙手，那么，如果我用手指頭在空中畫呢?答案我們還不知道。但這開始了一個讓人們思考的新方向。比如是否可以用語言，通過聲波的距離來決定，或者說，我的傳感器是在眼睛，在嘴巴、舌頭上，還是在肌肉上，或者是在耳朵里。”來自微軟雷德蒙研究院研究領(lǐng)域經(jīng)理Mary Czerwinski是位優(yōu)雅美麗的女士，她把實驗室里所研究的技術(shù)與平常生活聯(lián)系在一起，向《互聯(lián)網(wǎng)周刊》記者解釋道，而這也正是人機交互技術(shù)的魅力所在——既是高深的研究課題，同時生活中又無所不在。

“當今及未來的技術(shù)包括各種可穿在身上，有感知能力的設(shè)備，可以確保在任何地方、任何時間與許多人進行可靠溝通和信息傳輸。我們記錄、-收集和可視化數(shù)據(jù)的能力日益成熟，使得我們能夠找到個人行為和全體行為的模式并對趨勢加以分析?！盡ary在清華大學(xué)就如何利用這些技術(shù)、以何種方式設(shè)計、以用戶為中心的高級用戶界面展開討論。

“我們在任何時間都可以跟計算進行交互?！蔽④泚喼扪芯吭涸L問學(xué)者，華盛頓大學(xué)計算機科學(xué)與工程學(xué)系特聘教授James Landay強調(diào)?！叭藱C交互是一門跨學(xué)科的研究，我們希望能幫世界上最好的研究人員建立起一個互通的機會。這次2010中國人機交互研討會是我們的第三次活動，我們每一次都會從歐洲、美國請研究員來參與，希望能讓中國的朋友多了解相關(guān)技術(shù)。從微軟的角度來講，幫助中國發(fā)展并努力推廣這項技術(shù)是很重要的?！?/p>

無處不計算

人機交互技術(shù)研究的終極目標是自然用戶界面，類似人和人之間的互動，人們不用通過學(xué)習(xí)，就能夠和計算機甚至是任何設(shè)備進行自然的交互，《阿凡達》中所展示的應(yīng)用就是一個縮影。

Mary向記者展示了使用肌肉計算控制界面演奏《吉他英雄》(Guitar Hero)的過程：一個赤手空拳的年輕人投入地用手指在空中按來按去，腦袋隨著節(jié)奏甩動，而面前的顯示屏中的吉他按照年輕人手指按動的壓點和軌跡，傳來相應(yīng)的旋律。這個過程首先采用相關(guān)設(shè)備識別肌肉運動，然后通過軟件將其指定為不同的操作，比如將大拇指與其它四指的接觸定義為按下某指，將軟件與游戲進行配置后，就可以進行實時的操作了。這個過程一要速度、二要準確率，而秘密就在于胳膊上所佩戴的護腕一樣的傳感器。

與此類似，人們可以用舌頭玩俄羅斯方塊游戲，用手指運動控制輪椅方向和動力，揮舞手臂和踢腿來玩對戰(zhàn)游戲，而未來，人機交互技術(shù)將應(yīng)用于從醫(yī)療保健到娛樂的各項領(lǐng)域。微軟首席研究與戰(zhàn)略官克瑞格·蒙迪表示：“過渡到自然的用戶界面(natural userinterface)，將改變一切現(xiàn)有的作法，不論是學(xué)生撰寫學(xué)期研究報告或打電動游戲的方式，還是科學(xué)家研究全球人口增長及其對天然資源的影響?！?/p>

“普適計算旨在使計算離開桌面，并融入我們的日常生活。”James說，“例如，可以使用交互式顯示器密切注意老年人的日常生活情況并保持聯(lián)系，或者可以使用它來形象展示和分享有關(guān)人類對環(huán)境的影響。除了無處不在的計算，移動傳感器、網(wǎng)絡(luò)和顯示設(shè)備等促成了與用戶的物理世界相融的新應(yīng)用浪潮，這些應(yīng)用的一個共同特點在于支持一些發(fā)生在多種環(huán)境下的長期社會過程的活動，這些活動需要復(fù)雜計算和傳感器數(shù)據(jù)推斷技術(shù)的支持?！?/p>

熱血科技

人的認知決定了技術(shù)的方向，用戶的接受度決定了技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用前景。人機交互技術(shù)的關(guān)鍵是如何迎合人們的體驗需求，而不是一廂情愿地改變用戶體驗。

“平板電腦的形式已經(jīng)有一個很長的歷史。在90年代，就有公司已經(jīng)在研究這種形式的電腦，而微軟就在當時推出過自己第一款的類似的電腦，希望把“電腦裝進口袋”。但又有一個十年之后，平板電腦才真正出現(xiàn)。就像其他的技術(shù)一樣，可能很早就被發(fā)明出來了，但并沒有在市場上獲得商業(yè)成功?！盝ames對《互聯(lián)網(wǎng)周刊》說。

在iPhone剛剛推出的時候，大部分媒體對于蘋果這款改變用戶手機使用習(xí)慣的顛覆式產(chǎn)品并不看好，甚至把iPhone描述成是“一款反動性的、不堪設(shè)想的產(chǎn)品”，他們認為iPhone在市場表現(xiàn)上也會一敗涂地。而事實證明這種通過兩根手指的分開或收攏放大或縮小圖片的多點觸控技術(shù)，成為了新一代手機革命的標志。

電子游戲最開始的輸入操控方式來自于計算機鍵盤，后來衍生出的專業(yè)電子游戲機，以手柄或操作臺來操控電子游戲。新世紀的體感游戲，已然超越了這個簡單范疇。

在E3 2009大展上，微軟公布了“Natal”計劃。透過一個集成了各種感應(yīng)組件(包括攝像頭、深度傳感器、多點陣列麥克風(fēng)以及一個可處理專用軟件的處理器)的裝置，用戶可以用頭、手、足、軀干來控制游戲中的角色，從而更酣暢地投身于虛擬世界。這樣“人性化”的人機交互方式將帶來又一次深刻的產(chǎn)業(yè)變革。

來自微軟研發(fā)部門的一份聲明確認，Xbox 360視頻游戲體感外設(shè)Project Natal將在2010年年底發(fā)布。“Project Natal”是世界首款將RGB攝像頭、深度傳感器、多點陣列麥克風(fēng)以及定制處理器和微軟的定制軟件于一身的產(chǎn)品。與普通2D攝像頭不同的是“Project Natal”能夠以3D的方式追蹤身體的動作。

在GDC2010展會上，索尼官方宣布推出“PSMove”體感手柄，這個手柄將使用PS攝像頭來追蹤手柄。索尼方面聲稱，這將是你“身體的延伸”。

交互的未來

新的交互現(xiàn)在已經(jīng)開始了。

提及下一代人機交互何時到來，James向天空展開了雙臂，“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?！彼拥貙Α痘ヂ?lián)網(wǎng)周刊》說。

微軟將強調(diào)兩大轉(zhuǎn)變。其中一大轉(zhuǎn)變是電腦收集輸入資料(input)的方式，將從以往主要用鍵盤和鼠標輸入，轉(zhuǎn)變成除了傳統(tǒng)方式之外，另以手勢、觸控、感應(yīng)等輸入機制輔助。

第二項比較微妙、但同樣重要的轉(zhuǎn)變，就是電腦從現(xiàn)在被動地聽從我們的指令行事，轉(zhuǎn)變成電腦會依據(jù)預(yù)設(shè)標準(preset criteria)代替我們行動。有關(guān)電腦代理人(computer agents)的討論已傳聞多年，但近來因為計算性能、特別是多核心處理器的進步，才開始讓這個構(gòu)想更可能付諸實現(xiàn)。

“人機交互研究給計算機科學(xué)以及信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了巨大影響，現(xiàn)在更成為解決社會問題的關(guān)鍵因素，因此人機交互一直是微軟亞洲研究院的核心研究領(lǐng)域之一。我們非常欣喜地看到這一領(lǐng)域在中國也已成蓬勃發(fā)展之勢。希望此次研討會可以為中國人機交互研究的發(fā)展起到推波助瀾的作用，并吸引更多的社區(qū)成員，特別是學(xué)生，加入到這個意義深遠的研究領(lǐng)域中來?！蔽④泚喼扪芯吭涸洪L洪小文博士對人機交互的未來充滿信心。