連接未來的人機(jī)交互

作為一個(gè)在中國久被忽視的重要領(lǐng)域，人機(jī)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(huì)的視角。

2010年3月15日，十多位來自亞洲、北美和歐洲的人機(jī)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(jī)交互研討會(huì)，由微軟亞洲研究院、人機(jī)交互學(xué)會(huì)中國分會(huì)、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)和清華大學(xué)聯(lián)合主辦，旨在為中國的人機(jī)交互研究社區(qū)搭建平臺(tái)，通過和國內(nèi)外領(lǐng)先的專家進(jìn)行交流和互動(dòng)，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(jì)算機(jī)已經(jīng)不再是單純的工程和科學(xué)工具，而開始被公認(rèn)為醫(yī)療保健、教育、能源和環(huán)境保護(hù)等重大社會(huì)問題解決方案的重要組成部分。更自然、便捷的人機(jī)交互作推動(dòng)這一進(jìn)程的核心領(lǐng)域之一，就成為計(jì)算機(jī)科學(xué)和信息產(chǎn)業(yè)的重要研究領(lǐng)域。

人機(jī)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(yàn)。這也就不難解釋為何很多人機(jī)交互領(lǐng)域的專家都有認(rèn)知學(xué)、心理學(xué)和人機(jī)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(jī)交互是指人與機(jī)器之間的互動(dòng)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(dòng)作感應(yīng)(也叫“體感操作”)。

循著這個(gè)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(diǎn)觸控技術(shù)的帶動(dòng)下，電子市場(chǎng)開拓了新的領(lǐng)域。就在同樣的一個(gè)時(shí)代，世界上最大的網(wǎng)絡(luò)書店亞馬遜用一臺(tái)叫做Kindle的電子書閱讀器揭開了電子書時(shí)代元年的序幕。游戲鼻祖任天堂放棄了高清領(lǐng)域的競(jìng)爭，而會(huì)將全部精力集中在借體感拓展用戶群上，進(jìn)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(rèn)識(shí)人機(jī)交互技術(shù)就顯得太過狹隘了。在目前人機(jī)交互領(lǐng)域所研究的課題中，我們手指的一個(gè)微小動(dòng)作、聲波在空氣中的震動(dòng)、眼珠和舌頭的轉(zhuǎn)動(dòng)、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(duì)象不只是計(jì)算機(jī)，包括了我們周圍的整個(gè)環(huán)境。

感官的世界

“我的廚房里放著一個(gè)multi-touch多點(diǎn)觸控設(shè)備，一邊做飯一邊點(diǎn)點(diǎn)，感覺很好。直到我開始想寫一些文字的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)還是離不開鍵盤，同時(shí)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(gè)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(shí)驗(yàn)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(jī)交互技術(shù)的魅力所在——既是高深的研究課題，同時(shí)生活中又無所不在。

“當(dāng)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(shí)間與許多人進(jìn)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(gè)人行為和全體行為的模式并對(duì)趨勢(shì)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(jì)、以用戶為中心的高級(jí)用戶界面展開討論。

“我們?cè)谌魏螘r(shí)間都可以跟計(jì)算進(jìn)行交互?！蔽④泚喼扪芯吭涸L問學(xué)者，華盛頓大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)系特聘教授James Landay強(qiáng)調(diào)?！叭藱C(jī)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(gè)互通的機(jī)會(huì)。這次2010中國人機(jī)交互研討會(huì)是我們的第三次活動(dòng)，我們每一次都會(huì)從歐洲、美國請(qǐng)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(xiàng)技術(shù)是很重要的。”

無處不計(jì)算

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

Mary向記者展示了使用肌肉計(jì)算控制界面演奏《吉他英雄》(Guitar Hero)的過程：一個(gè)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(dòng)，而面前的顯示屏中的吉他按照年輕人手指按動(dòng)的壓點(diǎn)和軌跡，傳來相應(yīng)的旋律。這個(gè)過程首先采用相關(guān)設(shè)備識(shí)別肌肉運(yùn)動(dòng)，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(jìn)行配置后，就可以進(jìn)行實(shí)時(shí)的操作了。這個(gè)過程一要速度、二要準(zhǔn)確率，而秘密就在于胳膊上所佩戴的護(hù)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(yùn)動(dòng)控制輪椅方向和動(dòng)力，揮舞手臂和踢腿來玩對(duì)戰(zhàn)游戲，而未來，人機(jī)交互技術(shù)將應(yīng)用于從醫(yī)療保健到娛樂的各項(xiàng)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(bào)告或打電動(dòng)游戲的方式，還是科學(xué)家研究全球人口增長及其對(duì)天然資源的影響?！?/p>

“普適計(jì)算旨在使計(jì)算離開桌面，并融入我們的日常生活?！盝ames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(duì)環(huán)境的影響。除了無處不在的計(jì)算，移動(dòng)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(gè)共同特點(diǎn)在于支持一些發(fā)生在多種環(huán)境下的長期社會(huì)過程的活動(dòng)，這些活動(dòng)需要復(fù)雜計(jì)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(rèn)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(jī)交互技術(shù)的關(guān)鍵是如何迎合人們的體驗(yàn)需求，而不是一廂情愿地改變用戶體驗(yàn)。

“平板電腦的形式已經(jīng)有一個(gè)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(dāng)時(shí)推出過自己第一款的類似的電腦，希望把“電腦裝進(jìn)口袋”。但又有一個(gè)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(chǎng)上獲得商業(yè)成功。”James對(duì)《互聯(lián)網(wǎng)周刊》說。

在iPhone剛剛推出的時(shí)候，大部分媒體對(duì)于蘋果這款改變用戶手機(jī)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(dòng)性的、不堪設(shè)想的產(chǎn)品”，他們認(rèn)為iPhone在市場(chǎng)表現(xiàn)上也會(huì)一敗涂地。而事實(shí)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(diǎn)觸控技術(shù)，成為了新一代手機(jī)革命的標(biāo)志。

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

在E3 2009大展上，微軟公布了“Natal”計(jì)劃。透過一個(gè)集成了各種感應(yīng)組件(包括攝像頭、深度傳感器、多點(diǎn)陣列麥克風(fēng)以及一個(gè)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(jī)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(rèn)，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(diǎn)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(dòng)作。

在GDC2010展會(huì)上，索尼官方宣布推出“PSMove”體感手柄，這個(gè)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(jī)交互何時(shí)到來，James向天空展開了雙臂，“未來的一個(gè)遠(yuǎn)景是：我們?cè)诮换サ臅r(shí)候，可以跟計(jì)算交互，而不是計(jì)算機(jī)。”他激動(dòng)地對(duì)《互聯(lián)網(wǎng)周刊》說。

微軟將強(qiáng)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(biāo)輸入，轉(zhuǎn)變成除了傳統(tǒng)方式之外，另以手勢(shì)、觸控、感應(yīng)等輸入機(jī)制輔助。

第二項(xiàng)比較微妙、但同樣重要的轉(zhuǎn)變，就是電腦從現(xiàn)在被動(dòng)地聽從我們的指令行事，轉(zhuǎn)變成電腦會(huì)依據(jù)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(preset criteria)代替我們行動(dòng)。有關(guān)電腦代理人(computer agents)的討論已傳聞多年，但近來因?yàn)橛?jì)算性能、特別是多核心處理器的進(jìn)步，才開始讓這個(gè)構(gòu)想更可能付諸實(shí)現(xiàn)。

“人機(jī)交互研究給計(jì)算機(jī)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(huì)問題的關(guān)鍵因素，因此人機(jī)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(shì)。希望此次研討會(huì)可以為中國人機(jī)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(gè)意義深遠(yuǎn)的研究領(lǐng)域中來。”微軟亞洲研究院院長洪小文博士對(duì)人機(jī)交互的未來充滿信心。