人机交互的应用领域

　　自计算机以一个庞然大物的笨拙体态出现直到现在，它已经越来越紧密地融入了人们的日常生活，并已经被公认为解决医疗、教育、科研、环保等各类重大社会问题不可或缺的重要工具。在从人逐渐适应计算机再到计算机不断适应人的互动过程中，人机交互技术也不再局限于键盘输入、手柄操作，而是以更加新奇的方式出现：手指的微小动作、声波在空气中的振动、眼珠和舌头的转动，都可以实现信息传递，完成人与机器之间的“对话”。

　　什么是人机交互技术？

　　人机交互技术（Human-Computer Interaction Techniques）是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。

　　人机交互技术包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。

　　也指通过电极将神经信号与电子信号互相联系，达到人脑与电脑互相沟通的技术，可以预见，电脑甚至可以在未来成为一种媒介，达到人脑与人脑意识之间的交流，即心灵感应。

　　商用的各类人机交互技术

　　2008年，微软总裁比尔·盖茨提出“自然用户界面”（naturaluserinterface）的概念，并预言人机互动模式在未来几年内将会有很大的改观，电脑的键盘和鼠标将会逐步被更为自然、更具直觉性的触摸式、视觉型以及声控界面所代替。而随着技术的精进，“有机用户界面”（organicuserinterface）也开始悄然兴起——生物识别传感器、皮肤显示器，乃至大脑与计算机的直接对接，无疑都将给人类的生活带来重大影响。《未来学家》杂志5/6月号刊登的文章，就对当前正在研发或者已投入商用的各类人机交互技术进行了盘点。

　　触摸式显示屏

　　触摸式显示屏在很多领域已经被广泛应用，最为人熟知的就是安装在机场或者商场的Kiosk自助服务设备，游客或购物者通过手动触摸屏幕，就可以查询相关信息，办理登机手续，甚至购买报纸。

　　2007年，微软公司推出了“桌面”（Surface）计算机，带来了全新的触摸式人机交互模式。这款酷似咖啡桌桌面的平板电脑完全摒弃了鼠标和键盘，通过声音、笔或者触摸就可以完成编辑、浏览图片或者直接订餐等操作。其显示屏隐藏在硬塑料板底下，依靠一套摄像机系统捕捉人发出的指令动作，然后进行分析、理解并加以执行。更令人称奇的是，只要将手机、播放器等物品放到其表面，电脑就能自动识别并进行文件传输。由于“桌面”计算机的屏幕可以分割，并且使用了多点触控技术，可方便多达10个用户同时使用。

　　而今年6月，“桌面”将迎来一个强劲对手，索尼公司计划推出一款名为AtracTable的茶几电脑与之一较高下。AtracTable也可以与放在它表面的手机等设备进行交流互动。另外，该款电脑中还集成了年龄、性别、情绪等分析系统，可以智能识别使用对象。索尼的目标是将之推广到各种使用环境，包括游戏行业、工业、医疗市场和零售业等。

　　柔性显示屏

　　超薄、超轻的柔性显示屏已经走出实验室，很快就会进入市场“打江山”。很多评论人士认为，使用能够随意折叠卷曲的柔性显示屏制造的电子书就是未来的纸张。

　　目前电子书阅读器的柔性显示屏有多种类型，其中包括可以主动发光但却会给读者的眼睛带来刺激和伤害的有机发光二极管（LOED）显示屏、需要使用背景光的液晶显示屏（LCD）、以及用在亚马逊Kindle电子书阅读器上的由美国E-Ink公司利用电泳显示技术制造的电子纸。

　　不同的显示技术之间各有优劣，因而拥有不同的应用市场，比如，LOED显示屏的刷新率更快，而E-Ink公司的电子纸则更加节能。在将来，报纸、杂志甚至服装、墙面都可以变成显示屏，向我们展示一幅幅动态画面。

　　3D显示器

　　尽管3D电影早在90年前就已经问世，但2010年才算是真正的“3D元年”，索尼、松下和其他厂商纷纷宣布自己生产的3D电视机年内即可上市销售，将3D影像从电影院搬进客厅已是指日可待。

　　目前的3D电视机仍然需要观众佩戴特制的眼镜才可以收看节目。眼镜的规格大致分为主动式快门3D眼镜和偏光3D眼镜两种，并且没有通用的工业标准，由各厂商自行研制。

　　虽然产业界认为，近期3D电影在全球票房大卖，预示着家庭市场已经做好了迎接3D的准备，不过，普通观众是否能够忍受连续好几个小时戴着特制眼镜看电视还是个未知数。而据专家预测，无需佩戴眼镜就可收看节目的3D电视机大概还要再等10年左右才会推向市场。

　　视网膜显示器

　　视网膜显示器能够通过低强度激光或者发光二极管直接将影像投射到使用者的视网膜上，具有不遮挡视野的特点。

　　这一概念是在20多年前提出的，但直到近些年来技术进步才让各种不同的视网膜显示变得可行。比如边发射发光二极管，其比面发射发光二极管的光输出功率大，但比激光的功率要求低，将其应用于视网膜显示器，可提供一个亮度更高而成本更低的选择。与传统显示器相比，视网膜显示器的亮度-功率比更高，能耗也会相应地大幅降低。

　　视网膜成像的应用前景非常广阔，比如车载平视显示器，可将重要的驾驶信息投射在汽车的前风挡玻璃上，司机平视就可以看到，从而可以提高行车安全；此外还可为执行军事任务的士兵提供最优路径和战术信息，并且在医疗手术、浸入式游戏行业也大有作为。日本兄弟公司曾在2005年的日本“爱知世博会”上展示了全球首款视网膜显示器。该公司最近宣布，计划于今年发布一款使用红光、绿光和蓝光激光二极管的商用视网膜成像显示器。

　　地理空间跟踪

　　地理空间跟踪的应用潜力才刚刚开始展现，在未来几年中有望取得巨大的技术进步。智能手机配备的全球定位系统、定向仪和加速度计可以提供足够多的信息，来帮助使用者确定大概地点和方向。而技术的改进将有可能使跟踪的精度提高到误差不超出1毫米。

　　很多针对手机开发的现实增强应用，如基于位置的营销、旅游帮助和社交网络等，都使用了地理空间数据，可以提供基于使用者所处方位的关联信息。在未来几年内，随着跟踪定位精度进一步提高以及无线网络进一步提速，这块市场将会大幅增长。

　　动作识别

　　动作识别是一项正在发展中的技术，在很多方面都可得到应用，如可穿戴式计算机、隐身技术、浸入式游戏以及情感计算（一种可对人类的情感进行侦测、分类、组织和回应的系统或应用，可以帮助使用者获得高效而又亲切的感觉）等。过去大部分动作识别系统重点分析的是脸部和手部的动作，不过现在，研发人员也开始将关注点转移到身体姿势、步态和其他行为举止上来。