连接未来的人机交互

连接未来的人机交互作为一个在中国久被忽视的重要领域，人机交互技术不仅反映了人类感知世界的历史，更提供了一种全新的走向未来社会的视角。2010年3月15日，十多位来自亚洲、北美和欧洲的人机交互领域顶尖学者专家，以及多位微软亚洲研究院、中科院、各高校和研究院所的研究人员，同超过300位来自中国各地的研究人员同学生，聚集在清华大学畅想信息沟通的未来。此次2010中国人机交互研讨会，由微软亚洲研究院、人机交互学会中国分会、中国计算机学会和清华大学联合主办，旨在为中国的人机交互研究社区搭建平台，通过和国内外领先的专家进行交流和互动，更好地与世界连接。随着科学技术越来越多地融入人们的生活，计算机已经不再是单纯的工程和科学工具，而开始被公认为医疗保健、教育、能源和环境保护等重大社会问题解决方案的重要组成部分。更自然、便捷的人机交互作推动这一进程的核心领域之一，就成为计算机科学和信息产业的重要研究领域。人机交互(HCI，Human-ComputerInteraction)是一门跨学科的领域，从广义上理解就是用户体验。这也就不难解释为何很多人机交互领域的专家都有认知学、心理学和人机工程学等专业背景了。我们现在在直观意义上理解的人机交互是指人与机器之间的互动方式――从键盘输入、手柄操作、触控操作，到索尼、微软不久前推出的动作感应(也叫“体感操作”)。循着这个过程，可以理清无数酷炫产品历次创造的商业神话：在惠普的TouchSmart电脑和以苹果iPhone为代表的多点触控技术的带动下，电子市场开拓了新的领域。就在同样的一个时代，世界上最大的网络书店亚马逊用一台叫做Kindle的电子书阅读器揭开了电子书时代元年的序幕。游戏鼻祖任天堂放弃了高清领域的竞争，而会将全部精力集中在借体感拓展用户群上，进而希望击退索尼全新的“PSMove”体感手柄和微软的Xbox360。而如果仅从以上认识人机交互技术就显得太过狭隘了。在目前人机交互领域所研究的课题中，我们手指的一个微小动作、声波在空气中的震动、眼珠和舌头的转动、肌肉传导的兴奋，都可以成为信息传导的过程，而人的交互对象不只是计算机，包括了我们周围的整个环境。感官的世界“我的厨房里放着一个multi-touch多点触控设备，一边做饭一边点点，感觉很好。直到我开始想写一些文字的时候，我发现还是离不开键盘，同时也无法解放我沾满食材的双手，那么，如果我用手指头在空中画呢?答案我们还不知道。但这开始了一个让人们思考的新方向。比如是否可以用语言，通过声波的距离来决定，或者说，我的传感器是在眼睛，在嘴巴、舌头上，还是在肌肉上，或者是在耳朵里。”来自微软雷德蒙研究院研究领域经理MaryCzerwinski是位优雅美丽的女士，她把实验室里所研究的技术与平常生活联系在一起，向《互联网周刊》记者解释道，而这也正是人机交互技术的魅力所在――既是高深的研究课题，同时生活中又无所不在。“当今及未来的技术包括各种可穿在身上，有感知能力的设备，可以确保在任何地方、任何时间与许多人进行可靠沟通和信息传输。我们记录、-收集和可视化数据的能力日益成熟，使得我们能够找到个人行为和全体行为的模式并对趋势加以分析。”Mary在清华大学就如何利用这些技术、以何种方式设计、以用户为中心的高级用户界面展开讨论。“我们在任何时间都可以跟计算进行交互。”微软亚洲研究院访问学者，华盛顿大学计算机科学与工程学系特聘教授JamesLanday强调。“人机交互是一门跨学科的研究，我们希望能帮世界上最好的研究人员建立起一个互通的机会。这次2010中国人机交互研讨会是我们的第三次活动，我们每一次都会从欧洲、美国请研究员来参与，希望能让中国的朋友多了解相关技术。从微软的角度来讲，帮助中国发展并努力推广这项技术是很重要的。”无处不计算人机交互技术研究的终极目标是自然用户界面，类似人和人之间的互动，人们不用通过学习，就能够和计算机甚至是任何设备进行自然的交互，《阿凡达》中所展示的应用就是一个缩影。Mary向记者展示了使用肌肉计算控制界面演奏《吉他英雄》(GuitarHero)的过程：一个赤手空拳的年轻人投入地用手指在空中按来按去，脑袋随着节奏甩动，而面前的显示屏中的吉他按照年轻人手指按动的压点和轨迹，传来相应的旋律。这个过程首先采用相关设备识别肌肉运动，然后通过软件将其指定为不同的操作，比如将大拇指与其它四指的接触定义为按下某指，将软件与游戏进行配置后，就可以进行实时的操作了。这个过程一要速度、二要准确率，而秘密就在于胳膊上所佩戴的护腕一样的传感器。与此类似，人们可以用舌头玩俄罗斯方块游戏，用手指运动控制轮椅方向和动力，挥舞手臂和踢腿来玩对战游戏，而未来，人机交互技术将应用于从医疗保健到娱乐的各项领域。微软首席研究与战略官克瑞格?蒙迪表示：“过渡到自然的用户界面(naturaluserinterface)，将改变一切现有的作法，不论是学生撰写学期研究报告或打电动游戏的方式，还是科学家研究全球人口增长及其对天然资源的影响。”“普适计算旨在使计算离开桌面，并融入我们的日常生活。”James说，“例如，可以使用交互式显示器密切注意老年人的日常生活情况并保持联系，或者可以使用它来形象展示和分享有关人类对环境的影响。除了无处不在的计算，移动传感器、网络和显示设备等促成了与用户的物理世界相融的新应用浪潮，这些应用的一个共同特点在于支持一些发生在多种环境下的长期社会过程的活动，这些活动需要复杂计算和传感器数据推断技术的支持。”热血科技人的认知决定了技术的方向，用户的接受度决定了技术的商业应用前景。人机交互技术的关键是如何迎合人们的体验需求，而不是一厢情愿地改变用户体验。“平板电脑的形式已经有一个很长的历史。在90年代，就有公司已经在研究这种形式的电脑，而微软就在当时推出过自己第一款的类似的电脑，希望把“电脑装进口袋”。但又有一个十年之后，平板电脑才真正出现。就像其他的技术一样，可能很早就被发明出来了，但并没有在市场上获得商业成功。”James对《互联网周刊》说。在iPhone刚刚推出的时候，大部分媒体对于苹果这款改变用户手机使用习惯的颠覆式产品并不看好，甚至把iPhone描述成是“一款反动性的、不堪设想的产品”，他们认为iPhone在市场表现上也会一败涂地。而事实证明这种通过两根手指的分开或收拢放大或缩小图片的多点触控技术，成为了新一代手机革命的标志。电子游戏最开始的输入操控方式来自于计算机键盘，后来衍生出的专业电子游戏机，以手柄或操作台来操控电子游戏。新世纪的体感游戏，已然超越了这个简单范畴。在E32009大展上，微软公布了“Natal”计划。透过一个集成了各种感应组件(包括摄像头、深度传感器、多点阵列麦克风以及一个可处理专用软件的处理器)的装置，用户可以用头、手、足、躯干来控制游戏中的角色，从而更酣畅地投身于虚拟世界。这样“人性化”的人机交互方式将带来又一次深刻的产业变革。来自微软研发部门的一份声明确认，Xbox360视频游戏体感外设ProjectNatal将在2010年年底发布。“ProjectNatal”是世界首款将RGB摄像头、深度传感器、多点阵列麦克风以及定制处理器和微软的定制软件于一身的产品。与普通2D摄像头不同的是“ProjectNatal”能够以3D的方式追踪身体的动作。在GDC2010展会上，索尼官方宣布推出“PSMove”体感手柄，这个手柄将使用PS摄像头来追踪手柄。索尼方面声称，这将是你“身体的延伸”。交互的未来新的交互现在已经开始了。提及下一代人机交互何时到来，James向天空展开了双臂，“未来的一个远景是：我们在交互的时候，可以跟计算交互，而不是计算机。”他激动地对《互联网周刊》说。微软将强调两大转变。其中一大转变是电脑收集输入资料(input)的方式，将从以往主要用键盘和鼠标输入，转变成除了传统方式之外，另以手势、触控、感应等输入机制辅助。第二项比较微妙、但同样重要的转变，就是电脑从现在被动地听从我们的指令行事，转变成电脑会依据预设标准(presetcriteria)代替我们行动。有关电脑代理人(computeragents)的讨论已传闻多年，但近来因为计算性能、特别是多核心处理器的进步，才开始让这个构想更可能付诸实现。“人机交互研究给计算机科学以及信息产业的发展带来了巨大影响，现在更成为解决社会问题的关键因素，因此人机交互一直是微软亚洲研究院的核心研究领域之一。我们非常欣喜地看到这一领域在中国也已成蓬勃发展之势。希望此次研讨会可以为中国人机交互研究的发展起到推波助澜的作用，并吸引更多的社区成员，特别是学生，加入到这个意义深远的研究领域中来。”微软亚洲研究院院长洪小文博士对人机交互的未来充满信心。