从电脑键盘到鼠标 翩然而至的“人机交互”时代

美国萨缪·赫斯特博士，触摸屏之父

主人尚在归途，而家里的空调已适时调好温度，浴缸缓缓注入适度的水，只待为主人洗去旅途的疲惫；一枚深谙主人偏爱的别针及时为其打开优美的旋律或精彩的电视节目；地板准确感知主人的位置，其6英寸之内的各类控制器自动进入待命状态；室外，主人钟爱的老枫树长势喜人，自动控制系统会准确感知其根部湿度状态，适时给它解渴……

这是一个梦幻的高科技之家，它的主人就是享誉世界的IT巨人比尔·盖茨。而在中国科学院自动化研究所的陶建华研究员看来，打造上述高科技之家的关键因素可以归结到现代“人机交互”科技的勃兴上来。的确如此，基于现代计算机技术，人与机器之间的互动朝着智能化方面迈进，而盖茨创立的微软更是以视窗系统使得人机交互界面更加友好，从而催生了个人电脑时代。

从键盘到鼠标

人机交互作为一个科学概念看似深奥，其实，它早已进入人们的日常生活，大到飞机、汽车，小到相机、手机等。从事多年该领域研究的陶建华介绍说，人机交互简而言之，就是用一种沟通方式，让计算机（和装配计算机的设备）明白我们的意思，为我们服务。从专业的角度来解释，人机交互是一门研究系统与用户之间交互关系的学问，这里的系统可以是各种各样的机器，也可以是计算机化的系统和软件。

人机交互的历史应追溯到计算机键盘的出现，而这一发明将计算机带入了字符用户界面时代。1964年，美国人道格·恩格尔巴特发明了实际意义上的鼠标，使得人机交互有了技术性突破，以致现在键盘和鼠标仍然作为人机交互的重要手段。图形用户界面随之出现，才有了计算机的主机时代和个人计算机时代。自图形用户界面出现至今的几十年中，人机交互技术应用日益普及，成就了个人电脑时代的辉煌。

在这一过程中，操控计算机似乎还是一件高精尖人才才能干的事，对于操控能力的高要求使得许多人望而却步。20世纪90年代后期以来，随着高速处理芯片、多媒体技术和互联网技术的迅速发展和普及，人机交互的研究重点放在了智能化交互等方面，也就是开拓以人为中心的互动技术和模式。

用手势、眼球、脑电波发指令

以人为中心的智能互动目前能达到什么水平呢？瑞士科学家的答案让人无比振奋。4月24日，他们向世界展示了一款可由思维操控的机器人，一名身在百公里外的瘫痪者借助电脑传输信号，向其发出脑电波指令，机器人就能快速行走。这与用键盘和鼠标的传统人机交互相比，无疑是一场伟大的“变革”。

对这场变革人们期待已久。陶建华说，传统方式下，计算机通过多种设定的程序与人交互，需要人去主动适应计算机，而新交互模式则是相反。微软首席研究与战略官克瑞格·蒙迪将新交互模式称之为“自然的用户界面”，他认为其“将改变一切现有的做法”。

实际上，人们已经从近些年快速发展的信息科技中真切感受到这一点。伦敦帝国学院在研究人类眼睛活动与大脑感知之间的关系基础上，发明了一种专门用来捕捉眼球细微动作的红外线感应装置“眼标”。通过它，人们能用眼睛打开网页链接，进行打印、存盘等操作。风靡全球的苹果手机先是以多点触控技术掀起“指尖风暴”，紧接着又用Siri拉开了语音交互的序幕。

人们有理由相信，全新的人机互动体验即将走入日常生活，我们手指的挥动、眼珠的转动、心中的渴望，都可以自动传递给善解人意又温馨周到的各类“伙伴”。于是，一个冬日的清晨，你挥一挥手，窗帘便缓缓拉开，第一缕阳光洒进来；一个春日的午后，花园里孩子轻轻上扬嘴角，美妙的瞬间就化作照片，自动成为永恒。

让人机交互无处不在

陶建华指出，由于新一代高速互联网飞速发展，网络带宽和CPU计算能力成倍增长等因素，以互联网为基础的信息基础设施，将成为人与人之间交互或人与信息源、外部世界交互的媒介。在这种环境下，计算将无处不在，与此相应，人机交互也将随时随地。

实际上，早在约20年前，美国施乐帕洛阿尔托研究中心首席科学家马克·瓦瑟就预见到“无所不在的计算”。从长远看，个人计算机和工作站会消失，因为计算会变得无处不在。当人类对某些事物掌握得足够好的时候，这些事物就会成为生活中不可分割的一部分，人们就会慢慢地忽略其存在。今后，许多计算装置会变成不可见的计算机，计算也会变成无处不在，不可见的人机交互也会无处不在的。就像我们时刻呼吸着的氧气一样，我们看不见却可以体验到。

华盛顿大学计算机科学与工程学系特聘教授詹姆斯·兰代曾展望道：“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。”计算机的消失，并不是指它不复存在，而是隐藏了控制的界面，使得用户更多地关注于任务本身而非操作方式，从而使人机交流变得更加自由、随性、便捷。若完成了这样的飞跃，那么人机交互在应用客户群体上将有很大拓展。简单化的高科技将不再受年龄和认知力等因素的限制，可以更好地服务于老年人和残疾人等弱势群体。

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