互動技術簡介
互動是指自然與社會各方面
情報、資料、數據、技術知識的傳遞與交流活動,從資訊理論的角度看,方誌匯集了一定地域內各種信息資料,是一種有形的文字信息載體。
互動技術則是利用一定手段達到互動目的,逐漸步入多領域套用時代!
互動技術類型
1.無聲語音(默讀)識別
通過默讀識別,使用者不需要發出聲音,系統就可以將喉部聲帶動作發出的電信號轉換成語音,從而破譯人想說的話。但該技術尚處於初級研發階段。在嘈雜喧鬧的環境裡、水下或者太空中,無聲語音識別是一種有效地輸入手段,有朝一日可被飛行員、救火隊員、特警以及執行特殊任務的部隊所運用。研究人員也在嘗試利用無聲語音識別系統來控制機動輪椅車。對於有語言障礙的人士,無聲語音識別技術還可以通過高效的語音合成,幫助他們同外界交流。如果這項技術發展成熟,將來人們網上聊天時就可以不必再敲鍵盤。
美國宇航局艾姆斯研究中心正在開發一套無聲語音識別系統。研究人員表示,當一個人默念或者低語時,不論有沒有實際的唇部和臉部動作,都會產生相應的生物學信號。他們開發的這套識別系統在人體下巴和喉結兩側固定鈕扣大小的特殊感測器,可以捕獲大腦向發聲器官發出的指令並將這些信號“閱讀”出來。
這套系統最終將會整合進太空人的艙外活動航天服上,太空人可以通過它向儀器或機器人傳送無聲指令。該項目首席科學家恰克·喬金森表示,幾年之後,無聲語音識別技術就能夠進入商業套用。
2.眼動跟蹤
眼動跟蹤的基本工作原理是利用圖像處理技術,使用能鎖定眼睛的特殊攝像機連續地記錄視線變化,追蹤視覺注視頻率以及注視持續時間長短,並根據這些信息來分析被跟蹤者。
越來越多的
入口網站和廣告商開始追捧眼動跟蹤技術,他們可以根據跟蹤結果了解用戶的瀏覽習慣,合理安排網頁的布局特別是廣告的位置,以期達到更好的投放效果。德國Eye Square公司發明的遙控眼動跟蹤儀,可擺放在電腦螢幕前或者鑲嵌在螢幕上,藉助紅外技術和樣本識別軟體的幫助,就能記錄用戶視線目光的轉移。該眼動跟蹤儀已在廣告、網站、產品目錄、雜誌效用測試和模擬研究領域進行了套用。
由於眼動跟蹤能夠代替鍵盤輸入、滑鼠移動的功能,科學家據此研發出了可供殘疾人使用的計算機,使用者只需將目光聚集在螢幕的特定區域,就能選擇郵件或者指令。未來的可穿戴式電腦也可以藉助眼動跟蹤技術,更加方便地完成輸入操作。
3.電觸覺刺激
通過電刺激實現觸覺再現,可以讓盲人“看見”周圍的世界。
英國國防部已經推出了一款名為BrainPort的先進儀器,這種裝置能夠幫助失明者用舌頭來獲知環境信息。
BrainPort配有一副裝有攝像機的眼鏡,一根由細細電線連線的“棒棒糖”式塑膠感應器和一部手機大小的控制器。控制器會將拍攝到的黑白影像變成電子脈衝,傳到盲人使用者口含的感應器之中,脈衝信號刺激舌頭表面的神經,並由感應器上的電極傳到大腦,大腦就會將感知到的刺激轉化成一幅低像素的圖像,從而讓盲人清楚地“看到”各種物體的線條及形狀。該裝置的首個試用者、失明的英國士兵克雷格·盧德伯格現已能夠在不靠外力輔助的情況下獨立行走,進行正常閱讀,並且他還成為了英格蘭國家盲人足球隊的一員。
從理論上來說,指尖或者身體的其他部位也能夠像舌頭一樣被用來實現觸覺再現,並且隨著技術進步,大腦所感知到的圖像的清晰度將大幅提高。在將來,還可經由可見光譜之外的脈衝信號來刺激大腦形成圖像,從而產生很多新奇的可能,比如套用在可見度極低的海域使用的水肺潛水裝置。
4.仿生隱形眼鏡
數十年來,隱形眼鏡一直是一種用於矯正視力的工具,科學家現希望將電路集成在鏡片上,打造出功能更強大的超級隱形眼鏡,它既可以讓佩戴者擁有將遠處物體“拉近放大”的超級視力,顯示出全息圖像和各種立體影像,甚至還可以取代電腦螢幕,讓人們隨時享受無線上網的樂趣。
美國華盛頓大學電子工程系的科學家們就利用自組裝技術,使納米大小的細粉狀金屬成分在聚合體鏡片上“自我裝配”成微電路,成功地將電子電路與人造晶體結合在一起。該項目負責人巴巴克·帕維茲稱,仿生隱形眼鏡使用了現實增強技術,可以讓虛擬圖像同人的視野所及之處的真實景象相疊加,這將完全改變人與人之間、人與周圍環境互動的方式。一旦最後設計成功,它可以把遠處的物體放大到眼前,可以讓電遊玩家仿佛親身進入到虛擬的“遊戲世界”中,也可以讓使用者通過只有自己能看到的“虛擬螢幕”無線上網。由於這種隱形眼鏡會始終與人體體液保持接觸,其也可被用作非侵入式的人體健康監測儀,比如監測糖尿病人體內胰島素水平。帕維茲預測,類似的監測儀器在5年到10年內就可能面世。
5.人機界面
人機互動技術(Human-Computer Interaction Techniques)是指通過計算機輸入、輸出設備,以有效的方式實現人與計算機對話的技術。
人機界面也被稱為“腦機接口”,它是在人或動物腦(或者腦細胞的培養物)與外部設備之間建立的直接連線通路,即使不通過直接的語言和行動,大腦的所思所想也可以藉由這條通路向外界傳達。人機界面分為非侵入式和侵入式兩種。在非侵入式人機界面中,腦電波是通過外部方式讀取的,比如放置在頭皮上的電極可以解讀腦電圖活動。以往的腦電圖掃描需要使用導電凝膠仔細地固定電極,獲得的掃描結果才會比較準確,不過在技術得到改進後,即使電極的位置不那么精準,掃描也能夠將有用的信號撿取出來。其他的非侵入式人機界面還包括腦磁圖描記術和功能磁共振成像等。
為了幫助有語言和行動障礙的病患,美國、西班牙和日本的研究人員近已經相繼開發出了“意念輪椅”,這些裝置都是利用外部感應器來截獲患者大腦發出的神經信號,然後將信號編碼傳遞給電腦,再由電腦分析併合成語言或形成選單式操控界面,來“翻譯”患者的需求,並讓輪椅按照這些需求為患者服務,讓他們真正做到“身隨心動”。
美國威斯康星州立大學麥迪遜分校的生物醫學博士生亞當·威爾遜戴上自己研製的一種新型讀腦頭盔,然後想了一句話:“用腦電波掃描傳送到Twitter上去。”於是這句話出現在了他的微博上。由於技術限制,該設備每分鐘只能輸入10個字母,但卻顯示了可觀的套用前景。閉鎖綜合徵患者(意識清醒,對語言的理解無障礙,但因身體不能動,不能言語,常被誤認為昏迷的病人)和四肢癱瘓者都有望依靠大腦“書寫”文字、控制輪椅移動來重新恢復部分功能。
而侵入式人機界面的電極是直接與大腦相連的。到目前為止,侵入式人機界面在人身上的套用僅限於神經系統修復,通過適當的刺激,幫助受創的大腦恢復部分機能,比如可以再現光明的視網膜修復,以及能夠恢復運動功能或者協助運動的運動神經元修復等。科學家還嘗試在全身癱瘓病患的大腦中植入晶片,並成功利用腦電波來控制電腦,畫出簡單的圖案。
美國匹茲堡大學在開發用大腦直接控制的義肢上取得了重大突破。研究人員在兩隻猴子大腦運動皮層植入了薄如髮絲的微型晶片,這塊晶片與做成人手臂形狀的機械義肢無線連線。晶片感受到的來自神經細胞的脈衝信號被電腦接收並分析,最終可轉化為機械手臂的運動。試驗結果顯示,這套系統行之有效。猴子通過思維控制機械手臂抓握、翻轉、拿取,行動自如地完成了進食動作。
除了醫療領域,人機界面還有很多令人驚嘆的套用。比如家庭自動化系統,可以根據是誰在房間裡面而自動調節室溫;當人入睡之後,臥室的燈光會變暗或者熄滅;如果有人中風或者突發其他疾病,會立即呼叫護理人員尋求幫助。
到目前為止,大部分人機界面都採用的是“輸入”方式,即由人利用思想來操控外部機械或設備。而由人腦來接收外部指令並形成感受、語言甚至思想還面臨著技術上的挑戰。不過,神經系統修複方面的一些套用,比如人工耳蝸和人造視覺系統的植入,可能開創出一條新思路:有一天科學家或許能夠通過與我們的感覺器官相連,從而控制大腦產生聲音、影像乃至思想。但與此同時,隨著各種與人類神經系統掛鈎的機械裝置變得越來越精巧複雜、套用範圍越來越廣泛、並且逐步擁有遠程無線控制功能時,安全專家們就要擔心“黑客入侵大腦”的事件了。
6.腦波互動
關於人機互動的起源,可以追溯到公元1764年的英國。因商品經濟的發展,越來越多的商品需要被銷往海外市場。為了提高生產效率、增加商品產量,人們想方設法改進生產技術。在這個時候,織布工詹姆士·哈格里夫斯發明的珍妮手搖紡紗機,以革命性的姿態改變了傳統的工業生產模式。新型的珍妮紡紗機,一次可以紡出許多根棉線,紡紗能力比舊式紡車提高了8倍,生產效率也由此得到了迅速的發展,大規模的織布廠得以建立。這項發明不僅標誌著第一次工業革命的開始,更可謂是人機互動的起源,標誌著人類率先從工業生產領域開始了對人機互動問題的關注與思考。
1808年,義大利人佩萊里尼·圖里發明了世界上第一台機械打字機。但是,真正開創打字機歷史並取得專利的,則是美國密西根州的威廉·伯特於1828年製造的“排字機”,該機器讓現代鍵盤的出現成為一種可能。美國的新聞工作者C.Sholes於1868年發明了沿用至今的QWERTY鍵盤。伴隨著信息科技的發展,人類對信息處理的難度也在不斷增加,僅有的鍵盤很快又滿足不了人們的需求,1964年,美國人道格·恩格爾巴特發明的滑鼠,第一次讓人們感受到了自由互動的魅力。多了一個滑鼠的媒介,用戶可以隨意點擊螢幕的任何地方,從而有效地提升體驗感受和數據處理的效率。但知足的過程總是短暫的,不斷升級的“欲望”滋生出了更高級的需求。基於此,一個可以使圖形化的人機互動界面,變得更為直觀易用的玩意兒誕生了,那便是1971年,美國人SamHurst發明的世界上第一個觸摸感測器。這也讓人機互動進入了觸屏的新時代。
很快,依託於機械式單向輸入的互動不再能滿足人類的需求。在這個時候,以蘋果推出Siri為代表,語音互動憑藉其更加省力、學習成本更低的優勢特徵,成為了人類新的需求方向和研究熱點。緊隨蘋果Siri之後,Google Now在Google搜尋功能的基礎上,將用戶搜尋的關鍵字記錄下來,並通過智慧型化讀取為用戶提供相關的語音服務。這讓機器設備從“被動”回答用戶的提問升級為“主動”針對用戶需求發出提醒,即機器對於人類提供的服務式互動方式。無論是Apple Siri,還是Google Now,都讓機器具備了在“自主思考”基礎上行為的能力,由此開啟了人機雙向互動的新時代。而以Kinnect技術套用於遊戲為代表的體感互動,更是將人機互動的範疇進一步拓展和延伸。
網站互動技術
互動,在計算機中意思為,參與活動的對象,可以相互交流,雙方面互動。AlanCooper被稱為“
互動設計之父”。
舉例:當計算機播放某多媒體
程式的時候,
編程人員可以發出指令控制該程式的運行,而不是程式單方面執行下去,程式在接受到編程人員相應的指令後而相應地做出反應,這一過程及行為,我們稱之為互動。