人機互動系統

概述

人機互動系統是伴著計算機的誕生就發展起來的。在現代和未來的社會裡，只要有人利用通信、計算機等信息處理技術，為社會、經濟、環境和資源進行活動時，人機互動都是永恆的主題。鑒於它對科技發展的重要性，研究如何實現自然、便利和無所不在的人機互動，成是現代信息技術，人工智慧技術研究的至高目標，也是數學、信息科學、智慧型科學、神經科學，以及生理、心理科學多科學交叉的新結合點，並將引導著二十一世紀前期信息和計算機研究的熱門方向。

發展階段

基於鍵盤和字元顯示器的互動階段

這一階段所使用的主要互動工具為鍵盤及字元顯示器，互動的內容主要有字元、文本和命令，互動過程顯得呆板和單調。這一階段可稱為第一代人機互動技術。

基於滑鼠和圖形顯示器的互動階段

這一階段所使用的主要互動工具為滑鼠及圖形顯示器，互動的內容主要有字元、圖形和圖像。70年代發明的滑鼠，極大地改善了人機之間的互動方式，在視窗系統大量使用的今天幾乎是必不可少的輸入設備；應該說，滑鼠和視窗系統的出現，是人機互動技術發展歷史上的一次技術革命。這一階段可稱為第二代人機互動技術。

基於多媒體技術的互動階段

20世紀80年代末出現的多媒體技術，使計算機產業出現了前所未有的繁榮，音效卡、圖像卡等硬體設備的出現使得計算機處理聲音及視頻圖像成為可能，從而使人機互動技術開始向聲音、視頻過渡。

第四代人機自然互動與通信

它是一種以多模信息互動為輸入輸出，以Agent為互動通信界面，具有基於知識對話的網路信息互動和檢索能力，並具有二維和三維虛擬互動環境可視化顯示的人機互動技術。

基本組成

以第四代自然互動與通信為例，介紹該概念模型的主要組成部分。

（1）多模態輸入/輸出：多模態輸入/輸出是第四代人機互動與通信的主要標誌之一。多模態輸入包括鍵盤、滑鼠、文字、語音、手勢、表情、注視等多種輸入方式；而多模態輸出包括文字、圖形、語音、手勢、表情等多種互動信息。

（2）智慧型接口代理：智慧型接口代理是實現人與計算機互動的媒介。

（3）視覺獲取：視覺系統主要用於實時獲取外部視覺信息。

（4）視覺合成：使人機互動能夠在一個仿真或虛擬的環境中進行，仿佛現實世界中人與人之間的互動。

（5）對話系統：目前主要由兩種研究趨勢，一種以語音為主，另一種從某一特定任務域入手，引入對話管理概念，建立類似於人人對話的人機對話。

（6） Internet信息服務：扮演信息交流媒介的角色。

（7）知識處理：自動地提取有組織的，可為人們利用的知識。

基本功能

以第四代自然互動與通信為例，該系統的主要功能為：多模感知功能；智慧型代理互動功能；知識處理功能；可視化顯示功能。