人机交互的发展趋势
2020-08-19
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  人机交互、人机互动(英文:Human–Computer Interaction或Human–Machine Interaction,简称HCI或HMI),是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问。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。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流,并进行操作。小如收音机的播放按键,大至飞机上的仪表板,或发电厂的控制室。

自从世界上第一台计算机ENIAC被发明以来,人机交互就成为计算机科学非常重要的一个分支学科。二战期间的ENIAC被用于密码破译、火炮弹道计算等,此时的人机交互非常原始,通过打孔纸条来实现指令的输入和输出,一个功能简单的程序也需要几天时间来制作打孔纸条,并改变开关和电缆的设置。如此“原始”的人机交互方式极大地影响了计算机操作的便捷性,因此急需一种更为先进的人机交互方式。

现在*先进人机交互技术有以下几种功能

1,语音交互

语音交互主要包含以下步骤:

首先,语音识别,即通过麦克风提取声波信号,将声波的振动信号转化为电信号,再将电信号进行处理(如进行拉普拉斯变换得到频域信号),分析处理后的信号特征且与数据库中的文字信息进行匹配,数据库越大、样本信息越多,则语音识别的准确率越高。

其次,语义识别,即让计算机通过识别出的文字信息“读懂”句子的含义。相比于语音识别,语义识别技术仍不够成熟,目前在消费级产品上只能实现唤醒、设置闹钟等简单的指令理解。但是值得期待的是,谷歌、苹果等各大科技巨头都加大了对智能音箱的投入,机器学习可以使计算机不断“自学”,通过大量数据来自我提升语义识别的准确度,随着时间的推移,计算机在未来可以真正做到理解用户的指令,进而更加精确地满足用户需求。

*后,语音合成。语音合成又可分为在线语音合成和离线语音合成两部分,在线语音合成无需占用大量内存,可通过云端数据库合成接近甚至超越人声的合成声音,但是网络环境会极大地影响音质和合成速率,翻译机、智能小助手通常采用在线语音合成技术。离线语音合成则需要用户提前下载本地语音包,计算机接收到需要合成的句子后直接调用本地语音包进行合成,占用较大内存,且音色稍逊于在线语音合成。但其优势在于不受网络环境的限制,合成速度更快,机场、商店等地的广播通常采用离线语音合成技术。

2 虚拟现实

虚拟现实技术(virtual reality,简称VR)本质上是一种仿真技术,并融合了计算机图形学、人机接口、多媒体融合技术、传感器技术等诸多学科的前沿科技。虚拟现实技术主要包含以下几方面。

1)模拟环境:即计算机生成、动态三维立体图像,并对逼真程度要求很高。

2)感知:理想的虚拟现实技术应该具备人类所具有的一切感知能力,除了与计算机视觉所对应的视觉感知能力,还应具备听觉、触觉、运动感知、压力感知甚至嗅觉等能力。

3)自然技能:是指虚拟现实可以检测并跟踪到人的各种动作,如头部、眼球、手势、肢体等,并将感知到的动作信号转化成数据进行分析和实时反馈,其中反馈的对象为用户的五官和皮肤等感知器官,主要通过交互设备来实现。

虚拟现实技术目前仍存在许多瓶颈,传感器精度有限、网络传输速度限制影响着虚拟现实技术的用户体验,相信随着“中国智造”的实现和5G通信网络的应用,虚拟现实技术的软硬件需求终将得到满足。

随着人工智能及Internet的发展,在未来的几年,人机交互技术除了继续多感知及融合理论与技术的深入研究外,可能会在以下两个方面获得突破性进展。一个是基于智能体技术的人机交互技术,另一个是基于Internet上的全球分布式的人机交互技术。未来人工智能具体以下三个特征: 

1,集成化:即集成了语音识别、手势识别、表情识别、肢体动作识别的交互形式,通过融合各种识别結果输出*终判断。

2,智能化:在人机交互中,使计算机更好地自动捕捉人的姿态、手势、语音和上下文等信息,了解人的意图,并做出合适的反馈或动作,提高交互活动的自然性和高效性,使人-机之间的交互像人-人交互一样自然、方便,是计算机科学家正在积极探索的新一代交互技术的一个重要内容。人机交互与人工智能的结合,使得交互技术产生极大的提升。人机交互的智能化,其**追求就是使“人-机”互动变得像“人-人”互动一样自然、流畅。

3,标准化:人机交互设备的标准化可降低制造成本、挺高不同设备之间的兼容性,鼠标和键盘就是一个很好的案例,当先进人机交互技术逐渐从“百花齐放”走向“大一统”的时候,标准化就是用户乃至整个社会的必然需求。

本文来自:www.sz720.com

 

 

 

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