下一個(gè)人機(jī)界面會(huì)是什么?誰(shuí)將會(huì)取代鍵盤(pán)和觸控屏?《大西洋》(Atlantic)近日發(fā)布文章對(duì)此進(jìn)行了深度解析，稱(chēng)計(jì)算機(jī)的問(wèn)題在于，它仍然是人類(lèi)與他們想要做的事情之間的中介者，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)未來(lái)或許可以將計(jì)算機(jī)剔除在外，產(chǎn)生下一個(gè)重要的界面。不過(guò)，有的專(zhuān)家還有要激進(jìn)得多的想法：開(kāi)發(fā)界面來(lái)支持大腦與計(jì)算機(jī)之間的直接通訊。
以下是文章主要內(nèi)容：
電腦鍵盤(pán)對(duì)于正在使用它的人來(lái)說(shuō)并不顯眼。它設(shè)計(jì)得為人所感知，產(chǎn)生的聲音被人聽(tīng)見(jiàn)，但大多時(shí)候它的存在都不會(huì)引起注意。一旦你習(xí)慣使用它了，你通常都不會(huì)將注意力放在你所按的按鍵或者那些按鍵所產(chǎn)生的咔嗒聲上。相反，你是沉浸于電腦屏幕上出現(xiàn)的東西。
從這方面來(lái)看，技術(shù)一直以來(lái)都是扮演中介者的角色，通過(guò)它人類(lèi)能夠與他們的環(huán)境產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。最早期，當(dāng)人類(lèi)能利用身體來(lái)完成工作時(shí)，他們開(kāi)發(fā)了工具，讓它們來(lái)幫忙完成那些事情，如斧頭、錘子和皮帶輪。一千年來(lái)，機(jī)器變得能夠處理越來(lái)越復(fù)雜的體力勞動(dòng)，而人類(lèi)仍要承擔(dān)大部分的信息處理工作。在上一世紀(jì)，這一點(diǎn)發(fā)生了巨大的變化。
由于計(jì)算機(jī)能夠處理諸如密碼破譯、復(fù)雜運(yùn)算的任務(wù)，該平衡發(fā)生了變化。可處理數(shù)據(jù)的機(jī)器需要比簡(jiǎn)單的杠桿或者車(chē)輪復(fù)雜得多的界面。不過(guò)，同樣的在信息任務(wù)上帶來(lái)全新人機(jī)協(xié)作方式的界面也會(huì)受到其自身設(shè)計(jì)的制約。
信息處理問(wèn)題
“這催生了信息處理問(wèn)題。”美國(guó)國(guó)家自適應(yīng)神經(jīng)技術(shù)中心副主任格文·沙爾克(Gerwin Schalk)表示，“忽然之間，在我們與環(huán)境的交互中，并不只有人和某種工具了，當(dāng)中還有某樣?xùn)|西——它就是計(jì)算機(jī)�！�
在沙爾克看來(lái)，問(wèn)題在于，人類(lèi)和計(jì)算機(jī)能夠做的事情要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于橫在二者之間的界面允許他們做的事情。
“計(jì)算機(jī)非�？焖伲鼈兎浅Ｏ冗M(jìn)，它們能夠在剎那之間處理海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)。”他說(shuō)，“人類(lèi)則很擅長(zhǎng)其它的事情。對(duì)于某個(gè)嘲，他們能夠一眼就看出正在發(fā)生什么事情。他們能夠建立起復(fù)雜的關(guān)系�，F(xiàn)在出現(xiàn)的問(wèn)題是通訊問(wèn)題。所以根本性的問(wèn)題在于，極其強(qiáng)大復(fù)雜的人類(lèi)要如何與日益復(fù)雜能干的環(huán)境進(jìn)行交互?機(jī)器人非常復(fù)雜，計(jì)算機(jī)非常復(fù)雜，我們的手機(jī)也非常復(fù)雜�！�
在技術(shù)史的當(dāng)前階段，界面設(shè)計(jì)的目的是使得計(jì)算機(jī)能夠在人類(lèi)感知運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的界限內(nèi)做舊能多的事情。鑒于眾人使用電腦的目的，這一安排非常合理。大多時(shí)候，人們是用電腦來(lái)瀏覽資訊，編寫(xiě)文本，或者看照片視頻�！熬湍且稽c(diǎn)而言，鍵盤(pán)和鼠標(biāo)——還有觸控板，以及由于可靠性相對(duì)不足而不那么普遍的語(yǔ)音控制——仍然很便宜，很適合處理那些任務(wù)�！睓C(jī)器人專(zhuān)家、Mayfield Robotics首席技術(shù)官Kaijen Hsiao指出。但對(duì)于其他人來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的界面其實(shí)并不足夠。
“如果我想要給計(jì)算機(jī)解釋我大腦中的某個(gè)復(fù)雜的計(jì)劃、意圖或者看法，我們無(wú)能為力�！鄙碃柨苏f(shuō)道。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)比人際溝通更有挑戰(zhàn)性的溝通問(wèn)題——它本身就很復(fù)雜，且有多面性。人際溝通中通常都會(huì)伴隨某種程度的語(yǔ)言轉(zhuǎn)換。而與機(jī)器溝通所需的額外步驟則極其麻煩。
“當(dāng)你試圖向計(jì)算機(jī)或者機(jī)器人解釋同一件事情時(shí)，你得將大腦中的鮮活意象轉(zhuǎn)化成符合語(yǔ)法和語(yǔ)義學(xué)的語(yǔ)言，這一過(guò)程已經(jīng)喪失了很多的鮮活性和語(yǔ)境�！鄙碃柨苏f(shuō)道，“之后，你將那些語(yǔ)言轉(zhuǎn)化成手指運(yùn)動(dòng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)輸入那些句子。認(rèn)真想想，你就知道這有多荒謬�！�
從實(shí)踐層面來(lái)看，對(duì)于大多數(shù)人說(shuō)，這種荒謬是不存在的。畢竟，要編寫(xiě)郵件，你得使用鍵盤(pán)來(lái)輸入內(nèi)容。
“然而，如果你站在很高的層面來(lái)思考相比以往我們與環(huán)境的交互已經(jīng)變得有多可悲，你就能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，事實(shí)上該問(wèn)題還可以量化。”沙爾克指出，“任何形式的人類(lèi)交流速度都不超過(guò)每秒鐘50拍——不管是口頭交流還是敲字交流。那基本上就是人類(lèi)給外部技術(shù)設(shè)備傳輸信息的最快速度。每秒50拍可以說(shuō)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，簡(jiǎn)直是可悲。想想計(jì)算機(jī)和大腦每秒鐘能夠內(nèi)部處理多少GB的數(shù)據(jù)，就知道這是何等量級(jí)的錯(cuò)配啊�！�
微妙的通訊形式
隨著機(jī)器變得越來(lái)越先進(jìn)，這種錯(cuò)配會(huì)變得愈發(fā)明顯。數(shù)位機(jī)器人專(zhuān)家稱(chēng)，要是沒(méi)能改進(jìn)現(xiàn)有的界面，那么人類(lèi)最終將無(wú)法在機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等領(lǐng)域取得進(jìn)展。“隨著語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理、臉部識(shí)別等技術(shù)變得越來(lái)越出色，我們與機(jī)器的通訊應(yīng)當(dāng)能夠超越屏幕，包含部分我們用來(lái)與其他人互動(dòng)的較為微妙的通訊形式�！痹诼槭±砉W(xué)院研究人機(jī)交互的凱特·達(dá)林(Kate Darling)指出，“如果我們希望機(jī)器能夠模擬人類(lèi)的情感狀態(tài)，那么讓它通過(guò)音調(diào)、活動(dòng)及其它線(xiàn)索表達(dá)出來(lái)，它的能力就會(huì)得到更加完整的表現(xiàn)�！�
這種線(xiàn)索必須要成為整個(gè)流暢交互過(guò)程的一部分。舉例來(lái)說(shuō)，要保證能夠給與飛行員共事或者在手術(shù)室與醫(yī)生共事的機(jī)器人打造微妙的通訊形式——在那些嘲中，人類(lèi)需要能夠預(yù)測(cè)機(jī)器人要做什么，同時(shí)還得將注意力集中在他們自己在做的事情上�！叭藗儠�(huì)在各種場(chǎng)合與機(jī)器人共事，他們需要知道機(jī)器人的下一步行動(dòng)�！倍趴舜髮W(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任米西·卡明斯(Missy Cummings)指出，“跟其他人一塊時(shí)，我們會(huì)利用我們的周邊視覺(jué)來(lái)觀察他們的細(xì)微動(dòng)作，從而推斷出他們的行動(dòng)，而機(jī)器人則不能像人類(lèi)那樣流暢行動(dòng)。因此，我們必須要知道該如何理解更加細(xì)微的交互，比如通過(guò)結(jié)合利用光和聲。”
在一些嘲中，如人在駕駛，需要注意路況的時(shí)候，語(yǔ)音通訊仍然是最好的交互界面�！爱�(dāng)然，語(yǔ)音通訊的問(wèn)題在于，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)還不夠出色�！笨魉拐f(shuō)道，“我不知道語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)未來(lái)能不能達(dá)到識(shí)別語(yǔ)境的程度。語(yǔ)境可以說(shuō)是對(duì)話(huà)的藝術(shù)�！�
目前已經(jīng)有公司在大力改進(jìn)基于語(yǔ)音的界面，像Siri這樣的數(shù)字助手和像亞馬遜Echo這樣的智能設(shè)備將會(huì)在人們的日常生活中扮演越來(lái)越重要的角色。與此同時(shí)，其它的中介型界面也很可能將迎來(lái)改進(jìn)。
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)
觸控屏在某種程度上已經(jīng)獲得了改進(jìn)。該界面曾在很長(zhǎng)一段時(shí)間里被認(rèn)為對(duì)于流行設(shè)備毫無(wú)價(jià)值，因?yàn)樵摷夹g(shù)不夠出色。“觸控屏按鈕?”2007年iPhone推出時(shí)有人在Engadget網(wǎng)站上評(píng)論道，“壞主意，這玩意永遠(yuǎn)都會(huì)行不通�！�(沙爾克認(rèn)為iPhone是人機(jī)交互“意義深遠(yuǎn)的進(jìn)步”，但也只算是“緩解策略”。)不過(guò)，到目前為止，其它的界面——語(yǔ)音控制、手寫(xiě)數(shù)字轉(zhuǎn)換器、運(yùn)動(dòng)控制等等——都還沒(méi)真正實(shí)現(xiàn)騰飛。
很多技術(shù)專(zhuān)家認(rèn)為，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)的興起將會(huì)產(chǎn)生下一個(gè)重要的界面。但有數(shù)位工程師和學(xué)者指出，這樣的躍進(jìn)將需要目前還未出現(xiàn)的技術(shù)進(jìn)步。
一方面，時(shí)下 的混合現(xiàn)實(shí)平臺(tái)在實(shí)時(shí)繪制用戶(hù)所在的現(xiàn)實(shí)世界方面都不夠 。也就是說(shuō)，該類(lèi)系統(tǒng)便于將網(wǎng)頁(yè)或者其它的虛擬元素投射到你所在房間的墻壁上，但它們還遠(yuǎn)未能夠做些足夠革命性的事情來(lái)徹底改變?nèi)祟?lèi)思考人機(jī)交互的方式。
對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，這些系統(tǒng)的關(guān)鍵問(wèn)題之一在于，理解非虛擬世界在不同時(shí)候?qū)θ祟?lèi)的重要程度。換言之，你周?chē)默F(xiàn)實(shí)世界需要變得可見(jiàn)嗎?多大程度上需要變得可見(jiàn)?喬治亞理工學(xué)院交互式計(jì)算教授布萊爾·麥金泰爾(Blair MacIntyre)舉例說(shuō)道，對(duì)于電話(huà)會(huì)議，使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)要比虛擬現(xiàn)實(shí)好得多�！澳憧隙ú恢皇窍胍娫�(huà)會(huì)議的虛擬現(xiàn)實(shí)版本，因?yàn)槲铱赡苄枰纯次业墓P記，或者在電腦上輸入信息，又或者需要小心拿起我的咖啡杯，避免將其弄翻。”
麥金泰爾喜歡將這一問(wèn)題稱(chēng)作“喝破問(wèn)題”，即你在玩視頻游戲時(shí)會(huì)需要停下來(lái)喝口破�！霸谔摂M現(xiàn)實(shí)中，那不容易做到�！彼f(shuō)，“但在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，那就好辦點(diǎn)�！彼J(rèn)為，最終，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)將能夠追蹤較小的物體，擴(kuò)增現(xiàn)實(shí)世界中較小的東西，這會(huì)使得它的應(yīng)用程序和界面變得更加先進(jìn)。顯示屏將會(huì)變得更加清晰。例如，在機(jī)場(chǎng)查看航班信息，會(huì)意味著利用混合現(xiàn)實(shí)來(lái)在你眼前查閱信息，而不是通過(guò)智能手機(jī)查找相關(guān)信息，也不是在機(jī)場(chǎng)中尋找實(shí)體的展示板。
“但我覺(jué)得我們?nèi)孕枰I盤(pán)和觸控屏來(lái)輸入信息。”他說(shuō)，“觸覺(jué)反饋非常重要。我在HoloLens上試過(guò)通過(guò)空中的虛擬鍵盤(pán)觸控輸入。它們不大好使是吧?因?yàn)榈侥憧吹绞种篙斎胨a(chǎn)生的視覺(jué)反饋或者聽(tīng)到聽(tīng)覺(jué)反饋時(shí)，你還會(huì)有意識(shí)地控制手的輸入動(dòng)作�！�
他說(shuō)，未來(lái)，對(duì)于智能手機(jī)用戶(hù)而言已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的操作動(dòng)作最終可能會(huì)應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)當(dāng)中。對(duì)于這種界面，很多人都會(huì)聯(lián)想到科幻電影《少數(shù)派報(bào)告》(Minority Report)。在該電影中，一系列的手勢(shì)可以用于執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)�！拔覍�(duì)未來(lái)的HoloLens有這種愿景。”麥金泰爾說(shuō)，“到那時(shí)候，我或許還會(huì)用手機(jī)或者小型平板電腦來(lái)進(jìn)行 的交互，而當(dāng)視覺(jué)追蹤技術(shù)變得足夠出色的時(shí)候，我就可以在空中做出縮放或者拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)手勢(shì)，因?yàn)橄到y(tǒng)能夠準(zhǔn)確追蹤我的手指動(dòng)作。不過(guò)，HoloLens必須要做得比現(xiàn)在出色，我想未來(lái)它會(huì)變得更好的。”
計(jì)算機(jī)的問(wèn)題
不過(guò)，更好的界面不僅僅要在技術(shù)上具有可行性。它們還要能夠取悅用戶(hù)。這或許是iPhone最大的成就之一;該設(shè)備本身外觀時(shí)尚漂亮，人們喜歡與之交互。出色的設(shè)計(jì)讓iPhone感覺(jué)很直觀，盡管有吸引力的界面可能比直觀的界面來(lái)得更加重要。例如，當(dāng)基于手勢(shì)的界面不是很直觀的時(shí)候，有一整個(gè)研究社區(qū)致力于對(duì)其進(jìn)行改良。杜克大學(xué)的機(jī)器人專(zhuān)家卡明斯認(rèn)為，這不一定是好事。她說(shuō)，人類(lèi)習(xí)慣于將手勢(shì)當(dāng)做是強(qiáng)調(diào)某事的方式，但除了需要打手語(yǔ)的人之外，“我們實(shí)際上有多經(jīng)常使用手勢(shì)呢?”她補(bǔ)充道，“那種方式實(shí)際上增加了你的心理工作負(fù)荷，因?yàn)槟惚仨氁涀∷胁煌謩?shì)的意思�！�
另外，并不是說(shuō)鍵盤(pán)特別直觀�，F(xiàn)在，它們對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)或許是第二天性，但以往情況則不一樣�！跋胂肟矗幢闶乾F(xiàn)在，你是在使用水平的指向設(shè)備，鼠標(biāo)與屏幕是呈垂直關(guān)系。”杜克大學(xué)的另一位機(jī)器人專(zhuān)家邁克爾·克拉曼(Michael Clamann)表示，“這種交互很怪異。然后觸控屏出現(xiàn)了，一定程度上解決了那一問(wèn)題，但其分辨率受限于你的手指的寬度，每一次你觸摸屏幕，你都會(huì)覆蓋它的一部分。盡管這些界面都變得更好了，但它們?nèi)源嬖诰窒扌��！?/P>
“計(jì)算機(jī)的問(wèn)題在于，它仍然是人類(lèi)與他們想要做的事情之間的中介者�！彼a(bǔ)充道。
人機(jī)直接通訊
我們具體要如何將計(jì)算機(jī)剔除在外呢?一旦在技術(shù)上達(dá)成特定的里程碑，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)就會(huì)開(kāi)始解決這一問(wèn)題。但相比之下，還有要激進(jìn)得多的想法。在沙爾克位于紐約奧爾巴尼的實(shí)驗(yàn)室，科學(xué)家們正致力于開(kāi)發(fā)界面來(lái)支持大腦與計(jì)算機(jī)之間的直接通訊。他們的主要挑戰(zhàn)之一是，開(kāi)發(fā)更好的方式來(lái)實(shí)時(shí)估量大腦在做什么，以理解這背后的含義。沙爾克和他的同事已經(jīng)證明，從大腦活動(dòng)推知意義理論上是可能的，這一想法對(duì)于人機(jī)交互的未來(lái)有著令人驚訝的意義。
“如果你能夠通過(guò)某種方式與計(jì)算機(jī)直接交互，繞過(guò)你的感知運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)的種種限制，那你就可以讓人的所有感覺(jué)、觀念和欲望能夠被技術(shù)直接訪(fǎng)問(wèn)。”他說(shuō)，“你可以完全消除這種通訊瓶頸，在技術(shù)和大腦之間打造一種共生關(guān)系�！�
我們有理由相信這終有一天有可能會(huì)實(shí)現(xiàn)�！拔覀円呀�(jīng)能夠?qū)⒋竽X信息轉(zhuǎn)化成完整的句子�！彼f(shuō)道，“通過(guò)觀察大腦信號(hào)，我們可以分辨你是在說(shuō)某個(gè)詞，還是在想象說(shuō)某個(gè)詞。這并非科幻小說(shuō)。這是已經(jīng)刊登的、且經(jīng)過(guò)同行評(píng)議的論文�！�
然而，如果有某種新界面不久之后改變我們與機(jī)器通訊的方式，那它不大可能會(huì)是直接的人機(jī)連接。目前，沙爾克和他的同事在研究因?yàn)榕R床原因大腦被植入電極的病患。即便那樣，他們的研究也容易出錯(cuò)。正如丹尼爾·恩貝(Daniel Engber)今年早些時(shí)候在《連線(xiàn)》的一篇有關(guān)人腦侵入的深度文章中所說(shuō)的，沙爾克的方法“充其量只是概念驗(yàn)證”。沙爾克也這么向媒體解釋。他說(shuō)，他正期待的是，有更好的技術(shù)出現(xiàn)，使得大腦活動(dòng)的精密測(cè)量無(wú)需侵入體內(nèi)的大腦植入物。他說(shuō)，這如果發(fā)生的話(huà)，“那我們將非常接近于顛覆整個(gè)世界�！�
“如果你能夠?qū)崿F(xiàn)那一點(diǎn)，那它所產(chǎn)生的影響將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類(lèi)迄今為止所做過(guò)的任何事情�！彼a(bǔ)充道。你只需要想一想就能讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行你的指令。你只需要用你的意愿就能控制一群無(wú)人機(jī)。潛在的影響簡(jiǎn)直匪夷所思，而不只是有點(diǎn)令人毛骨悚然�！八鼤�(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越人類(lèi)迄今為止借助技術(shù)對(duì)社會(huì)所做的事情。不僅僅社會(huì)將會(huì)改變，生為人類(lèi)的意義也將會(huì)改變�！�
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