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下一個(gè)智能家居界面:取代觸控?

發(fā)布時(shí)間:2016.07.21

   智能家居里,大家都似乎都聚焦著新的產(chǎn)品和體驗(yàn)研發(fā),怎么樣的智能體驗(yàn)最人性化,又適合生活所需呢?誰將會(huì)取代鍵盤和觸控屏成為下一個(gè)智能家居的人機(jī)界面呢?

  近日,有外媒認(rèn)為,稱計(jì)算機(jī)的問題在于,它仍然是人類與他們想要做的事情之間的中介者,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)未來或許可以將計(jì)算機(jī)剔除在外,產(chǎn)生下一個(gè)重要的界面。

  不過,有的專家還有要激進(jìn)得多的想法:開發(fā)界面來支持大腦與計(jì)算機(jī)之間的直接通訊。

  ▍界面與技術(shù)

  電腦鍵盤對(duì)于正在使用它的人來說并不顯眼。它設(shè)計(jì)得為人所感知,產(chǎn)生的聲音被人聽見,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。

  從這方面來看,技術(shù)一直以來都是扮演中介者的角色,通過它人類能夠與他們的環(huán)境產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。最早期,當(dāng)人類能利用身體來完成工作時(shí),他們開發(fā)了工具,讓它們來幫忙完成那些事情,如斧頭、錘子和皮帶輪。一千年來,機(jī)器變得能夠處理越來越復(fù)雜的體力勞動(dòng),而人類仍要承擔(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??商幚頂?shù)據(jù)的機(jī)器需要比簡(jiǎn)單的杠桿或者車輪復(fù)雜得多的界面。不過,同樣的在信息任務(wù)上帶來全新人機(jī)協(xié)作方式的界面也會(huì)受到其自身設(shè)計(jì)的制約。

  ▍信息處理問題

 “這催生了信息處理問題?!泵绹?guó)國(guó)家自適應(yīng)神經(jīng)技術(shù)中心副主任格文·沙爾克表示,“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)?!?/SPAN>

   在沙爾克看來,問題在于,人類和計(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?,它們非常先進(jìn),它們能夠在剎那之間處理海量復(fù)雜的數(shù)據(jù)?!彼f,“人類則很擅長(zhǎng)其它的事情。對(duì)于某個(gè)場(chǎng)景,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)的問題是通訊問題。所以根本性的問題在于,極其強(qiáng)大復(fù)雜的人類要如何與日益復(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)能夠在人類感知運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的界限內(nèi)做盡可能多的事情。鑒于眾人使用電腦的目的,這一安排非常合理。大多時(shí)候,人們是用電腦來瀏覽資訊,編寫文本,或者看照片視頻。

  “就那一點(diǎn)而言,鍵盤和鼠標(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音控制——仍然很便宜,很適合處理那些任務(wù)?!睓C(jī)器人專家Kaijen-Hsiao指出。但對(duì)于其他人來說,傳統(tǒng)的界面其實(shí)并不足夠。

  簡(jiǎn)單來說,這是一個(gè)比人際溝通更有挑戰(zhàn)性的溝通問題——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)化成符合語法和語義學(xué)的語言,這一過程已經(jīng)喪失了很多的鮮活性和語境。”沙爾克說道,“之后,你將那些語言轉(zhuǎn)化成手指運(yùn)動(dòng),通過計(jì)算機(jī)鍵盤輸入那些句子。認(rèn)真想想,你就知道這有多荒謬?!?/SPAN>

  從實(shí)踐層面來看,對(duì)于大多數(shù)人說,這種荒謬是不存在的。畢竟,要編寫郵件,你得使用鍵盤來輸入內(nèi)容。

  沙爾克指出,“任何形式的人類交流速度都不超過每秒鐘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?!?/SPAN>

  ▍微妙的通訊形式

  隨著機(jī)器變得越來越先進(jìn),這種錯(cuò)配會(huì)變得愈發(fā)明顯。數(shù)位機(jī)器人專家稱,要是沒能改進(jìn)現(xiàn)有的界面,那么人類最終將無法在機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能等領(lǐng)域取得進(jìn)展。

  “隨著語音識(shí)別、自然語言處理、臉部識(shí)別等技術(shù)變得越來越出色,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)林指出,如果希望機(jī)器能夠模擬人類的情感狀態(tài),那么讓它通過音調(diào)、活動(dòng)及其它線索表達(dá)出來,它的能力就會(huì)得到更加完整的表現(xiàn)。

  杜克大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任米西·卡明斯指出,“跟其他人一塊時(shí),我們會(huì)利用我們的周邊視覺來觀察他們的細(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,比如通過結(jié)合利用光和聲。”

  在一些場(chǎng)景中,如人在駕駛,需要注意路況的時(shí)候,語音通訊仍然是最好的交互界面?!爱?dāng)然,語音通訊的問題在于,語音識(shí)別系統(tǒng)還不夠出色?!笨魉拐f道。

  目前已經(jīng)有公司在大力改進(jìn)基于語音的界面,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)備毫無價(jià)值,因?yàn)樵摷夹g(shù)不夠出色。不過,到目前為止,其它的界面——語音控制、手寫數(shù)字轉(zhuǎn)換器、運(yùn)動(dòng)控制等等——都還沒真正實(shí)現(xiàn)騰飛。

  很多技術(shù)專家認(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)下最先進(jìn)的混合現(xiàn)實(shí)平臺(tái)在實(shí)時(shí)繪制用戶所在的現(xiàn)實(shí)世界方面都不夠精確。也就是說,該類系統(tǒng)便于將網(wǎng)頁或者其它的虛擬元素投射到所在房間的墻壁上,但它們還遠(yuǎn)未能夠做些足夠革命性的事情來徹底改變?nèi)祟愃伎既藱C(jī)交互的方式。

  對(duì)于開發(fā)者來說,這些系統(tǒng)的關(guān)鍵問題之一在于,理解非虛擬世界在不同時(shí)候?qū)θ祟惖闹匾潭?。喬治亞理工學(xué)院交互式計(jì)算教授布萊爾·麥金泰爾舉例說道,對(duì)于電話會(huì)議,使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)要比虛擬現(xiàn)實(shí)好得多。“你肯定不只是想要電話會(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?!?/SPAN>

  麥金泰爾喜歡將這一問題稱作“喝啤酒問題”,即你在玩視頻游戲時(shí)會(huì)需要停下來喝口啤酒?!霸谔摂M現(xiàn)實(shí)中,那不容易做到。”他說,“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)來在你眼前查閱信息,而不是通過智能手機(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。

  “但我覺得我們?nèi)孕枰I盤和觸控屏來輸入信息?!彼f,“觸覺反饋非常重要。我在HoloLens上試過通過空中的虛擬鍵盤觸控輸入。它們不大好使是吧?因?yàn)榈侥憧吹绞种篙斎胨a(chǎn)生的視覺反饋或者聽到聽覺反饋時(shí),你還會(huì)有意識(shí)地控制手的輸入動(dòng)作。”

  他說,未來,對(duì)于智能手機(jī)用戶而言已經(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,一系列的手勢(shì)可以用于執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)。

  ▍計(jì)算機(jī)的問題

  不過,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。出色的設(shè)計(jì)讓iPhone感覺很直觀,盡管有吸引力的界面可能比直觀的界面來得更加重要。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)器人專家卡明斯認(rèn)為,這不一定是好事。她說,人類習(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?!?/SPAN>

  另外,并不是說鍵盤特別直觀?,F(xiàn)在,它們對(duì)于很多人來說或許是第二天性,但以往情況則不一樣?!跋胂肟?,即便是現(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?!倍趴舜髮W(xué)的另一位機(jī)器人專家邁克爾·克拉曼表示,“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??!?/SPAN>

  “計(jì)算機(jī)的問題在于,它仍然是人類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

  在沙爾克位于紐約奧爾巴尼的實(shí)驗(yàn)室,科學(xué)家們正致力于開發(fā)界面來支持大腦與計(jì)算機(jī)之間的直接通訊。他們的主要挑戰(zhàn)之一是,開發(fā)更好的方式來實(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)交互的未來有著令人驚訝的意義。

  “如果你能夠通過某種方式與計(jì)算機(jī)直接交互,繞過你的感知運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)帶來的種種限制,那你就可以讓人的所有感覺、觀念和欲望能夠被技術(shù)直接訪問?!彼f,“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?!?/SPAN>

  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道,“通過觀察大腦信號(hào),我們可以分辨你是在說某個(gè)詞,還是在想象說某個(gè)詞。這并非科幻小說。這是已經(jīng)刊登的、且經(jīng)過同行評(píng)議的論文?!?/SPAN>

  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)。沙爾克說,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)量無需侵入體內(nèi)的大腦植入物。他說,這如果發(fā)生的話,“那我們將非常接近于顛覆整個(gè)世界?!?/SPAN>

▍結(jié)語

  只需要想一想就能讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行你的指令。用戶只需要用自己的意愿就能控制一群智能家電、開關(guān)面板、機(jī)器人、無人機(jī)等等。不但是對(duì)智能家居,對(duì)整個(gè)社會(huì)的潛在影響也是匪夷所思的,無可否認(rèn),下一個(gè)界面將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越人類迄今為止借助技術(shù)對(duì)社會(huì)所做的事情。