淺談人機(jī)自然交互技術(shù)

淺談人機(jī)自然交互技術(shù)摘要:隨著人類社會(huì)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，我們需要一種更簡(jiǎn)便智能的交流，于是有了人機(jī)交互技術(shù)的產(chǎn)生。本文首先介紹了人機(jī)自然交互技術(shù)的概念和發(fā)展歷史，分析了其和其他學(xué)科之間相互滲透的關(guān)系，還論述了人機(jī)交互技術(shù)的研究?jī)?nèi)容。此外還展望了它的未來(lái)發(fā)展方向。關(guān)鍵字：人機(jī)交互；人機(jī)自然交互技術(shù)；自然和諧TheDiscussionoftheNaturalMan-machineInteractionTechnologyHuaxiaoling（11110842194）WenzhouUniversityABSTRACT:Withthehumansocietyandthedevelopmentofvirtualrealitytechnology,weneedamoreconvenientintelligentcommunication,sothetechnologyofman-machineinteractionareproduced.Thispaperintroducesthenaturalman-machineinteractiontechnologyconceptanddevelopmenthistoryfirstly,analyzesitsandotherdisciplinesrelationship,andalsodiscussestheresearchcontentofhuman-computerinteractiontechnology.Inadditionprospectsitsfuturedevelopmentdirection.KEYWORD:Human-computerInteraction;NaturalMan-machineInteractionTechnology;NaturalHarmony1引言隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，人們?cè)谧匀徽Z(yǔ)言理解、多通道交互、筆式交互以及智能用戶等方面開展了很多工作。由于計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展水平的限制，在計(jì)算機(jī)和人類之間還存在著一條鴻溝。人們對(duì)于現(xiàn)存的人機(jī)交互方式并不滿足，并且人與人的交互不是通過(guò)忍受操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而是通過(guò)聽覺(jué)與視覺(jué)以語(yǔ)言、表情、手勢(shì)和體勢(shì)進(jìn)行的。人們期望新一代的人機(jī)交互能像人與人交互那樣自然、準(zhǔn)備和快捷。于是在20世紀(jì)90年代人機(jī)交互的研究進(jìn)到了多模態(tài)的階段，稱為人機(jī)自然交互。人機(jī)交互（Human-ComputerInteraction,簡(jiǎn)稱HCI）就是連接人和計(jì)算機(jī)的橋梁，它使人和機(jī)器的關(guān)系從“人圍著極其轉(zhuǎn)”向“機(jī)器圍著人轉(zhuǎn)”的方向發(fā)展。2人機(jī)交互簡(jiǎn)介2.1人機(jī)交互的概念人機(jī)交互技術(shù)(Human-ComputerInteractionTechniques簡(jiǎn)稱HCI)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，通過(guò)有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對(duì)話的技術(shù)。HCI是關(guān)于設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)和實(shí)現(xiàn)供人們使用的交互式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，且圍繞這些方面主要現(xiàn)象進(jìn)行研究的科學(xué)；是研究人與計(jì)算機(jī)之間通過(guò)相互理解的交流與通信，在最大程度上為人們完成信息管理，服務(wù)和處理等功能，使計(jì)算機(jī)真正成為人們工作學(xué)習(xí)的和諧助手的一門技術(shù)科學(xué)。它包括機(jī)器通過(guò)輸出或顯示設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請(qǐng)示等，及其人通過(guò)輸入設(shè)備給機(jī)器發(fā)出命令、回答問(wèn)題等。簡(jiǎn)單地說(shuō)，“交互”，就是指人與設(shè)備、系統(tǒng)、網(wǎng)站等的直接或間接的通信過(guò)程。人機(jī)交互涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)以及語(yǔ)言學(xué)等多門學(xué)科[1]。其前景可通過(guò)DanR.Olsen(CMC)得到體現(xiàn)：“HCI是未來(lái)的計(jì)算機(jī)科學(xué)。我們已經(jīng)花費(fèi)了至少50年的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)如何制造計(jì)算機(jī)以及如何編寫計(jì)算機(jī)程序。下一個(gè)新領(lǐng)域自然是讓計(jì)算機(jī)服務(wù)并適應(yīng)于人類的需要，而不是強(qiáng)近人類去適應(yīng)計(jì)算機(jī)。”也就是說(shuō)人機(jī)交互技術(shù)能真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)融合，體現(xiàn)出以人為本的理念。2.2人機(jī)交互的發(fā)展歷史人機(jī)交互作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，人機(jī)交互一直伴隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展。人機(jī)交互的發(fā)展過(guò)程，也是人適應(yīng)計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)不斷地適應(yīng)人的發(fā)展過(guò)程。從計(jì)算機(jī)的誕生之日起，人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)階段：2.2.1語(yǔ)言命令交互階段早期的人機(jī)交互是通過(guò)命令語(yǔ)言進(jìn)行的，人機(jī)之間通過(guò)語(yǔ)言中的輸入輸出功能完成交互。最初，人機(jī)交互的方式是采用手工操作輸入機(jī)器語(yǔ)言指令（二進(jìn)制機(jī)器代碼）來(lái)控制計(jì)算機(jī)。這一階段所使用的主要交互工具是鍵盤及字符顯示器，交互的內(nèi)容主要有字符、文本和命令，交互過(guò)程顯得呆板和單調(diào)。這種形式很不符合人的習(xí)慣，既耗費(fèi)時(shí)間，又容易出錯(cuò)，只有非常專業(yè)的專家才能做到。后來(lái)，出現(xiàn)了FORTRAN、PASCAL、COBOL等語(yǔ)言，使人們可以用比較習(xí)慣的符號(hào)形式描述計(jì)算過(guò)程，交互操作由受過(guò)一定訓(xùn)練的程序員即可完成。這一時(shí)期，程序員可采用批處理作業(yè)語(yǔ)言或交互命令語(yǔ)言的方式和計(jì)算機(jī)打交道，雖然要記憶許多命令和熟練地敲鍵盤，但已可用較方便的手段來(lái)調(diào)試程序、了解計(jì)算機(jī)執(zhí)行情況。60年代中期，命令行界面（CommandLineInterface，CLI）開始出現(xiàn)（如圖1），通過(guò)這種人機(jī)界面，人們可以通過(guò)問(wèn)答式對(duì)話、文本菜單或命令語(yǔ)言等方式來(lái)進(jìn)行人機(jī)交互。命令行界面可以看作第一代人機(jī)界面。在這種界面中，人被看成操作員，機(jī)器只做出被動(dòng)的反應(yīng)，人只能用手操作鍵盤的方式輸入數(shù)據(jù)和命令信息，界面輸出只能為靜態(tài)字符。因此，這種人機(jī)界面交互的自然性較差。圖圖1命令行界面概念模型2.2.2圖形用戶界面（GUI）交互階段70年代施樂(lè)公司在Alto計(jì)算機(jī)上首次開發(fā)了位映像圖形顯示技術(shù)，為開發(fā)可重疊窗口、彈出式菜單、菜單條等提供了可能。這些工作奠定了目前圖形用戶界面的基礎(chǔ)，形成了以窗口（Windows）、圖標(biāo)（Icon）、菜單（Menu）和指點(diǎn)裝置（PointingDevice）為基礎(chǔ)的第二代人機(jī)界面，即WIMP界面。圖形用戶界面（GraphicalUserInterface，GUI）的出現(xiàn)，使人機(jī)交互方式發(fā)生了巨大變化。GUI的主要特點(diǎn)是桌面隱喻、WIMP(Windows、Icon、Menu、PointingDevice)技術(shù)、直接操縱和“所見即所得（WhatYouSeeIsWhatYouGet，WYSIWYG）”。GUI技術(shù)的起源可以追溯到60年代美國(guó)麻省理工學(xué)院的Sutherland(計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的奠基人)的工作。其發(fā)明的Sketchpad首次引入了菜單、不可重疊的瓦片式窗口、圖標(biāo)，并采用光筆進(jìn)行繪圖操作。圖圖2WIMP界面概念模型這一階段所使用的主演交互工具為鼠標(biāo)及圖形顯示器，交互的內(nèi)容主要有字符、圖形和圖像。70年代發(fā)明的鼠標(biāo)極大地改善了人機(jī)之間的交互方式。應(yīng)該說(shuō)，鼠標(biāo)和窗口系統(tǒng)的出現(xiàn)是人機(jī)交互技術(shù)發(fā)展史上的一次技術(shù)革命。與命令行界面相比，圖形用戶界面的人機(jī)交互自然性和效率都有較大的提高。圖形用戶界面很大程度上依賴于菜單選擇和交互小組件（Widget）。經(jīng)常使用的命令大都通過(guò)鼠標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)的人機(jī)界面使得初學(xué)者易于使用，但重復(fù)性的菜單選擇會(huì)給有經(jīng)驗(yàn)的用戶造成不方便，他們有時(shí)傾向使用命令鍵而不是選擇菜單，且在輸入信息時(shí)用戶只能使用手這一種輸入通道。另外，圖形用戶界面需要占用較多的屏幕空間，并且難以表達(dá)和支持非空間性的抽象信息的交互。2.2.3自然和諧的人機(jī)交互階段當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)、移動(dòng)計(jì)算、普適計(jì)算等技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)和更高的要求，同時(shí)也提供了許多新的機(jī)遇。在這一階段，自然和諧的人機(jī)交互方式得到了一定的發(fā)展?；谡Z(yǔ)音、手寫體、姿勢(shì)、視線跟蹤、表情等輸入手段的多通道交互是其主要特點(diǎn)，其目的是使人能以聲音、動(dòng)作、表情等自然方式進(jìn)行交互操作。在自然和諧的人機(jī)交互的發(fā)展過(guò)程中，人們除了致力于研究開發(fā)友好的逼真的三維用戶界面，基于聲音、動(dòng)作、表情等多種通道的自然交互方式，還發(fā)明了大量的新交互設(shè)備，如計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的先驅(qū)、美國(guó)麻省理工學(xué)院的Sutherland早在1968年開發(fā)了頭盔式立體顯示器，成為現(xiàn)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要基礎(chǔ)。目前，對(duì)于人類重要的自然交互方式——語(yǔ)音和筆的交互技術(shù)，包括手寫識(shí)別、筆式交互、語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、數(shù)字墨水（DigitalInk）等，其發(fā)展已經(jīng)有了很大的成效，而人機(jī)自然交互的主要包括了多通道用戶界面；智能人機(jī)交互；感知人機(jī)交互和多媒體人機(jī)交互等[2]。圖3多通道人機(jī)界面概念模型2.3人機(jī)交互與其他學(xué)科的關(guān)系由上述人機(jī)交互的概念可知：人機(jī)交互與很多學(xué)科密切相關(guān)，而其中，認(rèn)知心理學(xué)與人機(jī)工程學(xué)是人機(jī)交互技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與人機(jī)交互技術(shù)相互交叉和滲透，其關(guān)系如圖4所示。多媒體技術(shù)多媒體技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)認(rèn)知心理學(xué)人機(jī)工程學(xué)圖4人機(jī)交互與其他相關(guān)學(xué)科的關(guān)系人機(jī)交互技術(shù)2.3.1認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)知心理學(xué)（CognitivePsychology）是20世紀(jì)50年代中期在西方興起的一種心理學(xué)思潮，在20世紀(jì)70年代成為西方心理學(xué)的一個(gè)主要研究方向。它研究人的高級(jí)心理過(guò)程，主要是認(rèn)識(shí)過(guò)程，如注意、知覺(jué)、表象、記憶、思維和語(yǔ)言等，從心理學(xué)的觀點(diǎn)研究人機(jī)交互的原理[3]。該領(lǐng)域研究包括如何通過(guò)視覺(jué)、聽覺(jué)等接受和理解來(lái)自周圍環(huán)境的信息的感知過(guò)程，以及通過(guò)人腦進(jìn)行記憶、思維、推理、學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題等人的心理活動(dòng)的認(rèn)識(shí)過(guò)程。其中人腦的認(rèn)知模型——神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及其模型，已經(jīng)成為新一代計(jì)算機(jī)、人工智能等領(lǐng)域中最熱門的研究課題之一。認(rèn)知心理學(xué)在人機(jī)界面設(shè)計(jì)方面具有非常重要作用，是人機(jī)交互技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。2.3.2人機(jī)工程學(xué)人機(jī)工程學(xué)是運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和醫(yī)學(xué)等有關(guān)知識(shí)，研究人、機(jī)器、環(huán)境相互間的合理關(guān)系，以保證人們安全、健康、舒適地工作，從而提高整個(gè)系統(tǒng)工效的新興邊緣科學(xué)。在人機(jī)界面學(xué)處于初創(chuàng)和奠基階段的時(shí)候，人機(jī)工程學(xué)是最活躍、最主要的分支，曾經(jīng)對(duì)人機(jī)界面學(xué)的發(fā)展做出過(guò)很大的貢獻(xiàn)。經(jīng)典的人機(jī)工程學(xué)稱為硬件人機(jī)工程學(xué)，主要集中在對(duì)人體能力、人體限制及其他與設(shè)計(jì)相關(guān)的人體特性信息的應(yīng)用，以滿足設(shè)計(jì)、分析、測(cè)試與評(píng)價(jià)、標(biāo)準(zhǔn)化，以及系統(tǒng)控制的要求。軟件人機(jī)工程學(xué)（SoftwareErgonomics）研究軟件和軟件界面，側(cè)重于運(yùn)用和擴(kuò)充軟件工程的理論和原理，對(duì)軟件人機(jī)界面進(jìn)行分析、描述、設(shè)計(jì)和評(píng)估等。主要解決有關(guān)人類思維與信息處理的有關(guān)問(wèn)題，包括設(shè)計(jì)理論、標(biāo)準(zhǔn)化、增強(qiáng)軟件的可用性的方法等，使軟件（計(jì)算機(jī)）與人的對(duì)話能夠滿足人的思維模式與數(shù)據(jù)處理的要求，實(shí)現(xiàn)軟件的高可用性。同認(rèn)知心理學(xué)一樣，人機(jī)工程學(xué)也是人機(jī)交互技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)。2.3.3多媒體技術(shù)一般的，多媒體技術(shù)是指將正文、聲音、圖形、靜止圖像、動(dòng)態(tài)圖像等與計(jì)算集成在一起的技術(shù)。多媒體技術(shù)通過(guò)引入動(dòng)畫、音頻、視頻等動(dòng)態(tài)媒體，大大豐富了計(jì)算機(jī)表現(xiàn)信息的形式，拓寬了計(jì)算機(jī)輸出的帶寬，提高了用戶接受信息的效率，使人們可以得到更直觀的信息，從而簡(jiǎn)化了用戶的操作，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。多媒體信息在人機(jī)交互中的巨大潛力主要在于它能提高人對(duì)信息表現(xiàn)形式的選擇和控制能力，同時(shí)也能提高信息表現(xiàn)形式與人的邏輯和創(chuàng)造能力的結(jié)合程度，在串行、符號(hào)信息以及并行、聯(lián)想信息方面擴(kuò)展人的信息處理能力。另外，由于多媒體所帶來(lái)的信息冗余性，重復(fù)使用別的媒體或并行使用多種媒體可消除人機(jī)通信過(guò)程中的多義性及噪聲。多媒體技術(shù)豐富了信息的表現(xiàn)形式，不過(guò)目前多媒體技術(shù)的研究基本上限于信息的存儲(chǔ)和傳輸方面，而對(duì)于媒體信息理解的研究并不充分。與人工智能技術(shù)結(jié)合，開展媒體理解和推理研究將改變這種現(xiàn)狀。它對(duì)用戶的原始輸入在較高的層次上進(jìn)行解釋、分析和綜合，提取語(yǔ)義內(nèi)容，達(dá)到對(duì)用戶的某種理解。然后，從較高的表現(xiàn)層次上傳達(dá)給用戶最恰當(dāng)?shù)姆答?，它?cè)重于信息的理解和解釋。而多媒體系統(tǒng)則側(cè)重于信息的表現(xiàn)，表現(xiàn)為在計(jì)算機(jī)的控制下產(chǎn)生、操縱、表現(xiàn)、存儲(chǔ)和傳送—些獨(dú)立的信息，這些信息至少是通過(guò)一種連續(xù)或離散媒體進(jìn)行編碼的。2.3.4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)目前，人們除了致力于研究開發(fā)友好的用戶界面，還發(fā)明了大量的三維交互設(shè)備，如立體眼鏡、WorkBench、頭盔式顯示器、洞穴式立體顯示器（CAVE）、墻式大屏幕立體顯示器、數(shù)據(jù)服裝、位置跟蹤器、眼動(dòng)跟蹤器、觸覺(jué)和力反饋裝置、三維掃描設(shè)備、三維鼠標(biāo)、三維跟蹤球、三維游戲桿、數(shù)據(jù)手套等[3]。虛擬現(xiàn)實(shí)中的交互是虛擬現(xiàn)實(shí)核心研究?jī)?nèi)容之一，但人機(jī)交互并不是虛擬現(xiàn)實(shí)的全部，復(fù)雜場(chǎng)景的建模、繪制等技術(shù)，也是虛擬現(xiàn)實(shí)非常重要的研究?jī)?nèi)容。虛擬現(xiàn)實(shí)為人機(jī)交互的研究提供了很好的契機(jī)和媒介，但并不是唯一的媒介，手機(jī)、PDA、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備，也需要更方便、快捷、人性化的交互手段。3人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容人機(jī)交互的研究?jī)?nèi)容十分廣泛，涵蓋了建模、設(shè)計(jì)、評(píng)估等理論和方法以及在Web、移動(dòng)計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等方面的應(yīng)用研究與開發(fā)，主要包括：3.1人機(jī)交互界面表示模型與設(shè)計(jì)方法（ModelandMethodology）為了設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面模型，首先我們的了解何為人機(jī)交互的要素，人機(jī)交互技術(shù)主要由人的因素、交互設(shè)備和交互軟件三方面組成。人機(jī)交互技術(shù)又可分為精確人機(jī)交互技術(shù)和非精確交互技術(shù)。前者是指：能完全地說(shuō)明人—機(jī)交互的目的，系統(tǒng)能精確地確定用戶的輸入、鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏都是能精確交互設(shè)備。后者的方法有語(yǔ)音、姿勢(shì)、頭部追蹤等。人機(jī)交互界面作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，是計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)等的交叉研究領(lǐng)域。人機(jī)交互界面也叫用戶界面，在人機(jī)系統(tǒng)中的位置是負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)的輸入和輸出，它決定了人們使用計(jì)算機(jī)的方式[4]。3.2可用性分析與評(píng)估（UsabilityandEvaluation）可用性是人機(jī)交互系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它關(guān)系到人機(jī)交互能否達(dá)到用戶期待的目標(biāo)，以及實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的效率與便捷性。人機(jī)交互系統(tǒng)的可用性分析與評(píng)估的研究主要涉及到支持可用性的設(shè)計(jì)原則和可用性的評(píng)估方法等。3.3多通道交互技術(shù)（Multi-Modal）在多通道交互中，用戶可以使用語(yǔ)音、手勢(shì)、眼神、表情等自然的交互方式與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信。多通道交互主要研究多通道交互界面的表示模型、多通道交互界面的評(píng)估方法以及多通道信息的融合等。通道包括人表達(dá)意圖，執(zhí)行動(dòng)作和感知反饋信息的各種通信方法。3.4認(rèn)知與智能用戶界面（RecognitionandIntelligentUserInterface）智能用戶界面（IntelligentUserInterface，IUI）的最終目標(biāo)是使人機(jī)交互和人－人交互一樣自然、方便。上下文感知、眼動(dòng)跟蹤、手勢(shì)識(shí)別、三維輸入、語(yǔ)音識(shí)別、表情識(shí)別、手寫識(shí)別、自然語(yǔ)言理解等都是認(rèn)知與智能用戶界面需要解決的重要問(wèn)題。3.5虛擬環(huán)境（VirtualEnvironment）中的人機(jī)交互“以人為本”的、自然和諧的人機(jī)交互理論和方法是虛擬現(xiàn)實(shí)的主要研究?jī)?nèi)容之一。通過(guò)研究視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)等多通道信息融合的理論和方法、協(xié)同交互技術(shù)以及三維交互技術(shù)等，建立具有高度真實(shí)感的虛擬環(huán)境，使人產(chǎn)生“身臨其境”的感覺(jué)[6]。3.6Web設(shè)計(jì)（Web-Interaction）重點(diǎn)研究Web界面的信息交互模型和結(jié)構(gòu)，Web界面設(shè)計(jì)的基本思想和原則，Web界面設(shè)計(jì)的工具和技術(shù)，以及Web界面設(shè)計(jì)的可用性分析與評(píng)估方法等內(nèi)容。3.7移動(dòng)界面設(shè)計(jì)（MobileandUbicomp）移動(dòng)計(jì)算（MobileComputing）、普適計(jì)算（UbiquitousComputing）等對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了更高的要求，面向移動(dòng)應(yīng)用的界面設(shè)計(jì)問(wèn)題已成為人機(jī)交互技術(shù)研究的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的便攜性、位置不固定性和計(jì)算能力有限性以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的低帶寬高延遲等諸多的限制，研究移動(dòng)界面的設(shè)計(jì)方法，移動(dòng)界面可用性與評(píng)估原則，移動(dòng)界面導(dǎo)航技術(shù)，以及移動(dòng)界面的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和開發(fā)工具，是當(dāng)前的人機(jī)交互技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。其中普適計(jì)算也稱為無(wú)所不在的計(jì)算，它所追求的目標(biāo)是無(wú)所不在的信息訪問(wèn)和信息服務(wù)，它的物質(zhì)基礎(chǔ)是無(wú)處不在的設(shè)備和無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)連接。3.8群件（Groupware）群件是指幫助群組協(xié)同工作的計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作環(huán)境，主要涉及個(gè)人或群組間的信息傳遞、群組中的信息共享、業(yè)務(wù)過(guò)程自動(dòng)化與協(xié)調(diào)，以及人和過(guò)程之間的交互活動(dòng)等。目前與人機(jī)交互技術(shù)相關(guān)的研究主要包括：群件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)支持交流與共享信息的方式、交流中的決策支持工具、應(yīng)用程序共享以及同步實(shí)現(xiàn)方法等內(nèi)容。4發(fā)展趨勢(shì)從命令行界面發(fā)展到WIMP界面，計(jì)算機(jī)到用戶的輸出帶寬得到大幅提高，但是從用戶到計(jì)算機(jī)的通信帶寬仍然受到限制，即計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)和加工視覺(jué)、聽覺(jué)信息的能力與人機(jī)交互的能力是不相稱的。這種不相稱來(lái)自于硬件的限制和人的交互通道與對(duì)象操作間的不匹配。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)輸入輸出裝置在數(shù)量和能力上迅速增加，使得這種匹配成為可能。為適應(yīng)目前和未來(lái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的要求，人們開始探索各種非傳統(tǒng)的用戶界面從90年代初開始，研究者們將研究的焦點(diǎn)重新聚集到下一代用戶界面的研究上，并且提出了人機(jī)自然交互的模型[6]。在未來(lái)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，將更加強(qiáng)調(diào)“以人為本”、“自然、和諧”的交互方式，以實(shí)現(xiàn)人機(jī)高效合作。4.1集成化人機(jī)交互將呈現(xiàn)出多樣化、多通道交互的特點(diǎn)。桌面和非桌面界面，可見和不可見界面，二維與三維輸入，直接與間接操縱，語(yǔ)音、手勢(shì)、表情、眼動(dòng)、唇動(dòng)、頭動(dòng)、肢體姿勢(shì)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、味覺(jué)以及鍵盤、鼠標(biāo)等交互手段將集成在一起，是新一代自然、高效的交互技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。4.2網(wǎng)絡(luò)化無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)的快速發(fā)展，對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了更高的要求。新一代的人機(jī)交互技術(shù)需要考慮在不同設(shè)備、不同網(wǎng)絡(luò)、不同平臺(tái)之間的無(wú)縫過(guò)渡和擴(kuò)展，支持人們通過(guò)跨地域的網(wǎng)絡(luò)（有線與無(wú)線、電信網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)等）在世界上任何地方用多種簡(jiǎn)單的自然方式進(jìn)行人機(jī)交互，而且包括支持多個(gè)用戶之間以協(xié)作的方式進(jìn)行交互。另外，網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展也為人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展提供了很好的機(jī)遇。4.3智能化目前，用戶使用鍵盤和鼠標(biāo)等設(shè)備進(jìn)行的交互輸入都是精確的輸入，但人們的動(dòng)作或思想等往往并不很精確，人類語(yǔ)言本身也具有高度模糊性，人們?cè)谏钪谐３Ａ?xí)慣于使用大量的非精確的信息交流。因此，在人機(jī)交互中，使計(jì)算機(jī)更好地自動(dòng)捕捉人的姿態(tài)、手勢(shì)、語(yǔ)音和上下文等信息，了解人的意圖，并做出合適的反饋