未来人机交互技术的应用场景有哪些?

发布时间:2016-07-5 阅读量:1987 来源: 发布人:

人机交互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。


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人机交互在未来科技领域中有着举足轻重的作用,小编预测未来人机交互技术除了应用在当前炙手可热的VR、AR、AI等领域,还将应用在更多的其它领域。


语音识别


语音识别

能够直接与机器交谈的能力在很多领域都会具有巨大的应用潜力,如果双手可以因语音识别系统得到“解放”,开车,修理发动机,烹饪一道美餐,或者实施一台手术,这些活动都能够从中获益。


目前,语音识别技术已经被应用于呼叫路由、家庭自动化、语音拨号以及数据录入等服务。针对国际旅行者的语言对语言翻译器已经开始进入市场,大概再过几年,人们就能买到全球通用的实时翻译器了。


3D显示器

3D显示器

尽管3D电影早在90年前就已经问世,但2010年才算是真正的“3D元年”,索尼、松下和其他厂商纷纷宣布自己生产的3D电视机年内即可上市销售,将3D影像从电影院搬进客厅已是指日可待。


目前的3D电视机仍然需要观众佩戴特制的眼镜才可以收看节目。眼镜的规格大致分为主动式快门3D眼镜和偏光3D眼镜两种,并且没有通用的工业标准,由各厂商自行研制。


虽然产业界认为,近期3D电影在全球票房大卖,预示着家庭市场已经做好了迎接3D的准备,不过,普通观众是否能够忍受连续好几个小时戴着特制眼镜看电视还是个未知数。而据专家预测,无需佩戴眼镜就可收看节目的3D电视机大概还要再等10年左右才会推向市场。


视网膜显示器


视网膜显示器


视网膜显示器能够通过低强度激光或者发光二极管直接将影像投射到使用者的视网膜上,具有不遮挡视野的特点;这一概念是在20多年前提出的,但直到近些年来技术进步才让各种不同的视网膜显示变得可行。比如边发射发光二极管,其比面发射发光二极管的光输出功率大,但比激光的功率要求低,将其应用于视网膜显示器,可提供一个亮度更高而成本更低的选择,与传统显示器相比,视网膜显示器的亮度-功率比更高,能耗也会相应地大幅降低。


视网膜成像的应用前景非常广阔,比如车载平视显示器,可将重要的驾驶信息投射在汽车的前风挡玻璃上,司机平视就可以看到,从而可以提高行车安全;此外还可为执行军事任务的士兵提供最优路径和战术信息,并且在医疗手术、浸入式游戏行业也大有作为。日本兄弟公司曾在2005年的日本“爱知世博会”上展示了全球首款视网膜显示器。该公司最近宣布,计划于今年发布一款使用红光、绿光和蓝光激光二极管的商用视网膜成像显示器。


地理空间跟踪


地理空间跟踪


地理空间跟踪的应用潜力才刚刚开始展现,在未来几年中有望取得巨大的技术进步。智能手机配备的全球定位系统、定向仪和加速度计可以提供足够多的信息,来帮助使用者确定大概地点和方向,而技术的改进将有可能使跟踪的精度提高到误差不超出1毫米。


很多针对手机开发的现实增强应用,如基于位置的营销、旅游帮助和社交网络等,都使用了地理空间数据,可以提供基于使用者所处方位的关联信息。在未来几年内,随着跟踪定位精度进一步提高以及无线网络进一步提速,这块市场将会大幅增长。


眼动跟踪


眼动跟踪


眼动跟踪的基本工作原理是利用图像处理技术,使用能锁定眼睛的特殊摄像机连续地记录视线变化,追踪视觉注视频率以及注视持续时间长短,并根据这些信息来分析被跟踪者。


越来越多的门户网站和广告商开始追捧眼动跟踪技术,他们可以根据跟踪结果了解用户的浏览习惯,合理安排网页的布局特别是广告的位置,以期达到更好的投放效果。德国Eye Square公司发明的遥控眼动跟踪仪,可摆放在电脑屏幕前或者镶嵌在屏幕上,借助红外技术和样本识别软件的帮助,就能记录用户视线目光的转移。该眼动跟踪仪已在广告、网站、产品目录、杂志效用测试和模拟研究领域进行了应用。


由于眼动跟踪能够代替键盘输入、鼠标移动的功能,科学家据此研发出了可供残疾人使用的计算机,使用者只需将目光聚集在屏幕的特定区域,就能选择邮件或者指令。未来的可穿戴式电脑也可以借助眼动跟踪技术,更加方便地完成输入操作。


电触觉刺激


电触觉刺激

通过电刺激实现触觉再现,可以让盲人“看见”周围的世界,英国国防部已经推出了一款名为BrainPort的先进仪器,这种装置能够帮助失明者用舌头来获知环境信息。


BrainPort配有一副装有摄像机的眼镜,一根由细细电线连接的“棒棒糖”式塑料感应器和一部手机大小的控制器。控制器会将拍摄到的黑白影像变成电子脉冲,传到盲人使用者口含的感应器之中,脉冲信号刺激舌头表面的神经,并由感应器上的电极传到大脑,大脑就会将感知到的刺激转化成一幅低像素的图像,从而让盲人清楚地“看到”各种物体的线条及形状。该装置的首个试用者、失明的英国士兵克雷格·卢德伯格现在已经能够在不靠外力辅助的情况下独立行走,进行正常阅读,并且他还成为了英格兰国家盲人足球队的一员。


从理论上来说,指尖或者身体的其他部位也能够像舌头一样被用来实现触觉再现,并且随着技术进步,大脑所感知到的图像的清晰度将大幅提高。在将来,还可经由可见光谱之外的脉冲信号来刺激大脑形成图像,从而产生很多新奇的可能,比如应用在可见度极低的海域使用的水肺潜水装置。


仿生隐形眼镜


仿生隐形眼镜


数十年来,隐形眼镜一直是一种用于矫正视力的工具,而现在,科学家希望将电路集成在镜片上,打造出功能更强大的超级隐形眼镜,它既可以让佩戴者拥有将远处物体“拉近放大”的超级视力,显示出全息图像和各种立体影像,甚至还可以取代电脑屏幕,让人们随时享受无线上网的乐趣。


美国华盛顿大学电子工程系的科学家们就利用自组装技术,使纳米大小的细粉状金属成分在聚合体镜片上“自我装配”成微电路,成功地将电子电路与人造晶体结合在一起。该项目负责人巴巴克·帕维兹称,仿生隐形眼镜使用了现实增强技术,可以让虚拟图像同人的视野所及之处的真实景象相叠加,这将完全改变人与人之间、人与周围环境互动的方式。一旦最后设计成功,它可以把远处的物体放大到眼前,可以让电游玩家仿佛亲身进入到虚拟的“游戏世界”中,也可以让使用者通过只有自己能看到的“虚拟屏幕”无线上网。


动作识别


动作识别


动作识别是一项正在发展中的技术,在很多方面都可得到应用,如可穿戴式计算机、隐身技术、浸入式游戏以及情感计算(一种可对人类的情感进行侦测、分类、组织和回应的系统或应用,可以帮助使用者获得高效而又亲切的感觉)等。过去大部分动作识别系统重点分析的是脸部和手部的动作,不过现在,研发人员也开始将关注点转移到身体姿势、步态和其他行为举止上来。


触摸式显示屏


触摸式显示屏


触摸式显示屏在很多领域已经被广泛应用,最为人熟知的就是安装在机场或者商场的Kiosk自助服务设备,游客或购物者通过手动触摸屏幕,就可以查询相关信息,办理登机手续,甚至购买报纸。


2007年,微软公司推出了“桌面”(Surface)计算机,带来了全新的触摸式人机交互模式。这款酷似咖啡桌桌面的平板电脑完全摒弃了鼠标和键盘,通过声音、笔或者触摸就可以完成编辑、浏览图片或者直接订餐等操作。其显示屏隐藏在硬塑料板底下,依靠一套摄像机系统捕捉人发出的指令动作,然后进行分析、理解并加以执行。更令人称奇的是,只要将手机、播放器等物品放到其表面,电脑就能自动识别并进行文件传输。由于“桌面”计算机的屏幕可以分割,并且使用了多点触控技术,可方便多达10个用户同时使用。


柔性显示屏


柔性显示屏


超薄、超轻的柔性显示屏已经走出实验室,很快就会进入市场“打江山”。很多评论人士认为,使用能够随意折叠卷曲的柔性显示屏制造的电子书就是未来的纸张。


目前电子书阅读器的柔性显示屏有多种类型,其中包括可以主动发光但却会给读者的眼睛带来刺激和伤害的有机发光二极管(LOED)显示屏、需要使用背景光的液晶显示屏(LCD)、以及用在亚马逊Kindle电子书阅读器上的由美国E-Ink公司利用电泳显示技术制造的电子纸。不同的显示技术之间各有优劣,因而拥有不同的应用市场,比如,LOED显示屏的刷新率更快,而E-Ink公司的电子纸则更加节能。在将来,报纸、杂志甚至服装、墙面都可以变成显示屏,向我们展示一幅幅动态画面。


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