7月12日消息，下一個(gè)人機(jī)界面會(huì)是什么呢?誰將會(huì)取代鍵盤和觸控屏呢?《大西洋》(Atlantic)近日發(fā)布文章對此進(jìn)行了深度解析，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。

　　以下是文章主要內(nèi)容：

　　電腦鍵盤對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。可處理數(shù)據(jù)的機(jī)器需要比簡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。”美國國家自適應(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，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)非常快速，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)。”他說，“人類則很擅長其它的事情。對于某個(gè)場景，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。現(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)。”機(jī)器人專家、Mayfield
Robotics首席技術(shù)官Kaijen Hsiao指出。但對于其他人來說，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，我們無能為力。”沙爾克說道。

　　簡單來說，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。”

　　從實(shí)踐層面來看，對于大多數(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。

　　“然而，如果你站在很高的層面來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)問題所在，事實(shí)上該問題還可以量化。”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的錯(cuò)配啊。”

　　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。”在麻省理工學(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)。”

　　這種線索必須要成為整個(gè)流暢交互過程的一部分。舉例來說，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——在那些場景中，人類需要能夠預(yù)測機(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。“人們會(huì)在各種場合與機(jī)器人共事，他們需要知道機(jī)器人的下一步行動(dòng)。”杜克大學(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。“當(dāng)然，語音通訊的問題在于，語音識(shí)別系統(tǒng)還不夠出色。”卡明斯說道，“我不知道語音識(shí)別系統(tǒng)未來能不能達(dá)到識(shí)別語境的程度。語境可以說是對話的藝術(shù)。”

　　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)。該界面曾在很長一段時(shí)間里被認(rèn)為對于流行設(shè)備毫無價(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，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徹底改變?nèi)祟愃伎既藱C(jī)交互的方式。

　　對于開發(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潭取Q言之，你周圍的現(xiàn)實(shí)世界需要變得可見嗎?多大程度上需要變得可見?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)舉例說道，對于電話會(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。”

　　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。“在虛擬現(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)。”他認(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。”他說，“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，一系列的手勢可以用于執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)。“我對未來的HoloLens有這種愿景。”麥金泰爾說，“到那時(shí)候，我或許還會(huì)用手機(jī)或者小型平板電腦來進(jìn)行精確的交互，而當(dāng)視覺追蹤技術(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，因?yàn)橄到y(tǒng)能夠準(zhǔn)確追蹤我的手指動(dòng)作。不過，HoloLens必須要做得比現(xiàn)在出色，我想未來它會(huì)變得更好的。”

　　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。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謩莸囊馑肌！?/p>

　　另外，并不是說鍵盤特別直觀。現(xiàn)在，它們對于很多人來說或許是第二天性，但以往情況則不一樣。“想想看，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。”杜克大學(xué)的另一位機(jī)器人專家邁克爾·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)源嬖诰窒扌浴！?/p>

　　“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。”他補(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)開始解決這一問題。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。”他說，“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)。“我們已經(jīng)能夠?qū)⒋竽X信息轉(zhuǎn)化成完整的句子。”他說道，“通過觀察大腦信號，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》的一篇有關(guān)人腦侵入的深度文章中所說的，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，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。”

　　“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)超過人類迄今為止所做過的任何事情。”他補(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人機(jī)。潛在的影響簡直匪夷所思，而不只是有點(diǎn)令人毛骨悚然。“它會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越人類迄今為止借助技術(shù)對社會(huì)所做的事情。不僅僅社會(huì)將會(huì)改變，生為人類的意義也將會(huì)改變。”