下一個人機界面會是什么?誰將會取代鍵盤和觸控屏?《大西洋》(Atlantic)近日發(fā)布文章對此進行了深度解析，稱計算機的問題在于，它仍然是人類與他們想要做的事情之間的中介者，增強現實未來或許可以將計算機剔除在外，產生下一個重要的界面。不過，有的專家還有要激進得多的想法：開發(fā)界面來支持大腦與計算機之間的直接通訊。
以下是文章主要內容：
電腦鍵盤對于正在使用它的人來說并不顯眼。它設計得為人所感知，產生的聲音被人聽見，但大多時候它的存在都不會引起注意。一旦你習慣使用它了，你通常都不會將注意力放在你所按的按鍵或者那些按鍵所產生的咔嗒聲上。相反，你是沉浸于電腦屏幕上出現的東西。
從這方面來看，技術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)境產生關聯。最早期，當人類能利用身體來完成工作時，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，機器變得能夠處理越來越復雜的體力勞動，而人類仍要承擔大部分的信息處理工作。在上一世紀，這一點發(fā)生了巨大的變化。
由于計算機能夠處理諸如密碼破譯、復雜運算的任務，該平衡發(fā)生了變化�？商幚頂祿臋C器需要比簡單的杠桿或者車輪復雜得多的界面。不過，同樣的在信息任務上帶來全新人機協作方式的界面也會受到其自身設計的制約。
信息處理問題
“這催生了信息處理問題。”美國國家自適應神經技術中心副主任格文·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，當中還有某樣東西——它就是計算機。”
在沙爾克看來，問題在于，人類和計算機能夠做的事情要遠遠多于橫在二者之間的界面允許他們做的事情。
“計算機非�？焖�，它們非常先進，它們能夠在剎那之間處理海量復雜的數據�！彼f，“人類則很擅長其它的事情。對于某個嘲，他們能夠一眼就看出正在發(fā)生什么事情。他們能夠建立起復雜的關系�，F在出現的問題是通訊問題。所以根本性的問題在于，極其強大復雜的人類要如何與日益復雜能干的環(huán)境進行交互?機器人非常復雜，計算機非常復雜，我們的手機也非常復雜�！�
在技術史的當前階段，界面設計的目的是使得計算機能夠在人類感知運動系統(tǒng)的界限內做舊能多的事情。鑒于眾人使用電腦的目的，這一安排非常合理。大多時候，人們是用電腦來瀏覽資訊，編寫文本，或者看照片視頻�！熬湍且稽c而言，鍵盤和鼠標——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。”機器人專家、Mayfield Robotics首席技術官Kaijen Hsiao指出。但對于其他人來說，傳統(tǒng)的界面其實并不足夠。
“如果我想要給計算機解釋我大腦中的某個復雜的計劃、意圖或者看法，我們無能為力�！鄙碃柨苏f道。
簡單來說，這是一個比人際溝通更有挑戰(zhàn)性的溝通問題——它本身就很復雜，且有多面性。人際溝通中通常都會伴隨某種程度的語言轉換。而與機器溝通所需的額外步驟則極其麻煩。
“當你試圖向計算機或者機器人解釋同一件事情時，你得將大腦中的鮮活意象轉化成符合語法和語義學的語言，這一過程已經喪失了很多的鮮活性和語境�！鄙碃柨苏f道，“之后，你將那些語言轉化成手指運動，通過計算機鍵盤輸入那些句子。認真想想，你就知道這有多荒謬�！�
從實踐層面來看，對于大多數人說，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)境的交互已經變得有多可悲，你就能發(fā)現問題所在，事實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設備傳輸信息的最快速度。每秒50拍可以說遠遠不夠，簡直是可悲。想想計算機和大腦每秒鐘能夠內部處理多少GB的數據，就知道這是何等量級的錯配啊�！�
微妙的通訊形式
隨著機器變得越來越先進，這種錯配會變得愈發(fā)明顯。數位機器人專家稱，要是沒能改進現有的界面，那么人類最終將無法在機器學習、人工智能等領域取得進展�！半S著語音識別、自然語言處理、臉部識別等技術變得越來越出色，我們與機器的通訊應當能夠超越屏幕，包含部分我們用來與其他人互動的較為微妙的通訊形式�！痹诼槭±砉W院研究人機交互的凱特·達林(Kate Darling)指出，“如果我們希望機器能夠模擬人類的情感狀態(tài)，那么讓它通過音調、活動及其它線索表達出來，它的能力就會得到更加完整的表現�！�
這種線索必須要成為整個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室與醫(yī)生共事的機器人打造微妙的通訊形式——在那些嘲中，人類需要能夠預測機器人要做什么，同時還得將注意力集中在他們自己在做的事情上。“人們會在各種場合與機器人共事，他們需要知道機器人的下一步行動。”杜克大學機器人實驗室主任米西·卡明斯(Missy Cummings)指出，“跟其他人一塊時，我們會利用我們的周邊視覺來觀察他們的細微動作，從而推斷出他們的行動，而機器人則不能像人類那樣流暢行動。因此，我們必須要知道該如何理解更加細微的交互，比如通過結合利用光和聲。”
在一些嘲中，如人在駕駛，需要注意路況的時候，語音通訊仍然是最好的交互界面�！爱斎唬Z音通訊的問題在于，語音識別系統(tǒng)還不夠出色�！笨魉拐f道，“我不知道語音識別系統(tǒng)未來能不能達到識別語境的程度。語境可以說是對話的藝術�！�
目前已經有公司在大力改進基于語音的界面，像Siri這樣的數字助手和像亞馬遜Echo這樣的智能設備將會在人們的日常生活中扮演越來越重要的角色。與此同時，其它的中介型界面也很可能將迎來改進。
增強現實和虛擬現實
觸控屏在某種程度上已經獲得了改進。該界面曾在很長一段時間里被認為對于流行設備毫無價值，因為該技術不夠出色�！坝|控屏按鈕?”2007年iPhone推出時有人在Engadget網站上評論道，“壞主意，這玩意永遠都會行不通�！�(沙爾克認為iPhone是人機交互“意義深遠的進步”，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、手寫數字轉換器、運動控制等等——都還沒真正實現騰飛。
很多技術專家認為，增強現實和虛擬現實的興起將會產生下一個重要的界面。但有數位工程師和學者指出，這樣的躍進將需要目前還未出現的技術進步。
一方面，時下 的混合現實平臺在實時繪制用戶所在的現實世界方面都不夠 。也就是說，該類系統(tǒng)便于將網頁或者其它的虛擬元素投射到你所在房間的墻壁上，但它們還遠未能夠做些足夠革命性的事情來徹底改變人類思考人機交互的方式。
對于開發(fā)者來說，這些系統(tǒng)的關鍵問題之一在于，理解非虛擬世界在不同時候對人類的重要程度。換言之，你周圍的現實世界需要變得可見嗎?多大程度上需要變得可見?喬治亞理工學院交互式計算教授布萊爾·麥金泰爾(Blair MacIntyre)舉例說道，對于電話會議，使用增強現實要比虛擬現實好得多�！澳憧隙ú恢皇窍胍娫挄h的虛擬現實版本，因為我可能需要看看我的筆記，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“喝破問題”，即你在玩視頻游戲時會需要停下來喝口破。“在虛擬現實中，那不容易做到�！彼f，“但在增強現實中，那就好辦點。”他認為，最終，增強現實將能夠追蹤較小的物體，擴增現實世界中較小的東西，這會使得它的應用程序和界面變得更加先進。顯示屏將會變得更加清晰。例如，在機場查看航班信息，會意味著利用混合現實來在你眼前查閱信息，而不是通過智能手機查找相關信息，也不是在機場中尋找實體的展示板。
“但我覺得我們仍需要鍵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?因為到你看到手指輸入所產生的視覺反饋或者聽到聽覺反饋時，你還會有意識地控制手的輸入動作�！�
他說，未來，對于智能手機用戶而言已經標準化的操作動作最終可能會應用于增強現實當中。對于這種界面，很多人都會聯想到科幻電影《少數派報告》(Minority Report)。在該電影中，一系列的手勢可以用于執(zhí)行復雜的計算任務�！拔覍ξ磥淼腍oloLens有這種愿景�！丙溄鹛栒f，“到那時候，我或許還會用手機或者小型平板電腦來進行 的交互，而當視覺追蹤技術變得足夠出色的時候，我就可以在空中做出縮放或者拖動旋轉手勢，因為系統(tǒng)能夠準確追蹤我的手指動作。不過，HoloLens必須要做得比現在出色，我想未來它會變得更好的。”
計算機的問題
不過，更好的界面不僅僅要在技術上具有可行性。它們還要能夠取悅用戶。這或許是iPhone最大的成就之一;該設備本身外觀時尚漂亮，人們喜歡與之交互。出色的設計讓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，當基于手勢的界面不是很直觀的時候，有一整個研究社區(qū)致力于對其進行改良。杜克大學的機器人專家卡明斯認為，這不一定是好事。她說，人類習慣于將手勢當做是強調某事的方式，但除了需要打手語的人之外，“我們實際上有多經常使用手勢呢?”她補充道，“那種方式實際上增加了你的心理工作負荷，因為你必須要記住所有不同手勢的意思�！�
另外，并不是說鍵盤特別直觀�，F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�！跋胂肟矗幢闶乾F在，你是在使用水平的指向設備，鼠標與屏幕是呈垂直關系�！倍趴舜髮W的另一位機器人專家邁克爾·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，你都會覆蓋它的一部分。盡管這些界面都變得更好了，但它們仍存在局限性�！�
“計算機的問題在于，它仍然是人類與他們想要做的事情之間的中介者。”他補充道。
人機直接通訊
我們具體要如何將計算機剔除在外呢?一旦在技術上達成特定的里程碑，增強現實就會開始解決這一問題。但相比之下，還有要激進得多的想法。在沙爾克位于紐約奧爾巴尼的實驗室，科學家們正致力于開發(fā)界面來支持大腦與計算機之間的直接通訊。他們的主要挑戰(zhàn)之一是，開發(fā)更好的方式來實時估量大腦在做什么，以理解這背后的含義。沙爾克和他的同事已經證明，從大腦活動推知意義理論上是可能的，這一想法對于人機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算機直接交互，繞過你的感知運動系統(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直接訪問�！彼f，“你可以完全消除這種通訊瓶頸，在技術和大腦之間打造一種共生關系�！�
我們有理由相信這終有一天有可能會實現�！拔覀円呀浤軌驅⒋竽X信息轉化成完整的句子�！彼f道，“通過觀察大腦信號，我們可以分辨你是在說某個詞，還是在想象說某個詞。這并非科幻小說。這是已經刊登的、且經過同行評議的論文�！�
然而，如果有某種新界面不久之后改變我們與機器通訊的方式，那它不大可能會是直接的人機連接。目前，沙爾克和他的同事在研究因為臨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。正如丹尼爾·恩貝(Daniel Engber)今年早些時候在《連線》的一篇有關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，有更好的技術出現，使得大腦活動的精密測量無需侵入體內的大腦植入物。他說，這如果發(fā)生的話，“那我們將非常接近于顛覆整個世界。”
“如果你能夠實現那一點，那它所產生的影響將會遠遠超過人類迄今為止所做過的任何事情�！彼a充道。你只需要想一想就能讓計算機執(zhí)行你的指令。你只需要用你的意愿就能控制一群無人機。潛在的影響簡直匪夷所思，而不只是有點令人毛骨悚然。“它會遠遠超越人類迄今為止借助技術對社會所做的事情。不僅僅社會將會改變，生為人類的意義也將會改變。”
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