人機(jī)交互的進(jìn)展及面臨的挑戰(zhàn)(編輯修改稿)
2024-10-27 15:52 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 而指紋識別被廣泛應(yīng)用于安全、公安等部門。 隨著反恐斗爭的日顯重要，各國正在對其他人體特征進(jìn)行廣泛研究，希望盡快找到快速、準(zhǔn)確、方便、廉價的身份識別方法。 眼睛虹膜、掌紋、筆跡、步態(tài)、語音、人臉、 DNA等的人類特征研究和開發(fā)正引起政府、企業(yè)、研究單位的廣泛注意。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 38－ 38 人機(jī)交互與多媒體研究室 唇讀、人臉表情識別 唇讀、人臉表情識別是又一個人機(jī)交互技術(shù)的熱點。 唇讀將人們說話的語音和嘴唇變化的形態(tài)結(jié)合起來，以便更準(zhǔn)確地獲取人們表達(dá)的意圖、感情和愿望等。 人臉表情識別的模型和方法也在不斷改進(jìn)。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 39－ 39 人機(jī)交互與多媒體研究室 自然語言理解 自然語言理解始終是自然人機(jī)交互的最重要目標(biāo)，雖然目前在語言模型、語料庫、受限領(lǐng)域應(yīng)用等方面均有進(jìn)展外，由于它的難度（自然語言的不規(guī)范性等），自然語言理解仍是計算機(jī)科學(xué)家和語言學(xué)家的一個長項研究目標(biāo)。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 40－ 40 人機(jī)交互與多媒體研究室 多通道的整合問題 多通道的整合問題是多通道交互的一個核心研究內(nèi)容。 1995年由北京大學(xué)、杭州大學(xué)、中科院軟件所承擔(dān)的自然基金重點項目 “ 多通道用戶界面研究 ”是當(dāng)時我國最大的 HCI項目，探索了多通道用戶界面的模型、設(shè)計、實現(xiàn)、評估和應(yīng)用，取得了重要的成果。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 41－ 41 人機(jī)交互與多媒體研究室 多通道交互的標(biāo)準(zhǔn)工作 2022年 2月 W3C國際組織成立了 “ 多通道交互 ”工作小組（ Multimodal Interaction Working Group），它開發(fā) W3C新的一類支持移動設(shè)備多通道交互的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。 目前它已開展了五項標(biāo)準(zhǔn)的制訂，并已在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布不同階段的正式草稿，供補(bǔ)充、完善。 ? 多通道交互框架（ Multimodal Interaction Framework） ? 多通道交互需求（ Multimodal Interaction Requirements） ? 多通道交互用例（ Multimodal Interaction Use Cases） ? 可擴(kuò)展多通道注釋語言需求（ EMMAExtensible MultiModal Annotation language Requirements） ? 數(shù)字墨水需求（ Ink Requirements） 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 42－ 42 人機(jī)交互與多媒體研究室 2。人機(jī)交互模型和設(shè)計方法 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 43－ 43 人機(jī)交互與多媒體研究室 人機(jī)交互模型和設(shè)計方法 模型在人機(jī)交互領(lǐng)域中十分重要，用得很多，類型也很多。 一類是從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出發(fā)，討論界面在系統(tǒng)中的地位和分解，我們稱它為 “ 界面結(jié)構(gòu)模型 ” 。其典型的例子是將界面分成三部分（表示部件、對話控制、應(yīng)用接口）的 Seeheim模型。 另一類是從系統(tǒng)設(shè)計的角度來了解用戶的 “ 用戶特性模型 ” 。它分析不同用戶的特點，以提高系統(tǒng)的針對性和適應(yīng)性，增強(qiáng)界面?zhèn)€性化和提高效率。其典型例子是按照用戶對系統(tǒng)、領(lǐng)域的知識、經(jīng)驗、技能的不同，將用戶分為偶然、生疏、熟練、專家型等四類用戶。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 44－ 44 人機(jī)交互與多媒體研究室 行為模型的一種 用戶任務(wù)分析模型 GOMS 從認(rèn)知科學(xué)出發(fā)，分析用戶如何和計算機(jī)互動的“ 人機(jī)交互模型 ” ， 即行為模型 。 GOMS(Goal, Operator, Methods, Selection rule)模型 這個模型的理論基礎(chǔ)是認(rèn)知心理學(xué)家創(chuàng)立的問題解決理論 。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 45－ 45 人機(jī)交互與多媒體研究室 CPMGOMS模型 1996年美國卡內(nèi)奇 梅隆大學(xué)的 B. John 等又在GOMS模型的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提出了CPM(Cognitive Perceptual Motor)GOMS模型。 這是一個并行處理的多層次模型 ,它也稱作 “ 關(guān)鍵路徑方法 ” 。 CPMGOMS模型從人的因素處理器各個層面上提供感知、認(rèn)知和運(yùn)動的操作功能，它可以在任務(wù)的要求下進(jìn)行并行操作，可以同時執(zhí)行多個活動目標(biāo)。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 46－ 46 人機(jī)交互與多媒體研究室 以用戶為中心的設(shè)計方法 “ 以用戶為中心的設(shè)計 ” (User Centred Design, UCD)方法近年來已被國際上廣泛采用。 主要特征： 主要設(shè)計活動： ? 用戶的積極參與，對用戶及其任務(wù)要求的清楚了解 ? 在用戶和技術(shù)之間適當(dāng)分配功能 ? 反復(fù)設(shè)計解決方案 ? 多學(xué)科設(shè)計 ? 了解并確定使用背景 ? 確定用戶和組織要求 ? 提出設(shè)計解決方案 ? 根據(jù)要求評價設(shè)計 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 47－ 47 人機(jī)交互與多媒體研究室 基于劇情的設(shè)計方法 J. Carroll的 “ 基于劇情的設(shè)計方法 ” （ ScenarioBased Design）目前在具體交互設(shè)計中被廣泛使用 。 該方法從用戶的觀點詳細(xì)地給出： 由于該方法符合人的認(rèn)知過程，在較高層次上描述了用戶的意圖，又便于實現(xiàn)，因而在大量交互系統(tǒng)設(shè)計中被采用。 ? 交互過程的全部角色（人、設(shè)備、數(shù)據(jù)源、系統(tǒng)等） ? 各種場景的假設(shè) ? 劇情的描述 ? 某種形式（如用事件表來刻畫用戶動作、設(shè)備響應(yīng)、事件敘述、事件處理、動作結(jié)果等）的人機(jī)對話逐步分解 ? 其他各種條件（如：協(xié)議，同步，例外事件等） 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 48－ 48 人機(jī)交互與多媒體研究室 基于知識的概念模型 近年來采用上下文、基于知識的概念模型逐漸受人重視。 這種建模方法吸取了 “ 以用戶為中心的設(shè)計 ” 方法和 “ 基于劇情的設(shè)計方法 ” 的一些特點，期望在更高層次上建模。 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 49－ 49 人機(jī)交互與多媒體研究室 3。虛擬現(xiàn)實和三維交互 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 50－ 50 人機(jī)交互與多媒體研究室 虛擬現(xiàn)實和三維交互設(shè)備 立體眼鏡 頭盔式顯示器（ HMD） 雙目全方位監(jiān)視器（ BOOM） 墻式顯示屏的自動聲像虛擬環(huán)境（ CAVE） 三維鼠標(biāo) 三維跟蹤球 三維游戲桿 頭動位置檢測器 數(shù)據(jù)手套 數(shù)據(jù)衣服 三維顯示設(shè)備 三維輸入設(shè)備 位置跟蹤設(shè)備 人機(jī)交互與多媒體研究室 － 51－ 51 人機(jī)交互與多媒體研究室 虛擬現(xiàn)實和三維交互設(shè)備 ?三維掃描設(shè)備： 有接觸式和非接觸式、手持和固定、不同精度之分，可按不同應(yīng)用環(huán)
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