浅谈人机交互的前世今生，自然交互必成未来趋势

近十几年来，人机交互的方式发生了翻天覆地的变化，从最初的“指”上谈兵，到“谈”笑风声、挤眉弄眼，甚至到后来的意念操控，人机交互的演变趋于人性化，正朝着“人机合一”的目标奔去。而唯一没有变的则是它的初心：以用户为中心。

也许有人狭隘地认为，脑电波技术已是人机交互的至高境界，但其实这也仅仅只是一个临界点罢了。我们无法预测未来人机交互的最终形态，因为技术的发展是无穷尽的，没有人知道未来的某个事件点哪个公司或哪个实验室会带来什么样的技术突破。

今天我们不对未来的人机交互做过多假设，而是好好地回首过去，记录人机交互史上的那一道道精彩的缩影。

实体按键

20世纪，由于机器和个人的生活越来越紧密，人机交互的问题，不再局限于工厂之内，个人与机器的交互研究成为了当时的重中之重。在这样的需求之下，打字机出现了，其奠定了现代键盘的基础。

很多人或许并不知道，最初的键盘是按照ABCD的顺序排列的。但由于打字机是全机械结构的，如果打字过快，容易出现卡键问题，因此Christopher Latham Sholes发明了QWERTY键盘布局，而这种布局逐在日后的发展中得到了保留，逐渐形成了现代键盘。

但是仅有键盘是不够的，随着信息科技的发展，人们所需处理的信息不单单是文字这么简单。于是一种更直观，更方便的交互方式亟需被发明。

在此情况下，鼠标应运而生，让人们感受到了自由交互的魅力。用户可以随意点击屏幕的任何地方，这在复杂的数据处理中，可以有效的提升用户的体验和效率。

虚拟键盘

之后的三十年，键盘和鼠标成为了人机交互的标配，但在移动互联潮流的冲击下，这种交互方式已经显得力不从心。随着智能手机、平板电脑、个人PC等智能产品的普及，并加速了人机交互的方式转变，由实体按键，往触控方面发展。

这一类触控交互方式，本质上还是与传统的鼠标输入、显示屏输出一样，只不过形式换了一下，用户仍旧需要有意识的地输入精准的需求，才能获得设备相应信息的反馈。

除了在屏幕操作外，在VR/MR中，虚拟键盘也成为了解决输入的主流方法。HoloLens最新公布的专利显示，其正在研究全息环境中使用虚拟手部，敲打虚拟键盘。通过精确的手部追踪和深度感知，系统可以模拟用户的动作，用户将可以在空中或在随意平面上键入文本，这就像在真正的键盘上打字一样。

手势捕捉

不管是鼠标键盘也好，还是虚拟屏幕也罢，都需要人们一板一眼的精确操作。时间长了，人们开始厌倦此种刻板的交互方式，开始向往更为自由、灵活的方式。所以大量的手势控制产品出现。

手势识别技术的发展，大约可分为两个阶段：二维手势识别以及三维手势识别。早期的手势识别识别是基于二维彩色图像的识别技术。所谓的二维彩色图像是指通过普通摄像头拍出场景后，得到二维的静态图像，然后再通过计算机图形算法进行图像中内容的识别。二维的手型识别的只能识别出几个静态的手势动作，而且这些动作必须要提前进行预设好。

相比较二维手势识别，三维手势识别增加了一个Z轴的信息，它可以识别各种手型、手势和动作。三维手势识别也是现在手势识别发展的主要方向。不过这种包含一定深度信息的手势识别，需要特别的硬件来实现，常见的有传感器、光学摄像头。

前两种在早期的手势识别技术中运用的比较多，而基于深度学习神经网络的手势识别，则是未来手势识别的趋势。这种技术可以让机器自己去提取特征，它不需要手工特征提取，强大的学习能力使得模型在复杂背景下也能取得理想效果。而且这种算法可以在一定范围内允许运动背景的存在，从而提高了识别的环境耐受力和精细度。

语音识别

伴随AI热的“辐射”，语音交互正在显著改变人机互动的方式。得益于数据和算法两大“护法”的助力，语音交互取得了一系列突破性的进展，并成为各大应用的“标配”。而语音交互所构建的智能生活将让我们的生活变的更加简单、便捷，人们不再为当前繁琐的App以及复杂的智能产品设置困扰，也不再为当前智能化下的机械式操作而纠结，语音交互带领我们进入下一个人机交互时代。

语音交互是对手和眼睛的进一步解放，全程只需要“说”和“听”。相比鼠标、键盘、遥控器乃至触屏来说，用语音来交互，成本最低。此外，在速度方面语音也有着明显的优势。世界上文字输入最快的世界纪录是每分钟212个单词，而说话速度最快的纪录则是每分钟 637 个单词。至于能够准确识别多少，目前还不乐观。

脑电波控制

在科幻电影中，我们时常会看到脑电波技术的应用。如《阿凡达》中，下身瘫痪的海军上将利用复杂的可穿戴设备收集脑电波信号，并且用这些信号操控着人造的阿凡达。虽然现有的研究成果远不能进行电影中复杂的操作，但简单的利用脑电波控制已能够实现。

实现脑电波控制的第一个步骤是收集电信号，这就需要复杂的设备和运算逻辑。目前，一些硅谷的创业公司已经把庞大的脑电波监测设备缩减成了一个头戴式耳机的大小，这种进步同PC电脑的发展有异曲同工之妙。

而当运算逻辑足够成熟时，一旦人类对自己的大脑有了更深入了解，就会自行创造出有有益的生存环境。事实上，波士顿某大学实验室内科学家已经开始利用脑电波技术+可穿戴设备，帮助患者降低心理压力，让心脏跳动变慢等等。更让人兴奋的是，脑电波技术产生的电流仅仅是安全电流的1%。

纵观人机交互的发展历程，我们可以发现其有两个进化方向：一是越来越简单的交互方式；二是更加自然的交互方式。未来那些五花八门、奇形怪状的传感器将被取而代之，而融合了AI、大数据的新一代交互方式，将变得更聪明、善解人意。

本文属VRPinea原创稿件，转载请洽：brand@vrpinea.com