導語：如何才能寫好一篇人機交互，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

“以前我們說鼠標加水泥等于新經濟加傳統經濟，現在鼠標已經不是新經濟，手機的輸入方式已經是手勢、語音甚至圖像。”百度CEO李彥宏說，去年一年語音識別的準確率提升比此前15年提升的總和還要多。智能手機的普及也使得這方面的需求大大激發。

2011年10月4日，iPhone4S對外，讓用戶感到新奇的是，智能語音助手Siri被成功植入iPhone4S之中。Siri的橫空出世，在全球引發了語音熱潮，各類語音助手幾乎成為智能手機的必備應用。

相比早期的語音控制系統，Siri將iPhone變成了一個智能機器人，用戶對著手機說話，不僅可以讓手機讀短信和撥號，甚至能夠查詢天氣、餐廳位置、航班等以往不可想象的功能。在Siri身上，人們看到了語音成為手機實用交互方式的可能，而不像以前只能通過鍵盤或手寫輸入文字來傳遞信息。

除了手機內自帶的語音助手，不少第三方語音助手應用也如雨后春筍般涌現，譬如訊飛語點、百度語音助手、搜狗語音助手、蟲洞語音助手、智能360語音助手等。這些語音助手的功能也越來越強，不僅可以通過語音搜索內容、查詢信息，還可以聊天解悶、講故事、唱歌。

最近中關村在線手機事業部針對手機語音功能現狀進行了一項調查，結果顯示，67.68%的受訪者表示使用過語音助手軟件，這足以證明手機語音助手類應用的市場熱度。

不單單是手機，語音技術也逐步應用于PC、平板電腦、家電、車載、玩具、手表、眼鏡等智能終端，以及教育、電信、金融、保險、客服等領域。在2013年英特爾信息技術峰會（IDF）上，英特爾“感知計算”概念的提出，意在建立起一個新的人機交互框架，掀起“重塑PC”的革命，而語音識別就是感知計算的一部分。

實際上，“聽話”的瀏覽器離我們并不遙遠。Google Chrome瀏覽器已經開始嘗試支持聲控命令，或許要不了多久，我們就能通過聲控瀏覽器完成瀏覽網頁、發送郵件等。比如，你可以通過“暗一點”“亮一點”“字體大一號”等語音命令來控制瀏覽器。

結合地圖系統和智能語音識別的打車軟件一經面世便得到消費者的廣泛關注。曾在北上廣風靡的打車叫車軟件“嘀嘀打車”，前不久正式進入武漢運營。據了解，“嘀嘀打車”軟件在武漢市場試運行的14天時間里，召車成功率達88%，遠遠超過武漢官方叫車平臺“電召”的48.5%。

4月10日～12日，第一屆中國電子信息博覽會在深圳舉行。由工業和信息化部指導，19家單位聯合發起成立的中國語音產業聯盟組團參展，將神奇的智能語音體驗帶到了現場，全面展示了智能語音技術在移動互聯網、教育、智能電視、車載終端、玩具等方面的新產品、新應用。

清華大學吳及副教授表示，通過技術上的不斷優化和完善，快則一兩年，慢則三五年，語音識別技術會成為人機交互的重要組成部分。未來最可能還是混合的交互方式，語音成為主流交互方式之一，因為不同的場景、用戶需要和用戶習慣，都會造成選擇交互方式的多元化。

智能語音爆發

世界銀行去年報告稱，全球手機數量已經從2000年不到10億部，增長到現在的60億部，其中近50億部都在發展中國家。世界銀行估計，到2015年，世界上將有人口75億，而手機將達到近90億部。

市場調查機構策略分析公司Strategy Analytics公布的調查結果顯示，自智能手機1996年面世以來，截至2012年第三季度，全球智能手機用戶數量突破10億部。也就是說，現在全球七分之一的人擁有某種智能手機。Strategy Analytics預測，全球智能手機用戶數量最遲將于2015年突破20億大關，2013年，僅僅Android用戶就將超過10億人。這是因為智能手機市場還存在著巨大的增長潛力，尤其是在中國、印度和非洲國家市場。

艾媒咨詢（iiMedia Research）分析認為，隨著智能手機價格平民化以及運營商、渠道商、手機廠商對智能手機市場不遺余力地推廣，使得使用智能手機開始成為一種大眾潮流，大批非智能手機用戶轉化為智能手機用戶。預計到2013年年底，中國市場智能手機用戶規模將突破5億。

在智能手機市場，以智能語音技術軟件應用平均收入為5元/臺計算，2013年中國智能語音市場應用規模可達25億元，2015年全球智能語音市場應用規模可達100億元。

中國互聯網絡信息中心CNNIC調查顯示，截至 2012 年 12 月底，我國手機網民達到 4.2 億戶，占網民比例由上年的 69.3% 升至 74.5%。目前中國已經成為繼美國之后全球第二大移動應用市場，擁有 50 多家應用商店，最大的應用平臺中應用數量已經達到 70 多萬，下載量超過 90 億次。

借助開放平臺和應用商店模式的助推，移動互聯網分布在音樂、電商、游戲、搜索等領域的產業價值趨于明顯。2012年，iOS 平臺上共有超過73萬款應用上線，中國移動MM平臺上應用接近15萬。

另外，2012年微信用戶數突破2億，對傳統的話音、短信業務形成強烈沖擊。據估計，到2015年我國移動互聯網市場規模將達到4296億元，活躍用戶將超過8億。

近幾年，移動互聯網的大規模爆發，作為主要載體的智能手機在鍵盤輸入和手寫輸入方面非常不方便，這為語音識別技術的應用提供了巨大空間。

一款由云知聲研發的微信語音輸入插件，只需對著手機說話就可以快速發短信了，每分鐘可以輸入100字。自今年2月推出后，以精準的識別性能和全新的交互體驗，受到廣大用戶的追捧，一周即登頂App Store首位，使用該應用軟件的用戶接近100萬，開啟三十次以上的每天有幾萬人。

云知聲創始人兼CEO梁家恩表示，語言是人類交流中最重要、最自然的方式，所以語音技術的普及將引起人機交互方面最深刻的革命。這是一種更高效的人機交互方式，極大地提高了效率，同時降低了用戶信息獲取的難度和門檻。最直接的例子是，我想跟朋友說今晚約會地點。傳統的手機交互方式是，需要點擊手機菜單，選擇新建信息，輸系人，手指輸入文字內容，發送……而通過語音助手，我們只需按下Home鍵或者線控上的按鍵，然后直接說“發短信給xx，今晚我們在xxx見面”即可。

在車載環境下，用戶的注意力主要集中在于駕駛，人與車的交互必須在不影響駕駛的前提條件下進行，而語音識別技術提供了安全便捷的交互方式，用戶只需動口，就可以滿足在行車過程中的相關需求。說出“想回家”，汽車會根據你家的位置設定好最佳路線，并開始導航。說出“加油站”，幾公里范圍內的加油站將逐一由車載語音系統播報出來。

2013年配備語音交互的汽車出貨量將達到300萬輛，技術授權30～50元/輛，技術授權年度市場容量將超過1億，預計到2016年配備語音交互的汽車出貨量將達到1500萬輛，存量接近3000萬輛；車載增值服務滲透率逐步提高到30%～35%，年度市場容量將達到10億。

無論是Google已推廣上市的“Google Glass”，還是百度正在研制的“Baidu Eye”，都將語音操控作為人機溝通的重要手段，拍照、打電話、錄像，你只需說出你的需求，它就在你眼前展現出想要的結果。智能眼鏡、智能手環、智能手表、智能項鏈，這些物聯網時代的智能化設備，最大限度地利用了語音控制技術，它將讓未來的生活變得如夢如幻。

很多小朋友想擁有一個會說話的玩具，就像喜劇電影《泰迪熊》里面的TED一樣。如今，市場上已經出現了智能語音玩具，按照預定程序執行人的語音指令，如背詩、唱歌、翻跟頭、跳舞等。

發端于上世紀50年代的語音技術，經歷了多次潮起潮落，這次是真正的變革，還是又一輪泡沫？吳及告訴記者，“這次的興起與過去不太一樣，超過以往任何一次的高度，商業化應用的規模，普通民眾的接受和認可程度，都遠遠超過了以往。”

對于語音產業爆發的原因，吳及有著自己的思考：一是移動互聯網的發展，使手機成為重要的客戶端，現在手機數量已經遠遠超過PC和筆記本，導致越來越多的交互行為通過手機來完成。蘋果ios、安卓等智能手機操作系統推出后，手機應用和手機交互逐漸增多，但在手機上靠傳統的鍵盤輸入很不方便，手寫又太慢，而使用語音輸入很方便，這樣用戶的需求就被激發了。

二是隨著移動互聯網和云計算的發展，語音識別不需要在本機做了，可以在云端做。這樣資源條件大為放松，對語音識別引擎不需要非常嚴格地限制了。此外，用戶的語音數據可以存放在云端，就能有大量的真實數據用于模型訓練，語音識別性能得到了迅速地提高，識別率可以達到85%～90%以上，這就達到了用戶使用的最低門檻。

三是語音識別技術一直在進步，最近十年也不斷有新的突破，例如聲學模型的鑒別力訓練和近年來非常熱的深度神經網絡。

爭搶語音電視

引入語音識別和語音合成技術的智能語音電視不僅能聽懂用戶說話并作出反應，而且還能說話。用戶憑借語音指令可以輕松完成音量調節、換臺操作、電視節目查詢、網絡瀏覽搜索、文字輸入等服務，還可以提供天氣、股票、航班、熱點新聞等信息，讓用戶“所說即所得”。

5月7日，樂視超級電視在五棵松萬事達中心全球首發，吸引了眾多與會者參與。與之前其他的電視類產品不同，樂視超級電視集硬件、軟件和內容完美結合，是一款真正意義上的互聯網電視，同時具有超高的性價比。

在電視、上網功能完美結合的同時，樂視還集成了目前最先進的智能語音交互技術，用戶通過帶有麥克風的遙控器，就可以輕松自然地實現操控、輸入、搜索等功能。而該項技術由云知聲提供。從現場的演示效果來看，語音識別準確度和識別效率方面都具有很高的水準。

在樂視網董事長兼CEO賈躍亭看來，“‘超級電視’是這個星球上有史以來最強大的硬件怪獸。”賈躍亭的底氣來自于其合作伙伴，聯合全球最頂尖面板供應商夏普、全球最頂尖的智能芯片商美國高通公司、全球最頂尖硬件制造商富士康和播控平臺合作方CNTV；而更大的底氣則是“超級電視”的高性價比，60英寸X60是超級電視的旗艦型產品，售價僅6999元，要比市場上的價格便宜一半多，同時推出的普及型產品S40售價1999元。

樂視推出的超級電視是否能如其所言“顛覆”傳統電視呢？業內都在拭目以待。作為互聯網企業敢于殺入目前似乎固若金湯的電視行業，這也說明智能電視已成為互聯網企業覬覦的獵物。不只是樂視，阿里巴巴、PPTV、小米等也推出了機頂盒產品，而在此布局更早的谷歌、蘋果早已“襲擊”了電視。

為了適應智能交互方式的發展潮流，早在去年，國內六大電視廠商長虹、海信、康佳、海爾、TCL、創維等企業紛紛推出可以語音控制的智能電視。為了在智能電視市場先人一步，2012年2月16日，就在大家都還沉寂在新年余味的時候，長虹聯合語音技術公司科大訊飛率先30多款Ciri語音智能電視新品，最高售價近7000元。隨后，其他彩電企業也迅速跟進，推出具有語音識別功能的智能電視或云電視。

需要注意的是，國內彩電企業在半導體、智能語音等方面都缺乏技術儲備，只能拉入第三方語音企業作為外援提供技術支持。業內人士認為，進行語音技術和人員儲備是彩電企業的當務之急。

而科大訊飛的盈利模式也有許多尷尬。眾彩電廠商和科大訊飛均是“一錘子買賣”，即一次性購買語音軟件或芯片，前者推出的所有應用皆為免費，只是智能產品本身的售價有一定幅度提高。

據預測，2013年智能電視出貨量將達到1500萬臺，2016年智能電視出貨總量將超過4000萬臺，智能電視存量將超過1億，年度市場規模將超過13億。未來，在每個家庭網絡上的電器設備，都可以被人們的語音控制。

語音數據金礦

智能語音技術應用非常廣泛，不單單是前面提到的手機、電視、玩具、汽車等領域，也包括即將興起的智能客服、智能訂單、智能營銷等智能語音服務。

隨著互聯網的發展，許多企業客服放到互聯網上了，比如QQ、微信、旺旺，現在都是鍵盤交互，以后可以通過語音交互，減少人工客服成本。這些與語音工具進行實時對話的應用，屬于在線應用（B2C）。

另一個非常重要的應用領域是離線應用（B2B）。離線應用是通過與大數據技術的結合，對海量語音數據進行處理、挖掘和分析，開發和利用其中的價值。

語音數據也是大數據，比如呼叫中心，每天的電話數據非常驚人，隨著中國人口紅利的消失，呼叫中心的智能化日益迫切。據 Ascent Group 2010年IVR研究報告，2016年電信、金融、電力等重點行業呼叫中心市場規模預計達到30萬線以上。此外，中國移動的一個省級呼叫中心，一天的數據就有上萬小時；還有電視、廣播、互聯網等媒體上大量的語音數據。

“這些數據如果不能被有效處理，就無法被應用，只能被閑置，實際上可以利用語音識別技術將這些數據轉化成文字等符號性表示，然后再被挖掘、檢索和利用。”吳及說。

他進一步指出，離線應用比在線應用確定性更強，由于面向海量數據，只能選擇語音識別技術，使用人工轉寫，時間和人力成本太高了。

據了解，清華大學電子工程系多媒體信號與智能信息處理實驗室已經在與科大訊飛合作，研究、開發、應用離線技術，語音識別準確率達到了80%以上。今年將在中國移動的一些分公司進行推廣。

離線應用有兩方面價值，一是監控客服質量，提高企業服務水平。二是語音分析，通過語音識別和數據挖掘技術，可以更全面地了解實際情況，從而幫助決策層和管理層進行科學研判和趨勢預測。

此外，公共安全和政府等行業客戶對信息資源的深入開發利用也有著迫切的需要，并對基于文本及語音分析處理、數據挖掘等技術的海量信息智能分析與處理軟件平臺的開發有著明確需求。具體應用是，從大量錄音數據中自動快速找出指定關鍵字的語音，從而得到公安或其他政府部門需要的信息，用于做出及時正確判斷和決策。據不完全統計，此項應用在政府部門的市場總量將在6億元以上，但此項業務的門檻和公關成本很高。

誰主沉浮？

幾年前，語音行業不景氣，從事語音技術研究的多以學術界為主，這使得國內的語音核心技術一直掌握在清華大學、中科院聲學所、中科院自動化所、中國科技大學等幾家單位，同時也導致語音行業的人才很稀缺。

從2008年開始，伴隨移動互聯網的大發展，語音識別產業才真正興起。谷歌于2008年在美國了英文語音搜索服務Voice Search，應用于Android、諾基亞S60、黑莓、iPhone等多個系列的手機。2009年，Google在全球范圍正式了谷歌中文語音搜索。

2009年蘋果收購Siri，并于2012年推出中文版Siri，大受用戶歡迎，掀起智能語音熱潮。

在中國，最早從事語音識別產業化應用的企業是科大訊飛（1999年成立）、捷通華聲（2000年成立），這兩家企業剛開始都專注于語音合成技術的研發（把文字轉化成聲音，比如機場、火車站聽到的播報）。2008年科大訊飛成為上市公司后，開始研發語音識別技術。2010年了語音云平臺，宣告移動互聯網語音聽寫時代到來。

作為語音行業的龍頭企業，短短幾年時間，科大訊飛的市值從2008年剛上市的34億，已經增長到超過200億，讓人瞠目結舌。目前，科大訊飛是中國最大的智能語音技術提供商，也是我國惟一以語音技術為產業化方向的“國家863計劃成果產業化基地”。

依托于中科院聲學所的捷通華聲，成立時間基本和科大訊飛相當，在之前相當長一段時間內，也和科大訊飛旗鼓相當，但最終的結果是科大訊飛發展起來并成功上市，而它則相對平淡。

近年來，科大訊飛攻城略地，繼牽手中移動、中聯通后，5月27日公告稱，已與中國電信簽訂三年期的戰略協議，共同推進智能語音產業。科大訊飛官網顯示，其智能語音技術占有中文語音技術市場70%以上份額。

有觀點認為，盡管牽手三大運營商，但科大訊飛仍前景難料。在與中移動合作后，雙方至今未推出“殺手級”業務。雙方合作的“靈犀”語音助手將被融合到飛信中，但在微信的沖擊下，飛信的前景渺茫。電信分析師付亮稱，牽手科大訊飛，不會解決微信對運營商的沖擊，因為科大訊飛的模式跟微信相似。

Google語音搜索和蘋果Siri的成功，也讓國內語音市場迅速升溫，國內互聯網企業紛紛涉足。例如百度、騰訊、搜狗、阿里，還涌現了許多創業公司：云知聲、靈聲科技、智能360、蟲洞、蘇州思必馳、普強信息等。

國內語音產業分為兩類，一類是獨立的語音公司，以科大訊飛、云知聲、靈聲科技為代表；一類是互聯網巨頭公司，以百度、騰訊、搜狗為代表。

“智能語音已經進入到產業化層面，最近5年的產業發展速度超過了過去50年，并且跟以往主要靠技術推動有很大差異。”吳及說。

眾所周知，智能語音行業的技術門檻非常高，特別是語音識別技術，被成為“皇冠”。衡量一家語音公司的技術水平如何，首先要看它是否能提供高性能的語音識別產品，其次要看是否了語音云平臺。

國內互聯網公司里，百度做得最早也最好，2010年就成立了語音部門，并招兵買馬引進國內外人才，專注于互聯網模式下的語音識別技術，并號稱是國內首個把深度神經網絡技術（DNN）運用到語音識別產品的公司。李彥宏今年三月接受采訪時說，現在語音識別的準確率能做到92%，兩三年內可以做到98%。

騰訊和阿里的語音技術雖然還欠火候，但這兩個公司有微信、QQ和淘寶旺旺，擁有相當大的用戶群，這些用戶群對語音技術需求旺盛，市場潛力很大。

獨立的語音公司中，科大訊飛目前是“龍頭老大”，但也面臨幾家新銳公司的圍追堵截。特別是云知聲，沖擊力和競爭力極強，剛成立一年，語音技術已經可以和訊飛相媲美，語音識別準確率達到94%以上，僅用九個月就對外了語音云，并且向所有開發者提供完全開放、永久免費的語音識別服務，讓業界直呼“黑馬”來了，但發展平臺與訊飛差距較大，商用上也不及訊飛多年的積累。

吳及表示，從國際上看，智能語音產業表現為一專多大，即一個專業公司Nuance和幾個大的IT公司，Google、微軟、IBM、蘋果等。目前，國內的產業格局也基本相似，一個專業公司科大訊飛，其他幾個互聯網公司，如百度、騰訊、搜狗等。

占領制高點

隨著國內手機和平板銷量的爆炸式增長，國外企業開始覬覦這片市場，紛紛進駐國內。海通證券研報指出，盡管目前智能語音產業規模較小，但在未來5年內行業年復合增長率有望超過25%。

背后支撐蘋果Siri語音識別技術、占據全球2/3市場份額的國際語音服務巨頭Nuance，正在拓展中國語音市場。據媒體報道，日前，Nuance與開心網正在就未來的“戰略級產品”進行深入探討。作為全球語音識別技術的領軍企業，Nuance觸角由醫療、電信廣泛延伸至汽車、手機以及互聯網領域。此前，該公司在中國的合作對象為比亞迪和中興通訊。

另一家語音識別技術公司Audience也看到了中國語音市場的機會，與國內十幾家品牌手機廠商展開語音方面的合作，并且和中國移動公司建立相關的語音研究實驗室。此外，谷歌、蘋果、微軟、IBM等巨頭也開始積極布局，先后推出了各自的智能語音服務。

為了迎戰國外巨頭，推動民族智能語音產業發展，2012年8月1日，由科大訊飛、聯想、華為、中國移動、中國聯通、中國電信、清華大學等19家單位聯合發起的中國語音產業聯盟正式成立。

工信部副部長楊學山在會議上說，“語音產業再過若干年，一定是千億元、萬億元的產業鏈。我們必須加快發展，否則很可能在五年以后，我們再一次被動追隨。”

2000年之前，智能語音市場被國外廠商壟斷。之后，國內廠商迎頭趕上，經過10多年的發展，在技術上已經可以和國外廠商分庭抗禮。但國外廠商在產業鏈整合、市場推廣等方面，均優于國內企業，在競爭中占有一定優勢。

科大訊飛董事長劉慶峰表示，“蘋果擁有結合緊密的軟硬件和成熟的產業鏈，谷歌擁有開放的安卓系統，微軟擁有幾乎是壟斷的操作系統。這些優勢國內廠商都不具備，因此在與這些巨頭競爭時，就需要國內企業聯合起來，整合產業鏈上下游資源。”

微軟把人機界面從跳動指令轉變成圖形界面，維持了20年的IT霸主地位。蘋果和Google把鍵盤變成了觸摸界面，稱雄當今IT世界。如果有聲控技術的話，我們還會用觸控界面嗎？

楊學山指出，再過五年，聲控將可能是最主要的人機交互方式。未來產業的發展，從終端到生態環境、商業模式，都將發生重大的變化。從技術、產業和國家競爭力等各個方面來講，語音產業的發展都是當務之急，只有努力發展，我們在下一代信息技術產業應用發展中才能擁有主導權。語音產業發展基于寬帶網絡，要和終端、應用和用戶相結合。

“只有加快智能語音產業發展，才能避免受制于人。”吳及同樣認為，國家要支持企業建立語音生態系統，但要把握好力度和分寸。如果國內企業不能建立起自己有生命力的語音生態系統，國外企業遲早會喧賓奪主搶占地盤。諾基亞的衰落就是典型案例。

篇2

剛剛過去的2006年是全球的融合轉折年。3C(計算機、通信和消費電子)融合、3網(廣電網、通信網和公共互聯網)融合、ICT(IT、通信業)融合、TMT(通信、媒體和新技術)融合，內容產業和互聯網及通信業的融合……融合成為了一股潮流。

3C(計算機、通信、消費電子)融合也不是一個新詞匯，不過，當我們把3C融合與人機交互二者聯系起來時可以發現，人機交互的發展過程正是3C（計算機、通信、消費電子）的融合過程，也正是當今信息社會的形成過程。

如今計算機所涵蓋的范圍早已超越了PC，它被嵌入到各種家用電器設備、手機、甚至MP3、MP4中。

人機交互指的是計算機輸入、輸出設備，是以有效的方式實現人與計算機對話的技術。人機交互是計算機系統的重要組成部分，是當前計算機行業競爭的焦點，它的好壞直接影響計算機的可用性和效率，計算機處理速度和性能的迅猛提高并沒有相應提高用戶使用計算機交互的能力，其中一個重要原因就是缺少一個與之相適應的高效、自然的人――計算機界面。人機交互是未來IT的核心技術。回顧人機交互的歷史，這是從人適應計算機到計算機不斷地適應人的發展過程，它經歷了幾個階段。

在早期的手工作業階段，計算機只能由設計者本人來使用，設計者采用手工操作和二進制機器代碼的方法，去適應十分笨拙的大型計算機。

進入作業控制語言及交互命令語言階段，計算機可以由程序員操作，采用批處理操作語言或者交互命令語言的方式與計算機打交道，雖然程序員要記憶許多命令語言，并且要熟練地敲打鍵盤，但這時候已經可以使用比較方便的手段來調試程序，也可以隨時了解計算機執行情況。

到了二十世紀六十年代，鼠標和圖形用戶界面 (Graphy User Interface)出現，徹底改變了計算機的歷史，GUI的主要特點是桌面隱喻、WIMP（窗口、圖標、菜單和指點設備，Window/Icon/Menu/Pointing Device）技術、直接操縱和所見即所得，由于GUI簡明易學，減少了敲鍵盤，實現了事實上的標準化，使不懂計算機的普通用戶也可以熟練地使用，開拓了用戶人群。

1968年，世界上出現了第一只鼠標，鼠標的發明人恩格爾巴特是電腦界的一位奇才，是“人機交互”領域里的大師，他苦其一生研究計算機，出版著作30余本，并獲得20多項專利，他發明了視窗、文字處理系統、在線呼叫集成系統、共享屏幕的遠程會議、超媒體、新的電腦交互輸入設備、群件等等，但人們提起他時，卻只知道他發明了鼠標。鼠標最早的原型是一只小木頭盒子，工作原理是由木盒底部的小球帶動樞軸轉動，并帶動變阻器改變阻值，產生位移信號，信號經計算機處理，屏幕上的光標就可以移動。

二十世紀九十年代，網絡用戶界面的出現，超文本標記語言（HTML）及超文本傳輸協議（HTTP）為主要基礎的網絡瀏覽器，是網絡用戶界面的代表，這類人機交互技術的特點是發展快，新的技術不斷出現，如搜索引擎、多媒體動畫、聊天工具等。

以往信息貧瘠的時代一去不復返，信息變得越來越多、越來越密集，信息出現了大爆炸。搜索引擎則讓人們在紛繁復雜的信息中獲取需要的信息，人們可以扔掉復雜的網址，在搜索框中輸入關鍵字，點擊搜索，一切變得如此簡單。

二十一世紀后，人機交互的特點是多通道、多媒體。以虛擬現實為代表的計算機系統的擬人化，以及以手持電腦、智能手機為代表的計算機的微型化、隨身化、嵌入化，是當前計算機的兩個重要的發展趨勢。通俗地講就是，手機越來越大、電腦越來越小。鼠標和鍵盤為代表的GUI技術不再是主導，而是利用人的多種感覺和動作通道(如語音、手寫、姿勢、視線、表情等輸入)，以并行、非精確的方式與(可見或不可見的)計算機環境進行交互，大大提高了人機交互的自然性和高效性。

語音突破文字

讓計算機能聽、能看、能說、能感覺是未來人機交互的發展方向，其中語音成為未來最被看好的人機交互方式，語音比起其它的交互方式有更多的優勢。

最早的語音技術因“自動翻譯電話”計劃而起，包含了語音識別、自然語言理解和語音合成三項非常重要的技術。語音識別的研究工作可以追溯到20世紀50年代AT&T貝爾實驗室的Audry系統，此后研究者們逐步突破了大詞匯量、連續語音和非特定人這三大障礙。20世紀90年代前期，許多著名的大公司如IBM、蘋果、AT&T和NTT都對語音識別系統的實用化研究投以巨資。

讓計算機說話需要用到語音合成技術，其核心是文語轉換技術（Text to Speech），語音合成甚至已經應用到汽車的信息系統上，車主可以將下載到系統電腦中的文本文件、電子郵件、網絡新聞或小說轉換成語音在車內收聽。還可以通過特定的服務網站訂閱新聞，享受個性化的網絡信息服務。

2008年是語音技術重要應用的一年，“數字奧運”的目標就是研發“面向奧運多語言信息服務系統”，多語種語音合成產品是構成整個服務網絡系統的重要組成部分，這套系統可以提供多語種、多方言、多發言人、多語氣語調并且具備一定自學習能力的個性化語音服務。

數字墨水

有人認為，數字墨水被認為是要來取代鍵盤和鼠標等現有的人機交互技術的。人大商學院院長、人機交互專家毛基業說:“任何一種新技術的出現都是對現有技術的一種補充，而不可能是取代，正如電視沒有取代收音機一樣，數字墨水等新技術也無法取代鍵盤和鼠標，二者是互相補充的關系。”

事實上，數字墨水技術能為人們提供一種新的人機交互界面，并以此來擴展人們使用電腦的空間范圍，數字墨水不是用來取代鼠標和鍵盤的。用戶在使用電腦時，就像用筆在紙上寫字、畫圖一樣，將電腦的計算處理能力與人們的手寫整合為一體，大大延伸了電腦為人們提供便利的時間和空間。

比如，讓學生在聽課時也可以享受電腦的好處，在課堂上利用數字墨水進行手寫記錄，得到被電腦直接“讀懂”的數字文件，可后還可以繼續進行編輯、共享、查找和網絡傳遞。或者當你在廚房烹調時，想從電腦中查閱菜譜，手寫的輸入界面也比鍵盤更方便。

垂直搜索

原有的搜索技術已經無法滿足人們多樣化的需求，人們需要一種更智能、更精確的搜索技術。垂直的對象搜索技術隨之誕生了，“垂直”是指不像原有的“包羅萬象”的搜索，而是指向某一特定領域，如學術、購物、求職等，用戶可以在自己感興趣的領域內進行搜索。“對象”則指搜索的結果不再是一個個獨立的頁面，而是將每個頁面中的相關信息按照用戶的需求集合成一個個完整的項目。

例如，搜索某個商品時，垂直搜索技術可以把這個商品的圖片、參數、價格、商家位置、用戶評價等相關信息集合在一個頁面上，用戶可以在第一時間得到最需要的內容。

眼標

交互基本上都離不開用戶的視覺，那么如果用戶能用眼睛（直接用大腦思維來控制的“腦標”目前還太遙遠）來操控圖形界面豈不是更方便？由此,“眼標”應運而生。

2002年倫敦帝國學院的科研小組花費數年時間來研究人類眼睛活動與大腦感知之間的關系，最終發明出一種專門用來捕捉眼球細微動作的紅外線感應裝置，被他們稱為“眼標”。

“眼標”能鑒別眼睛在顯示屏上的移動和注視，如果電腦使用者盯住屏幕上的某個鏈接圖標1秒鐘以上，電腦就自動打開該鏈接;如果使用者盯住打印或者存盤的圖標，電腦就會自動進行相應的操作。

不過，人們眼球運動時存在的固有抖動以及眼睛眨動所造成的數據中斷，就會干擾信號。另外，如果鼠標器光標總是隨著用戶的視線移動，可能會引起反感，因為用戶“隨便”看著什么而并非總是“意味著”什么。

理想情況是用戶希望發出控制時,系統及時地處理其視線輸入，而在相反的情況下則忽略其視線的移動。讓電腦去理解用戶的這一美好愿望還不大可能。不過，科研人員仍認為人類用眼睛搜索和盯住一個目標的準確性遠遠超過用手移動鼠標。

手機變大 電腦變小

2007年1月，蘋果公司首席執行官史蒂夫?喬布斯在2007年Macworld上宣布推出業界翹首以待的iPhone和Apple TV。除了這兩項重大的產品，為了進一步表示進軍消費電子市場的決心，蘋果電腦公司（Apple Computer）把“電腦”這個詞拿掉，更名為蘋果公司。

iPhone采用3.5英寸觸摸屏控制技術。它支持音樂、視頻播放，提供無線網絡服務,可以包括收發電子郵件在內的瀏覽互聯網，采用Google Maps為在線地圖，使用者僅需網絡聯機，便可輸入地址找到區域地圖，而透過觸控屏幕，無論是縮小地圖范圍或尋找鄰近店家都相當方便。

iPhone與眾不同的地方就是多重觸摸技術，除了可以同時移動兩個以上的窗口以外，還可以隨著手指的動作，變換圖象的大小，這種技術是“人――計算機”交互技術和計算機硬件結合的操控界面。它是一種多重同步確認觸摸點的觸摸屏，能讓雙手同時比劃，支持多個用戶在同一個界面里操作計算機，通過直觀的姿態直接操縱屏幕。它的顯著特點就是，用兩個手指就可以直接縮放屏幕，用鼠標和觸摸筆等單點設備更直觀的繪圖。

iPhone將于6月問世的消息一出，Treo、摩托羅拉、Blackberry等智能手機廠商股價紛紛下跌。

2001年iPod誕生之時，“人們開始狂熱和失去理智，像中了毒一樣爭相購買iPod”，包括布什和英國女王也宣稱是iPod擁護者。據蘋果公司稱，去年12月份iPod已經占據了美國便攜音樂播放器市場72%的市場份額。如果將iTunes等相關產品的收入也計算在內，該項業務為公司貢獻了57%的收入。

蘋果公司選擇手機作為收入增長的下一駕馬車的原因很簡單，因為市場競爭越來越殘酷。2006年全球45%的手機中有4～5億臺已經集成了MP3播放功能。消費者只有兩只手，將通話、聽音樂、上網、玩游戲、看電視、數碼照相、GPS導航等各種功能融合在一個終端上，是未來最大的趨勢。

手機+網絡早已不是新鮮事，各大IT巨頭除了在通信終端上大做文章，也不忘推出便攜式移動個人電腦，即計算機+手機的模式。“UMPC”（超便攜移動個人電腦）是一個介于筆記本電腦和智能手機之間的產品，一般是7英寸的顯示屏，重量輕于1公斤。近來微軟推出了新一代的UMPC產品“Vistagam”，這些產品將支持微軟的最新系統Vista。同時微軟了新版的Origami軟件，可輕易通過觸摸功能導覽。除了觸控功能之外，還加入內建鍵盤的設計。由此可以看出，UMPC也有著大好前景。

雖然從名字來看，UMPC仍有很重的PC痕跡。但包括三星、索尼、華碩、漢王等產品制造商，微軟、威盛等核心平臺供應商，都在刻意淡化PC概念，而突出UMPC在消費電子、通訊方面的應用表現。

2008年被認為是UMPC市場的轉折點，與即將在北京奧運會全面商用的3G浪潮有著密切的關系。相關分析人士認為，3G將進一步豐富UMPC的應用環境，給市場帶來難得的發展機遇。而UMPC相對于手機最大的優勢就在于，本身具備更舒適細膩的屏幕、強大的通信及計算性能、優異的影音表現，這些都決定了其更適合成為3G環境下的主流終端。

虛實不分

臺灣地震導致海外電纜斷裂，幾億人無法登陸MSN、發送海外郵件、瀏覽國外網頁，人們非常不適應沒有網絡的生活，因為網絡與我們的生活已經密不可分。

2006年，second life（第二人生）虛擬社區出現，打破了虛擬世界與現實世界之間的界限，Second Life是一款在美國非常受歡迎的網絡虛擬游戲，但它絕不僅是一款游戲。它是目前最成功的基于虛擬社區的社交化網站，在游戲中，玩家可以在游戲中做許多現實生活中的事情，比如吃飯、跳舞、購物、卡拉OK、開車、旅游等。通過各種各樣的活動，全世界各地的玩家可以交互。它為人類提供了一個和現實世界并存而又開始融合的虛擬世界。

不僅如此，可口可樂、微軟、英特爾、阿迪達斯等國際大牌公司都紛紛入駐Second Life社區，通過Second Life最新產品。豐田甚至在Second Life出售其虛擬汽車，IBM計劃推出其3-D局域網，并為其入駐 Second Life的軟件工程師支付報酬。廣告公司 Leo Burnet也正在建設一個“創意港灣”，在其中全球雇員可以彼此互動交流。Sun甚至為其向新游戲戰略轉型在Second Life上舉行了“虛擬新聞會”。這些企業一致認為Second Life的三維擬真和良好的互動性使其成為一個炙手可熱的廣告途徑。當傳統的廣告載體開始失去眼球的時候，Second Life用戶的月增長率達到35%，而其經濟收入也呈現15% 的增長。

路透集團甚至在Second Life上建立了一個新聞機構，來自倫敦的記者Adam Pasick擔任這家新聞機構第一任虛擬總編輯，他為Second Life的會員以文本、照片和視頻的形式來自外面世界的新聞，而真實世界的讀者也可以訪問路透社新設立的網站來了解Second Life中的新聞事件。

Second Life從一年多前的16萬用戶到如今的200多萬用戶。Second Life在未來幾年肯定會成為焦點話題，而它背后虛擬和現實的融合也已經開始。

以用戶為中心

“人機交互技術無論發展到什么程度，都必須圍繞以用戶為中心的宗旨”。人民大學商學院教授、人機交互專家毛基業認為。交互設計并不是用戶體驗，用戶體驗是指產品的使用者（用戶）對產品的主觀感覺，是用戶在使用產品的過程中所感受到的、所獲得的全部內容的總和。而交互設計人員必須根據用戶的實際需求來決定產品的易用性。比如把ATM的取款程序設計為先取卡，才能取錢，這表面上看給用戶帶來不便，實際卻降低了用戶因忘記取卡而帶來的損失，這是為產品的安全性而做的交互設計。只有當目標用戶對設計的產品贊嘆不已，這時候才可以說產品獲得良好的“用戶體驗”。

以用戶為中心的設計所關注的是如何針對用戶體驗展開設計，是強調“體驗”對設計的影響，把用戶做為價值創造的主體，強調以用戶為中心，需要用戶親自參與，滿足用戶的個性化需要。

從經濟學的角度來說，“以用戶為中心的設計”中最大的挑戰，是如何去降低用戶與界面交互過程中的成本，并刺激用戶對交互的需求，從而給用戶帶來持續的、良好的體驗，提高交互效率。

毛基業說，系統可用性有兩個量化指標，一是易學性，如新用戶平均培訓時間，學習速度，對手冊倚賴程度;二是易用性，如時間節省(任務完成的時間對比)，用戶平均犯錯誤的個數、造成的后果和所需的糾錯時間。

展望

篇3

解密小娜的前世今生

微軟小娜看上去非常神奇，其實“她”就是現在流行的智能語音人機交互技術的一種表現形式。說到語音交互，對于微軟來說，早在Windows Vista之初就內置了“語音識別”組件，通過這個組件我們可以借助語音實現語音輸入、語音控制程序啟動等交互功能，這功能現在通過小娜都可以輕松實現（圖1）。

不過隨著移動設備的普及，以及Windows 10全平臺的需要，微軟將語音識別功能推廣到PC和移動設備上，同時結合Bing搜索引擎，微軟使用功能更強大的小娜作為替代。當然在移動語音交互領域，各大IT巨頭也互不相讓，蘋果推出了Siri，谷歌則推出了Google Now，它們和小娜一樣都是智能語音人機交互技術的典型代表（圖2）。

為什么那么聰明――解密小娜背后的技術

使用過小娜的朋友都會被“她”的聰明勁折服，無論是語音搜索、輸入，或是語音命令，小娜都可以準確無誤地執行，而且經過一段時間使用以后，小娜將越來越了解用戶的行為習慣，可以為大家做出更多智能的操作。那么小娜的這些本領是怎么掌握的？

首先要實現語音交互，小娜就必須實現對語音精準識別和輸入。在語音輸入識別領域，這原來就是微軟亞洲研究院（現已更改為微軟亞洲互聯網工程院，小娜正是出自其手）的強項。現在小娜支持多種語言，除了中文外還有英語、德語、西班牙語、法語、意大利語等。從支持語言方面就可以看到微軟在這方面的技術有多強大。當然撇開其他外語不說，單就中文的支持而言，由于中國目前方言眾多，每個地方的人講普通話幾乎都會帶各自的口音，經過實際測試可以看到，無論是南方口音，還是典型東北話，目前小娜幾乎都可以精準識別，這是小娜語音智能交互的基礎，其背后功臣正是微軟語音識別技術（圖3）。

其次小娜具備和設備智能交互的功能，比如可以基于手機設備進行一些操作，包括打電話、設置提醒等，同時結合微軟的必應搜索，小娜可以實現智能問答和推送。啟動小娜后，我們只要對著手機語音輸入一些關鍵詞，小娜正確識別后就會根據關鍵詞的不同迅速給出反饋。

比如你輸入的是“呼叫XXX”，小娜識別后會智能判斷出你想執行的操作是撥打電話，接著小娜就會遍歷手機通訊錄，找出符合語音輸入的聯系人后開啟電話撥號，實現類似很多手機吹噓的語音撥號功能（圖4）。當然這只是小娜一個簡單的功能，我們還可以輸入類似“訂購車票”、“啟動計算器”、“明天買蛋糕”等自然語言，小娜就會根據你的關鍵詞，然后智能關聯到對應的程序為你服務（比如輸入買蛋糕，小娜則會自動啟動鬧鐘提醒服務為你買蛋糕增加語音提醒）。

如果你輸入的是和操作并不關聯的關鍵字，比如輸入“附近有什么餐館”，小娜則會結合必應搜索功能，通過對你當前位置的定位，然后將附近餐館的位置推送給你（圖5）。

當然除了這些智能交互操作，如果你開放個人數據（可以在小娜中進行設置），完全信任她，小娜就會根據你開放的權限提供更多智能的服務。比如你經常在微信中訂閱某明星信息，那么小娜就會利用必應強大的搜索功能實時將該明星的信息推送給你，讓你獲得更多個性化的服務（圖6）。

當然，小娜這些看上去很神奇的功能，背后實際上依靠的是微軟的云計算、云服務和搜索引擎的大數據功能實現的。比如搜索引擎的大數據功能可以通過分析用戶輸入“北京”和“去北京”這兩個關鍵字的不同，然后為用戶呈現不同的反饋結果（如前者是進行北京相關知識的查詢，后者則是反饋去北京的交通工具如訂購火車、機票）。

生活可以更美好――小娜們給我們帶來的便利

篇4

關鍵詞：信息可視化；交互界面；設計

中圖分類號：J022 文獻標識碼：A 文章編號：2095-4115（2013）02-41-2

自1946年，世界上第一臺電子數字計算機（ENIAC）在美國誕生到現在，雖然發展只有短短的半個多世紀時間，但它已經深深地滲透到我們生活的各個角落，影響著我們人類的基本生活模式。從計算機的出現，人類就在不停地探索如何進行更有效的人機交互，尤其當今是一個信息時代，網絡的快速發展，大量的信息涌入人們生活的各個方面。一方面，這給人們帶來了無限信息，人們可以快速獲得所需的資源。另一方面，信息泛濫也使得人們為之煩惱。技術工程師和設計師逐漸意識到單純地提供信息及美觀的交互界面并不能很好地幫助人與機的溝通，關鍵是如何使溝通更加快速、準確，讓人們快速方便地接收、理解并利用信息。

目前人機交互界面主要以視覺傳遞為主，因此信息可視化的應用和研究獲得廣泛的關注。從中應尋找一種匹配的、易于理解的視覺形式表現在交互界面中。與此同時界面設計更應該體現“以人為本”的設計核心，運用美學與人機工程學的人與物的設計，展現了一種人文精神，是人與產品、人與自然完美和諧的結合設計。

一、信息可視化的理解

信息開始只是一條條粗糙的原始數據。圖表的出現是一大進步，是圖形化的開始，其目標是使抽象數據更易于被人們理解。隨著技術的進步、網絡的發展，各種復雜的圖形不斷出現，它們能夠呈現更多的信息，有助于幫助人們獲得更多的資源。但人們如何可以通過交互操作，能夠自主地對信息進行過濾、篩選，采用合適的方式來瀏覽信息，并發現所需的資源。這就要通過人機交互界面設計來實現。

二、信息可視化在人機交互界面上的理論研究

人機交互界面的“好”與“壞”，主要是看它是否“便于人們使用”和看起來是否“美觀”。首先，人機交互界面的信息可視化表達是為適合人的需要而建立的，所以必須要符合人機工程學的原理，即人性化；其次，界面的信息可視化設計要符合美學上的基本原則，就是說，一定要讓人們覺得好看，即美觀；最后，界面的信息可視化設計是要讓人們覺得好用，容易理解便于掌握，即易用性。因此，這就要求在設計交互界面時應以“用戶”為中心，融人人性化設計元素和情感因素，以滿足人們日益增長的高層次情感需求。

1 視覺感知的理論研究

視覺感知是人腦對直接作用于眼睛器官的客觀事物的個別屬性的反映。

（1）視覺注意力。人的神經系統高級中樞的加工能力是有限的，面對外界大量的信息，視覺注意力會有選擇性地集中在具有強烈刺激性的對象上。

（2）視覺流程。人的視覺習慣一般是從上到下，從左到右的順時針進行，且水平方向優于垂直方向。人眼對屏幕瀏覽的視覺習慣是從屏幕左上方開始，所以一般網頁界面左上方為重要的標志信息。

（3）色彩的識別。當人們在辨認多種不同顏色的時候，其易辨認的順序依次是紅、綠、黃、白。

（4）視容量與記憶。視容量是指在一定的時間內，視覺所能容納的信息量。人眼的視覺容量一般用比特作為計算單位。人的正常視覺容量約為每秒25比特，即大約每秒4個信息單位（如文字）。視覺容量的接受過程受到視覺對象的清晰程度、照明對比程度以及人們的文化程度和實際經驗等因素的影響，每個人略有不同，因此一般交互界面的標題信息需要簡短、醒目。

2 視覺認知的理論研究

視覺認知是人通過感知器官接收信息，然后在人腦中對具體事物的印象進行加工所發生的反映。

（1）視覺認知的選擇性。首先人們總是選擇少數事物作為認知對象，而對其余的事物較為模糊。其次在固定不變的背景上，運動的物體容易成為認知對象。因此在交互界面中一些重要的信息通過動畫的形式出現。

（2）視覺認知的整體性。人們具有把個別屬性、個別部分綜合成為一個統一的有機整體的能力。因此同一頁面設計要有統一風格，便于人們加深印象，易于操作。

（3）視覺認知的恒常性。對某些對象在一定范圍內變化時，人們的認知印象在相當程度上卻保持相對穩定的特性。如不同頁面的右上角始終有最小化、最大化、關閉按鈕的認知印象。

（4）視覺認知的理解性。用已往所獲得的知識經驗來理解當前的認知對象的特性。如不同頁面的不同房子圖形按鈕，人們都會聯想到首頁的意思。

3 交互理論研究

人機交互（Human-computer Interaction）是在人與計算機的交互中，發展出來的一門新的學科，主要研究人和機器相互關系的科學。中心問題是研究開發便于用戶使用的交互式產品。在交互過程中，產品應易學，能有效使用，并能提供舒心的用戶體驗。設計交互界面反映著人――物之間的交互關系，在設計界面時，要考慮以下幾點特征，才能更好地進行人機信息交互：

（1）界面設計要符合人的認知習慣，使人獲得精神上的滿足。情感化的界面設計能符合多數人的認知情感，反映著設計與人的關系，能夠使人心情愉快、富有啟發性和讓人有成就感等方面的用戶體驗。

（2）界面中顯示的信息要形象、直觀、準確和便于交互。界面設計要符合所需求信息可視化特征，在保證足夠準確的條件下，要盡量降低顯示的復雜性，避免過多的信息干擾用戶感知。如百度網站的交互界面信息表達得簡練化。

（3）人機交互界面設計要考慮色彩、觀看距離和計算機屏幕大小等方面的影響。對顏色的運用要符合色彩搭配的一般原理，重點突出、層次分明。

（4）出錯和幫助設計，盡量減少用戶挫折感。當用戶操作錯誤時，系統要提供錯誤提示告訴用戶該如何處理。具有在線幫助功能，但也要考慮在界面上使用什么樣的信號來指示在線幫助的存在。

三、信息可視化在人機交互界面的設計研究

信息可視化中交互界面設計的優劣直接影響操作結果和用戶感受。這就要求技術工程師與設計師共同合作。一方面需要對數據的結構、特征有著充分的理解；另一方面需要正確理解用戶，滿足用戶的需要。

1 對原始數據進行合理篩選

由于信息的龐大，毫無保留地將全部信息呈現給用戶是不合理的。應當根據交互界面設計目的，只挑選最具代表的部分，同時，保留一個途徑以便于用戶訪問更深層次的信息。這映射到視覺表現形式上，則是對空間的合理利用，即如何在有限的空間里顯示無限的信息。

2 信息元素的正確表示

信息是抽象的，因此每一條信息應該有一個最能夠代表其含義的視覺元素來表示它。可以采用簡單的幾何圖形，也可以采用圖標，甚至照片和短片。例如肯德基網站推出的新品西班牙紅燴烤雞腿堡就是以廣告短片的信息表達方式準確、生動地描述其產品的背景和風味。讓人從視覺中想象得到它的美味，促其用戶購買。

3 界面設計要一致協調，具有連貫性

交互界面的設計應該遵循一致性的操作概念，在版面設計、內容安排與瀏覽方式甚至導航欄、按鈕及色彩都應該有一致和統一的設計。這樣的設計能給用戶帶來預期的行為模式而更有操作上的安全感，而不至于產生混亂和不知所蹤的感覺。

采用標準化或通俗易懂的圖標可以減少用戶對操作命令或功能的記憶負擔，可以使用戶比較集中注意在自己的信息上。如果圖標不能準確表達其欄目或鏈接的含義，可以使用精確的文字加以輔助說明。另外，整體交互界面色彩要美觀協調，導航之間跳轉要連貫等都視作基本的要求。

4 技術對交互界面設計具有較大影響

多媒體技術、動畫技術和虛擬現實技術的發展，使文字信息轉化為圖像、聲音和視頻等多種形式，使信息更豐富、更直接地呈現在界面中。

5 合理的工具設置或操作方式的設計

用戶需要一定的操作或工具的幫助才能完成與界面的交互。這些工具應當放在最為順手的地方，便于獲取。工具本身也應該是最自然的操作方式。

6 幫助用戶發現問題的設計

好的信息可視化形式，是能夠讓用戶從界面上就能夠發現問題或規律。比如色彩的純度可以表示危險度，密度的分布提示用戶趨勢發展方向。此外，還可以采取一些提示、警告來幫助用戶。

篇5

關鍵詞：電子產品；人機交互；項目課程；技術人員

中圖分類號：TN6文獻標識碼：A文章編號：1674-6708（2016）157-0092-02DOI:10.16607/ki.1674-6708.2016.04.054

人工交互智能系統是近年來隨著科學技術的不斷發展而逐漸成熟的一項分支，它的包含內容十分廣泛。在人工智能技術與互聯網絡結合運用的過程中，使用者與機器之間有了更多的交流和互動。它主要包括自動設計、機器學習和專家系統等。

1電子產品設計中人機交互性的實現

人機系統交互性設計的用戶界面優化中，利用vlaual-basic開發程式，開展集成塊的預設計。數據信息的孔道設計工作，需要依據數據庫信息調取的精準性來開展活動。在孔道校核階段，強化三維參數化特征造型與人機交互性的深入分析，能夠實現虛擬設計與個人情感系統的總體結構優化。建立類似于人類情感的特征模型，在solid-worka-api數據抓取中，實現機器功能與人類情感的特征提取，從而建立初步的開發系統特征庫。在交互孔道網絡布局和結構造型設計中，裝配干涉檢查的功能性界面，實現人機交互的最大值開發。人機交互程序開發過程中，技術人員調用用戶上層應用程序，調用SI-GETNUM-Devices以及SI/GRT-product-微處理器系統。根據數據、地址、控制、總線選擇和狀態提示，實現交互式開發系統創新工作。

2電子產品功能開發中的人機性具體運用

2.1人機性開發的情感滿足

電子產品設計中的人際交互功能性開發，是人機工程學開發中的重要板塊。與交互式有關的學科或者設計種類比較多，包括人機工程學、計算機學科、建筑工程學、計算機支持協作。在具體的運用階段，包括包裝設計、影視后期設計、家居設計、工業生產，這些都要利用到認知人類工程學的知識。在電子產品交互設計的情感化設計方面，我們可以從微信的情感化設計中進行交互性分析。微信這款APP在設計的過程中，強調了“以人為本”的理念。將一款軟件的功能與“個人定位系統”、“在線貨幣支付體系”與“人際交往情感系統”巧妙融合，基于“朋友的核心”，滿足了用戶立體化的使用功能性需要。在簡單的情感需求中，微信的情感化體驗設計基于人性的懶惰特點，打造了簡單輕松的朋友圈，使用者在朋友圈的虛擬交往中能夠輕松獲得某種情感滿足。

2.2人機操作界面功能豐富性

在電子產品設計中，實現強大的擴展空間功能轉化，能夠吸引更多的用戶。在溫暖感的訴求中，微信登錄界面是一個人站在地球之下，需求內心的寄托。用戶使用微信能夠與全球的用戶進行有效的情感互聯，滿足了現代人對于孤寂中需求內心溫暖的需要。在通訊錄的整合中，微信用戶界面與手機號、QQ號互相綁定，有利于虛擬社交與真實的社交關系有效融合。在“發現”的功能區板塊，用戶可以使用搜索功能，在精準和模糊兩種搜索條件下，滿足自我探索未知世界的新鮮感需要。朋友圈信息更新滿足了廣大用戶追求生活中的溫暖與感動的需要。在掃一掃板塊中，用戶可以通過掃二維碼付賬，使用查看工具用戶能夠定位自己所在區域的街景，滿足個人出行的需要。在翻譯板塊使用“普通話翻譯”，滿足語音-文字轉化的需要。

2.3人機交互的情感互聯

在附近的人查找與信息獲取的過程中，滿足個人對于真實空間的存在感需要。用戶能夠在發現版塊，實現自我對于未知世界的探索需要，從而滿足個人的新鮮感。游戲版塊的功能表達中，用戶能夠與真實朋友圈實現在線游戲新的情感維系。在人機交互的功能區開發過程中，技術人員應該通過堅持有序控制的方法，堅持真實的生活與虛擬功能的共同開發，在堅持們組用戶情感需求的同時，創造出一幅完美的未來世界的圖景。在虛擬成就感需求中，實現真實社交朋友圈的互動，例如用戶通過我的相冊來回味生活中的各種感動瞬間。在交叉性的朋友群互動中，我的銀行卡與朋友群功能綁定的過程中，實現無限的商業空間開發。

3電子產品設計中人機交互的技術實現

3.1保證人機交互性的快捷實現

人機交互理念支持下的視頻操控系統，技術人員可以使用手機、PAD、掌上電腦等設備，進行視頻投影播放、暫停控制。需要技術人員從液晶顯示器的智能化編碼方式入手，將傳統型的軟件控制模式轉變為虛擬多接口的控制模式。視頻編碼器通過數據通道實現數字基帶信息的編輯和發送，數據終端處理系統對數字中頻的輸出頻率進行控制，通過短波發信機實現用戶指令發送。聲碼器依托聲碼通道和字符通道，實現數字基帶信息的傳送和接受。字符設備負責處理字符通信和字符控制，通過自適應控制器傳遞用戶的控制信號。根據INTRANET智能化處理系統的數據分布規律，系統軟件的決策者可以對信息訪問和數據接口進行控制。在各種外部嵌入應用軟件中，智能化處理系統采用算法優化、圖形或者圖像處理的方法，對信息推拉和應用層軟件的處理效率進行深入開發。在應用層軟件的優化方法，技術人員根據INTRANET應用層軟件處理方法優化，實現OLAP高效互聯環境中的數據升級。

3.2保證控制界面的操作穩定

電子產品應用層軟件推理機軟件開發過程中，采用推理機對模型庫和知識庫系統進行深入優化。電子產品人機互實現的關鍵領域是觸摸屏技術的開發。觸摸屏功能的開發應該使其符合一定的特征，在輸入電壓控制中，TP-A60-T型號的觸摸屏電壓應該為DC24V，電壓范圍適當控制在DC20V-DC28V之間。消耗電流根據市場上常用的屏幕功能型號的不同，允許其有對應性設置。其中，TP-A6—T型號的屏幕消耗電流為380MA，TP-560—T型號的屏幕消耗電流為280MA，TP-A60—L型號的屏幕消耗電流為380MA，TP-460—L型號的屏幕消耗電流為200MA.保證液晶觸摸屏可操作界面的性能穩定，體現電子產品人機交互設計的科學性。

4結論

計電子產品設計中的人際交互系統控制方法，依靠人工神經智能系統數據處理方法進行目標實現，人工神經網絡具有較強的識別與分類能力，滿足各種機能角色的需要。技術人員通過對人機接口的遠程模塊化管理，對與模型進行合理的分類并且進行多種選擇。根據人的情感和思維表達特點，進行專家決策的模擬活動，對元件進行功能的識別和定位。

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篇6

作為第一部邀請交互設計師參與電影制作的科幻影片《少數派報告》，邀請了著名的手勢識別專家約翰•烏德科夫勒和虛擬現實的創造者杰倫•拉尼爾加入創作團隊，視覺設計師亞歷克斯•麥克道威爾拍攝前特意走訪了MIT工作室，觀看各種姿態識別的前沿技術，通過他們的努力，才最終在電影中見到了各種新奇的人機交互方式。

(一)超大、透明、多維的人機界面

用戶與含有計算機的機器系統之間具備的通信媒體以及相應的手段提現了人機界面的重要性，具體表現為能夠實現人機雙向信息交互過程的硬件系統以及相應的軟件支持系統。在科幻電影中出現了種種形式新穎的人機界面，像虛擬現實、增強現實、自然交互與全息投影等屬于超前意識的人機界面。［3］如3D科幻影片《阿凡達》中的交互界面，這些界面都有著超大、透明與多維的特點。虛擬現實界面在電影《非常任務》曾出現，演員基努•里維斯在其中扮演特工的角色，他戴著虛擬現實頭盔，獲取信息的渠道是虛擬的3D互聯網世界，在這一過程中，他所佩戴的頭盔護目鏡上能夠投射出一些圖標和文字信息。從目前的研究結果來看，該研究領域的成果已經在現實中得到了很大的應用，例如，微軟推出的平板電腦surface以及電影《第六感》中的特技都是對上述研究成果的現實表達。幫助殘疾人是自然交互在現實中的主要應用領域，如果從科幻電影的角度來看，例如，在電影《駭客帝國》中，人類的大腦通過和電腦直接相連之后，進入了一個完全虛擬的未來世界，基于此，人體是機器的供電提供，人類由此能夠靠幻想生活。再如，在電影《非常任務》中，主人公能夠通過自己的大腦來實現存儲設備功能，并由此能夠更有效地對有關人類命運的機密信息進行保護。

(二)識別交互對象人體化

人機交互用戶與計算機之間的雙向通信過程主要由以下幾個子過程構成:一是識別交互對象，二是理解交互對象，三是對對象情態的掌控，四是有效信息反饋。在科幻電影中，識別交互對象與人體的某些功能直接關聯起來，呈現人體多重感官系統參與人機交互，如語音、指紋、手勢與身份等識別交互對象。先看語音識別，通過語音作為交互識別對象在早期的科幻電影中常有出現，在當時是還沒有實現的幻想，但如今語音識別技術已經有了巨大發展，預計未來10年內，語音識別技術將進入工業、家電、通信、汽車電子、醫療、家庭服務、消費電子產品等各個領域。從指紋識別的層面來看，在20世紀80年代這一概念顯得晦澀難懂，目前卻已經得到了高度的商業化發展，例如，目前很多高端筆記本電腦都配備了相應設備，從而能夠實現指紋識別功能。尤其是在很多科幻電影中，指紋識別的電影畫面大量地平凡出現，因此能夠很輕易地被人們看到，例如，電影《2012》中就有指紋識別的交互技術，電影部分登船的情節里就用了指紋識別上船的密碼，現在這項技術已經很成熟，很多手機如Iphone手機就有指紋識別這項技術。還有就是手勢識別，《少數派報告》劃時代地描述了未來警察局使用的采用手勢識別方式的計算機界面。

二、人機交互理念在科幻電影中的敘事作用

(一)科幻電影情節發展的必要元素

電影中人物的穿著打扮往往會影響個人的性格，人物所使用物品的行為就是一種交互行為，科幻作品中借助新穎的人機交互設計來表現劇中人物的行為和動作，從敘事的角度就是塑造人物形象。科幻電影中使用人機交互是為了電影情節發展的需要，設計未來人類的生活方式，未來的人機交互是必不可少的的內容，《少數派報告》這部人機交互高度發達的科幻影片中可以看到人機交互設計是如何完成敘事過程的，其一是可觸用戶界面，電影中罪犯和受害人的姓名被刻在一個小球上，然后滾到湯姆•克魯斯旁邊，其二是身份識別，當電影主角走出地鐵站之后，地鐵站周圍的各種廣告呼喚著他的名字，從而很便捷地吸引他的注意力。并且，當主人公步入服裝店時，虛擬銷售員立刻向他詢問其對曾經購買使用產品的滿意程度，并由此向他推薦相關產品，整個過程同樣是以主人公的身份被識別為基礎，這些新穎的人機交互方式在電影中很自然地和情節發展聯系起來了。

(二)營造科幻意境，渲染影片氣氛

新的科技手段帶來了新的電影制作，也帶了科幻電影的蓬勃發展，科幻電影以未來人類的生活方式為背景進行故事情節的架構，人與機器之間的交往即人機交互情景在諸多的科幻大片中屢屢出現，很多經典、炫酷的交互場面讓電影觀眾眼前一亮，帶給觀眾非凡的視覺體驗甚至一些經典的科幻鏡頭成為永恒的記憶。在對未來世界的憧憬下，人機交互在科幻電影中呈現豐富多彩的表現形式，科幻電影之所以有魅力，在于它觸碰到了人的內心，即目前現實手段無法實現的科幻概念，如《鋼鐵俠》中的增強現實特效讓影片的科幻意境增色不少。

(三)增強科幻電影的視和聽覺效果

在科幻影片中出現的人機交互形式往往具有很強視覺沖力，像全息投影、手勢識別與超大透明屏幕的三維虛幻你現實場面，《阿凡達》中就有大量類似的交互場面，這些交互形式在影片中沖擊著觀眾的視覺，使觀眾在目不暇接的未來想象世界沉浸，通過透明的屏幕向透明存儲片進行的非常直觀的信息傳送。視覺和聽覺是電影實現敘事的重要手段，人機交互場面中出現的奇特畫面和音效給觀眾強烈的視聽震撼，尤其當下流行的3D、IMax電影觀看技術，更是科幻影片所追求的。

三、科幻電影藝術中未來人機交互的啟示

“科幻電影的妙處即在于只要某種科學設想一露頭，它就能虛構出原則上是可能產生的模式世界中的人和事，從而在一定程度上刺激或活躍了人們的想象。”［4］

(一)現實中的啟示

現實生活中人們模仿科幻電影中的人機交互靈感，使之成為現實。電影中出現了大量的先進交互方式。一方面，其中諸如指紋識別、語音界面、虛擬現實等一部分交互方式目前已經在現實生活中得到了普及和推廣，另一方面，還有一些由于距離商業化較遠而沒有得到普及，比如手勢識別、身份識別、虛擬現實等。來自互聯網2012年5月的新聞報道稱《少數派報告》中的隔空3D操控方式從屏幕走入現實，電影中湯姆•克魯斯扮演的角色站在了虛擬屏幕前不用觸摸到任何的東西，而是僅僅通過一個特殊的手套就能對數據甚至回憶進行隔空操控。身份識別在現實生活中可以看到許多相關的服務，如淘寶網上的猜你喜歡，豆瓣電臺的個性化推薦，亞馬遜根據你的瀏覽記錄進行相關廣告信息的推送等。《駭客帝國》中的自然交互“腦機接口”在現實中也已經有了巨大的進步，如柏林腦機界面項目，已經可以利用腦電波進行打磚塊游戲或者打字。

(二)投射出人機交互設計的理想未來

在科幻電影里，人機交互的形式更加人性化、多樣化，人類一方面希望使用更先進的人機交互技術，另一方面又企圖更簡單便捷的操控方式，科技是為人服務的，這也正是人機交互設計的原則。創新是藝術創作的靈魂，科幻電影屬于藝術創作的范疇，在現實生活中，人機交互不能滿足觀眾的很多現實需要，這充分說明科幻電影人機交互的設計前提需要求新求異，因此，科幻電影藝術是超越現實的未來人機交互藝術。人機交互的理想狀態是“用戶自由”，用戶可以借助自己在日常生活中的能力完成交互操作，而不需要專門學習專業化的操作技能。隨著《少數派報告》將手勢識別搬到公眾的面前，這種新型的未來人機交互成為大眾的期待，用戶界面的最高境界就是沒有界面，用戶感覺不到界面的存在，能夠無阻擋地進行交互行為。MIT一些較新的研究突破了電子界面載體的限制，讓生活中的任何介質包括空氣都能實現人機交互，這些曾在科幻電影中的影像畫面正在逐漸變為現實。

四、結語

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關鍵詞：實時人機交互；觸覺模型；增強；力度控制；模擬演示；力度控制；實際效益

1 關于觸覺模型軟組織變形仿真模擬的實際研究

對于初始虛擬場景的建立需要結合一定的自噪聲信號進行內容的呼應調整，結合虛擬進行相關信息的輸出以及位置的合理調控；檢測過程中，對于虛擬軟組織與虛擬的碰撞情況進行及時的接觸外力估計，結合內部的實際比例層狀并聯力填充實現觸覺模型的人力反應，保證進行軟組織數據計算的精準參考價值。整個過程中的必要信息反饋需要滿足一定的系統規定格式，同時處于恒定的自噪聲信號以及比例層狀的并聯應力等，結合必要外力作用的施加進行變形仿真的觸覺信息疊加，保證整體系統結構的具體回應訊息，確保后期實際投入的標準指導作用。

2 實際力觸覺模型的建立程序

2.1 虛擬與軟組織結構的建模環節

所謂虛擬主要是根據探針、直鉗等工具進行軟組織虛擬結構的碰觸，整個試驗過程中需要針對軟組織結構的距離反應進行必要的適應服從改善，保證響應一定的自噪聲信號的同時，進行正態分布的隨機函數操控。對于自噪聲信號的分布狀況以及數值計算可以表示為：

對于具體的自噪聲標準差以及自然對數的界定主要根據實際正比例系數作用下的操控標準進行界定，實際虛擬在進行軟組織結構距離把控過程中，往往需要結合實際的距離閥值進行自噪聲信息的增強力觸覺信息的疊加，確保整體模擬標準的全面展示。伴隨著內部接觸的實際點位置的確立。需要在給定虛擬接觸外力的前提作用下實現自噪聲標準差逐漸遞增的標準過程，保證關于整個結構距離的信息反饋包含著豐富的自噪聲信息累積。在整個力觸覺交互參與的體系環節中，針對恒定外力作用實效的變形反應疊加處理技術進行信號的收集，確保等比例層狀的并聯力觸覺模型的建模方法滿足一定的科學參考價值，對于參數的初始化處理主要包括：

這些參數值的具體量化排列標準主要根據實際碰撞行為下的組織表面任意點的及時回應進行懸掛彈簧標準的設計，實現不同層級結構位置的合理規劃，保證整體建模格局的等比例分布狀態水準。

結合虛擬接觸外力的釋放形式以及碰撞點的實際作用效果分析，實現不同位置彈簧拉伸、壓縮的實時觀測，保證具置的變形量相關系數的乘機之和不得高于給定的虛擬接觸外力數值，同時滿足一定的刷新要求，保證極限長度的精準設計，實現滿足刷新頻率的前提下進行必要的變形截止，實現具體結構的合理保護功能。等比例層狀并聯觸覺模型對于各個層級彈簧結構的實際變形量的統計標準有著一定的界定程序，同時對于疊加數值進行實際軟組織的等效維護界定，實現表面接觸力值的合理控制，保證實際手術期間的力道控制績效，保證人機交互信息研究的增強力觸覺改進工作的實際績效。

3 力觸覺再現系統的修整以及仿真結果的評價

3.1 力觸覺再現系統的修整

整個虛擬現實呼應系統結構通過實時力觸覺的再現形式實現操作者與觸覺機器設備的實時觸摸感知回應，結合整體軟組織結構環境作用下的實際敏感信息反饋進行必要真實感、沉浸感的加強，確保操作者實際工作的控制能力，保證虛擬組織的變形設計與實際結構的情況存在一定相似的效果。

3.2 仿真結果的分析

對于虛擬心臟結構以及膽囊交互控制的體系環節中，借助流暢的演示圖像進行實際演練過程的展現，保證力觸覺在無停頓運行標準下的平穩感應，實現按壓、拉拽深度在逼真模擬效果過程下的不斷變化調整，具體保證實際接觸力的連續性變化，保證手感的真實依據標準，實現后期手術應用投入效果的積極響應。通過圖像的技術刷新以及觸力維持時間的統計，結合觸覺準確性的校準，實現圖像邊緣檢測的高效進步，保證相同接觸力在實際工作中的運用，促進變形實際測量的客觀標準在軟組織結構的實現效果，確保實際誤差的盡量縮小，滿足理論實際結合的高效人機交互研究模型技術的拓展應用，滿足國家后續事業的不斷改進與發展。

總結：根據整體系統環節控制作用下的具體人機工程學的深入研究，結合人體實際力觸覺感知的敏感信號傳輸以及自噪聲信息之間的協調配合，實現不同觸碰力度控制在心臟以及膽囊結構的適應效果，確保其中的直鉗等工具的有效運用，保證拉拽程序的科學校正標準，促進以模型逼真演練的視頻教育手段的監督效應，保證整體比較的實效水平，促進后期手術工作質量的進一步提高，為國家未來相關事業的發展提供必要的理論與技術基礎。

篇8

伴隨移動互聯網的不斷發展，越來越多的開發者紛紛投入APP 開發的行列。正如業內人士所言，APP 是“入口”。誰占據了入口，或許就占據了這個時代最強大的資源。

對家電業而言，APP 既是“入口”，更是實現人與智能家電聯動的重要交互方式。在移動互聯、物聯網快速發展的今天，“超級APP”的出現看似偶然，實則有它存在的必要性。在探索移動互聯網下“人機交互”模式上，家電產業鏈上下游企業都有自己的思考。

“互聯網”戰略必爭入口

《電器》記者觀察發現，曾經功能簡單、一站式服務的APP，正不斷添加內容與服務。他們或是以超鏈接的形式跳轉，或是通過開放平臺的方式將“內容”分享給用戶。在APP 不斷完善并肩負更多內容與服務的過程中，家電企業的入局令這一業務領域快速“蝶變”。

事實上，在經歷短暫的“準備不足”后，傳統家電業正積極擁抱互聯網，在智能家居方面體現尤為明顯。最早只是各類智能家電，如長虹CHiQ 冰箱、惠而浦“第六感”洗衣機、美的“i 青春”空調、iSMAL 小智電水壺、造夢者新風機、九陽豆漿機等智能單品，轉眼間各家電企業就推出自己的智能家居平臺與客戶端APP。通過客戶端APP 與智能家電進行交互是諸多企業共同的選擇。此外，微信控制、語音交互在業內也有不小呼聲。哪種交互方式讓交互更自然、更貼近用戶一直是業內在考慮的問題。

《電器》記者了解到，很多公司已將智能家居提升到重要的戰略地位，其中，搭建智能家居平臺、推出客戶端APP 非常重要。九陽智能家居產品總監萬明表示，九陽憑借在小家電領域的優勢，搭建智能家居平臺、推出超級APP 是必要的。“九陽并不是簡單的通過超級APP 與智能家電互聯互通，而是通過生活電器、健康電器與運動手環、運動手表合作，共同組成一個集“健康和飲食”的超級APP。”萬明說，“九陽APP 愛下廚可以通過對飲食和運動的數據，監測各項身體指標。”可以說，在現階段APP 是智能家居重要的一環。

九陽在布局智能家居領域的清晰思路，間接反映出家電企業在涉足智能家居領域的優勢。對此，長虹家用電器集團技術總監鐘明表示，搭建智能家居平臺、推出企業自己的APP，在技術上并不難。通過自己開發的APP 和銷售的智能家電，可以很容易地將用戶連接在一起，并具備一定的粘性。

事實上，美的、海爾等國內家電巨頭在布局智能家居系統的方向和思路是清晰的。美的集團智慧研究院院長李強告訴《電器》記者，截至目前，美的智慧家居已開發出M-Smart 系統的標準版輕量版，下半年也將推出高級版協議，徹底讓娛樂、黑電、白電和其他品類之間互聯互通；完成M-Smart系統與小米系統的對接調試；智能家電管理APP（美居）2.0 版本，極大簡化流程，改善用戶體驗。此外，李強著重強調，在配件和渠道上，美的已經完成與國際主流芯片廠家高通、Marvell、博通的Wi-Fi 通信模塊的開發工作，并應用到美的智慧家電中，并與阿里、京東、蘇寧的云平臺對接，實現第三方云平臺的接入。

“從傳統時代到互聯網時代，退縮等待是死路一條。”海爾董事局主席張瑞敏如是說。在互聯網時代，張瑞敏再次調整了海爾的發展戰略。以家電制造起家的海爾，如今不再追求產品的批量化生產，而是強調“用戶個性化”。“用戶生態圈”是海爾連接用戶需求的通道。2015 年3 月，在海爾U+ 平臺一周年之際，海爾對外了全新的U+ 智慧生活APP。

毫不夸張地說，不止家電業巨頭企業在擁抱互聯網，家電企業正集體加速拓展智能家居領域。“我們在物聯網、移動互聯方面每天都有新的思考。”浙江造夢者新風機銷售總監肖建偉說，“2012 年，我們就看到智能家居的發展前景，并判斷萬物互聯將是未來的趨勢，所有的帶電的產品都將會聯網起來。傳感器、Wi-Fi 模塊以及APP 將成為數據時代不可或缺的三個關鍵環節。”

開放平臺，“超級APP”正受熱捧

受訪企業普遍表示，智能家居的未來是通過一個入口實現家里所有設備的“超級遙控”，而智能手機因小巧方便的屬性和豐富的資源是目前最被認可的控制中心。APICloud CEO 劉鑫解釋說：“家電的控制需要一個集中的入口，業界所說的超級APP更適合。我們與機智云合作，形成進一步APP ＋物聯網云的解決方案后，能讓超級APP、硬件設備、物聯網云等多個層面徹底打通。”

《電器》記者從多方渠道了解到，目前在APP 下載方面，家電企業中海爾和美的優勢明顯，互聯網企業中京東微聯、小米智能家庭、南京物聯等下載量頗高。值得一提的是，初創公司Broadlink 堪稱業界黑馬，下載量已達50 萬次。Broadlink CEO劉宗儒說：“從開始，我們就把平臺開放給所有的合作伙伴，幫助合作伙伴去做互通。另外，我們給家電廠家提供超級SDK，只要廠家之間互相授權，就可以通過平臺實現彼此的互通。”

“移動終端正處于蓬勃發展的階段，目前消費者普遍接受APP 作為智能產品與用戶交互的方式。”李強表示，“選擇APP 與智能家電進行交互，也是為后續向用戶提供更豐富的應用服務和產品體驗奠定基礎。在實現美居APP 與美的智能家電的聯動后，美的將增加美居APP 的互動能力、社交能力和電商能力，還將接入更多第三方平臺應用服務，致力于將美居APP 打造成全新的生活入口。”

憑借Wi-Fi 模組等方面的優勢，與格蘭仕、海信、鴻雁、凈美仕、TCL 等諸多家電企業展開合作的Broadlinke 于近期更新了第四代易控APP。“我們希望利用一個超級APP 去控制跨品牌跨品類的家電，提升用戶體驗。”劉宗儒認為，“用戶選擇APP 與智能家電進行交互的原因如下，一是智能手機的普及，APP 的使用頻率越來越高，如滴滴打車、大眾點評等，大眾的APP 使用習慣逐漸養成；二是現階段智能家電的控制還不能真正擺脫手機和APP。雖然部分產品可以通過傳感器聯動控制，但還是需要APP 進行設置。”

值的注意的是，在搭建“超級APP”時，企業普遍秉著開放共贏的心態。杭州白拿拿網絡科技有限公司CMO 韓曉挺告訴《電器》記者：“APP 的初衷是希望打造一個開放式的平臺。”但傳統家電企業開放方面比較謹慎。對此，鐘明表示，平臺一定是開放的，但是未來會一些標準上的協議，需要一定時間的整合。“目前美的針對智能家電管理自主開發的應用，只適用于美的家電，未來隨著M-Smart 系統平臺的開放，APP 也可以管理其他品牌的家電。”李強說，“2015 年下半年，美的將完成平臺上APP的SDK、模塊的SDK、服務器端的SDK 等中間件的開發，以便接入外部平臺，對其他品牌家電將不存在封閉性。”

韓曉挺認為，APP 作為移動互聯網極其重要的平臺，在凝聚用戶中扮演了越來越重要的作用，而智能家電是家電行業轉型與互聯網交互的必然趨勢，兩者的融合是一項全新的舉措，不僅僅提升了家電產業的生命力，更重要的是將用戶從一個單純的看客提升到信息交流主力軍。

欲借APP，劍指“互聯網生態”

事實上，超級APP 能做的事情有很多。如樂視、小米等互聯網企業對智能家居同樣“覬覦”已久，憑借小米手機、超級電視的出貨量以及各類智能硬件產品的龐大用戶群，這些企業通過客戶端的超級APP涉足智能家居領域，進而構建出一個完整的生態。正如樂視所說：“我不是一臺電視,而是一套完整的移動互聯網生態系統。”

憑借完整的家電品類以及與互聯網的深度融合，海爾在AWE 2015 上展示了海爾針對智能家居體系建立的7 大生態圈，從廚房美食、空氣、洗護、用水、安防、健康、娛樂等囊括了用戶所有的居家生活。以空氣生態圈為例，海爾為空氣生態圈打造的APP 可實現包括自定義、自聯動、自學習、自報修、云服務。正因具備如此人性化的交互與功能，APP 成為目前智能家居中重要的交互方式，也是構建生態中重要的一環。

這也是為什么除了家電企業與互聯網公司外，如Broadlink、API Cloud 云端一體APP 開發平臺等新興企業，在為家電企業推出智能化解決方案的同時，亦搭建了自己的“超級APP”。此外，和而泰、浙江達峰等家電控制器領域的上游企業也開始搭建智能家居平臺和APP。和而泰董事長兼總裁劉建偉表示，和而泰目前已推出C-life智能家居平臺與APP，并可以為有需要的企業定制各類APP。

不盡人意的“粘性”與“體驗”

雖然APP 目前是應用最為廣泛的交互方式，但在用戶體驗方面遠未成熟。劉鑫認為：“智能家電聯網之后，就存在遠程操控以及隨時通過可視化屏幕展示的方式進行互動。這就導致對某一個‘顯示和控制端’需求的存在。目前大眾用戶隨身攜帶智能手機，APP 就成了最好的‘顯示和控制端’，但從APICloud 平臺上的數據觀察，APP 用戶粘性平均水平相對較低，智能家電領域APP 的設計和使用普遍水平一般，還有很大提升空間。”

通過《電器》雜志200 份問卷調查發現，25％的用戶認為APP 粘性不夠，超過30％的用戶認為連接不夠流暢，超過一半的用戶認為APP 離不開網絡是很麻煩的事情。看來用戶對APP 目前并不滿意。小智科技CPO 陳人認為，智能家電互聯互通、用手機APP 實現人機交互只是處在探索階段，確實不夠完美，但隨著科技的進步會有更好的交互方式出現。

這些問題也是行業內考慮的問題。李強說：“APP 在兼容各種平臺時，需要考慮不同用戶體驗的融合（智能家電的配網方式）。”另外，兼容不同手機系統也是大問題，肖建偉說：“因為開發安卓系統的手機廠商特別多，每家開發的系統都有自己不一樣的地方，屏幕大小也不同，在這方面造夢者新風機花了整整4 個月時間來兼容各種版本。”

雖然“粘性”與“體驗”并不盡人意，但各企業正積極做出優化與修正。李強告訴《電器》記者，在開發APP 時，考慮比較多的是智能家電的場景應用管理方式和用戶產品體驗，短期內以智能單品的用戶體驗作為設計的主要考慮，長期來說考慮最多的是家庭內眾多智能產品的場景化應用。這與Broadlink 易控4.0 時的想法不謀而合。

在劉宗儒看來，使用APP 來控制與交互，也算是無奈之舉。他眼中的智能家居應分三步走：第一步，完成家電的聯網控制，并且產品之間可以互聯互通，APP 是控制的角色；第二步，加入傳感器，與家電形成聯動，通過傳感器讓家電、燈光、窗簾等自動感知運行，實現家庭自動化，APP是設置的角色；第三步，引入人工智能，實現更自然的人機交互。但要想真正擺脫APP，還要等到人工智能階段才可能實現。

“超級APP”或許只是過渡

“ 談‘云’、‘APP’，是現階段智能家電發展的特點。”博西家用電器大中華區數字化轉型部總監徐成茂說，“下一代智能家電發展的特點應該是大量傳感技術的使用。而在傳感器方面，家電企業是擅長的。”

值得一提的是，家電企業普遍表示，雖然不敢斷定未來哪種交互方式會成為主流，但微信控制、語音控制和體感控制都是目前企業在做的事情，如通過體感遙控的樂視電視、通過語音操控的格蘭仕冰洗產品等。

不少業內人士表示尤其看好語音交互。思必馳信息科技有限公司CEO 高始興表示，語音是最自然的交互方式，與遙控器、APP 等需要學習的交互方式相比，基于自然語言理解的語音交互無需學習，既可以“隨時、隨地、隨心”的控制智能家居設備并與其交互。“我們提倡的是‘去中心化’，允許人與機器暢通的無障礙的交流。從按鍵到觸控到語音，體現的是更自如的、更便捷的交互方式。”他認為，智能家居場景下的語音交互，是一種必然的趨勢。“手機APP 控制家電只是承載過渡階段的使命，未來必定普及語音、手勢、感應等更自然的方式。家電的智能化一定是更簡單易用的，而不是為了智能而智能，增加使用的步驟和難度。”他說。

篇9

（華南理工大學工商管理學院工業工程系，廣州 510640）

摘要：工程師在設計電梯等復雜產品系統時，很難準確全面地確定各種利益相關者的不同需求，而最終客戶需求的全面分析對于開發高附加值的、界面友好的、實用的產品至關重要。面向電梯產品的設計，基于管道管理模型以及圖形工具的引入，本文提出一種以人為中心的、面向人機交互密集的復雜產品系統的設計方法，將多種用戶多種角色納入到分析對象中，并進行了三維虛擬人體的分析，將這些角色的偏好及能力轉化為產品概念，增強了產品的適用面、舒適性與創新性。

關鍵詞 ：以人為中心；復雜產品系統；電梯；設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2015）24-0219-05

基金項目：廣東省創新方法工作項目（2013B061000004）；廣東省創新方法與決策管理系統重點實驗室開放課題基金。

作者簡介：賴朝安（1973－），男，廣西欽州人，副教授，博士，主要研究方向為產品創新、人因工程等。

0 引言

在復雜產品系統的開發流程中，各種利益相關者的需求都應被充分考慮。特別是對于存在密切人機交互的系統，人應該處于系統設計的核心位置，以保證系統可以滿足各種使用情況下的需求。在設計界，以人為中心的設計已經成為主流的觀點，以至于設計人員經常不加思考地采用。本文基于以人為中心的設計（human-centered design，HCD）進行擴展，引入行為圖、基于情景的設計（scenario-based design，SBD）準則，提出一種適合復雜產品系統的設計流程。

HCD是指在設計產品或系統時，將客戶置于設計與開發過程的中心[1]。HCD在產品開發過程中發揮重要指導作用。在激烈的市場競爭中，產品成功由客戶是否滿意決定，而客戶滿意由客戶需求的滿足來實現。HCD方法使產品設計與客戶需求匹配[2]，通過這種匹配提高產品質量、客戶滿意度與產品成功率。然而，設計與需求的匹配是困難的、不準確的[3]。客戶通過使用非技術語言來描述他們的需求。HCD方法需要將技術設計與非技術語言匹配，這種匹配準確度通常比較低。因此，大部份產品并沒有與客戶需求相匹配。

HCD的缺陷在于，HCD以已經作好技術準備為前提，一旦明確客戶需求，可以迅速地完成產品設計并推出市場。另外，以人為中心還缺乏明確的實現途徑。Don Norman在ACM通信雜志“交互設計”專欄中寫道：“這個世界上的大多數東西都是在沒有得益于以人為中心的設計方法的情況下被設計出來的，不過這些東西仍然工作得很好。...最基本的原因就是，在它們被設計時，這些物品所被用來從事的活動是經過深入理解的，這就是以行為為中心的設計”。人的行為才應該是設計的焦點。

HCD已經納入到ISO標準中。ISO 13407明確定義了HCD的4種主要活動[4]：理解并定義使用情景，定義客戶及組織的需求，制訂設計方案，并依據需求對設計進行評估。

本文的主要目標是設計一種新型的電梯產品，以支持老人、病人的特殊需求，滿足老齡化社會的需要，而相關的支撐技術并未完全具備。

基于以人為中心的啟發，具有特殊需要的人群，包括制造商、老人、病人，以及他們的護士等各種人群及其行為過程，被納入到電梯系統開發的每一步驟中：從電梯系統開發的最早的概念階段，進行用戶的行為分析，直至電梯系統設計的最終評價。

以行為為中心以及SBD是本文依據的另一方法準則。在人機交互領域中，場景已經被作為一種多個系統開發階段使用的工具，它能幫助所有的利益相關者貢獻自己的系統分析、設計與評價意見。

設計師通常使用情景來組織、論證和交流思想。情景作為語言的輔助，描述人的行為，使客戶可以融入到設計流程中，并幫助他們確定需求。通過描述多種情景下的各種行為過程，可展現出序列性的需求。在整個設計循環中，描述行為的工具可首先用于描述產品當前使用的目標與需求，然后通過迭代的設計與評估過程轉換、提煉設計目標與需求。多情景下的行為描述有助于檢驗、仿真分析、展示各種可能的設計方案結果。

1 設計流程的思考

通常，客戶需求空間向產品設計空間轉換的過程會導致信息的丟失。一些產品開發的機制，例如質量功能展開（QFD）關注產品的性能、可靠性、壽命等因素在后續開發過程中的貫徹，但與情感有關的因素由于較難獲取與描述，因而在質量功能展開過程中易于被忽略、丟失[5]。

關于開發流程，學術界及管理實踐逐漸形成了如下四種觀點[6]：門徑管理；管道管理；功能-作用原理-結構的映射過程；風險管理系統。

管道管理模型[7]為最主流的觀點，它將產品開發流程定義為：產品規劃－概念開發－系統級設計－詳細設計－測試糾正及生產起步。這一流程類似一條不斷縮窄的管道，在這一喇叭形態的“管道”中，流動著的新產品可選方案及對應的開發項目數量越來越少，而新產品方案的信息卻越來越豐富、具體。

然而這一流程模型對人機交互的需求缺乏足夠的考慮與重視。為此，文獻[8]提出，具有復雜人機交互的系統的研發流程應具有如下步驟：焦點開發－創建當前系統應用的工作流－問題定義及確定設計目標－創建未來系統應用的工作流－創建功能概要－創建物理概要－將物理概要分解至可管理的模塊。通過對當前系統應用工作流的分析，存在的問題得到全面的展示；通過對未來系統應用工作流的規劃，引導思維邊界的突破及全新觀念的產生。

基于以上研究可以設想，構建一種圖形化的、易于理解的多層次行為視圖，使非專家的普遍客戶也能參與到設計中來，也使設計工程師能更好地理解電梯行業、護理行業等多個不同領域的背景與技術，以更有效地利用所有利益相關者在設計過程中達成的共識。俗話說：一圖勝千言，在開發復雜產品系統時特別如此。下文以電梯為例說明。（圖2）

2 電梯實例

隨著老齡化社會的臨近，越來越多地需要在公共設施設計中考慮老年人、病人的需要，電梯作為一種垂直升降的公共交通設施，需要重視這一趨勢。

為此，首先在設計其轎廂內部裝潢時，應考慮到人的情感因素，盡量使電梯給人一種舒適溫馨的感受，多使用溫暖色調，避免冰冷暗淡的色調；其次，需要考慮病人以及各種醫療設備，例如病床、吊瓶架、氧氣瓶等搶救設備所需要的大尺寸空間，以及殺菌化學制劑的使用；最后，適當考慮防撞緩沖的需求，減輕相撞時的沖擊保護病床上的病人。

目前，還沒有一種電梯能滿足這一需要：不只需要考慮正常人的使用，還要考慮承載病人，運送病床及醫療設備，同時需要考慮這些特殊情況發生的偶然性，考慮電梯的可制造性、可裝配性，以盡可能降低產品成本與能量消耗，并具有較高水平的人機交互界面與可操作性。

2.1 步驟1：產品規劃

產品規劃環節由開發團隊執行，其目的是制定產品開發任務書。團隊包括如下成員：工業設計師1人，電梯設計工程師5人，制造工程師1人，醫護人員1人，醫學專業人員1人，電梯維護人員1人。經過市場的細分與分析、技術發展趨勢分析、企業戰略分析三者的匹配，最后經過頭腦風暴會議來完成產品規劃。

產品開發任務書的研究對象是：明確設計的焦點；定義新產品的概念；確認目標客戶；確認安全有效使用電梯的障礙；搜集對產品設計特征的意見。

通過產品規劃，認為新型電梯的焦點是感性設計、人機交互，在有限的空間內需要容納擔架、輪椅及病人，減少碰撞振動與不適，并進行安全高效的電梯控制操作，同時又要滿足節能環保的要求。

在開發過程的早期階段確定產品的焦點是一項困難的工作。通過這一階段，潛在的設計意圖逐漸變得清晰。

2.2 步驟2：客戶需求獲取

2.2.1 理解當前使用情景

通過歸納客戶操作電梯的行為習慣和固有特性，創建當前系統的行為圖，形成獲取多層次客戶需求的框架，這是多層次信息視圖的重要組成部份。步驟如下：

首先，以來自醫院的醫護人員，以及家有老人病人的普遍電梯客戶共50人，為訪談對象，基于步驟1確定的產品設計焦點與概念，進行面對面的半結構化的訪談（interview）。該步驟主要用于明確如下問題：需要用擔架、輪椅搬運病人時電梯的操作過程；在這過程中所遇到哪些問題，以及這些問題的條件、過程與后果；對于電梯設施有何感性需求；任何影響在執行醫護任務時安全高效使用電梯的因素。

對系統實際操作環境及客戶的全面且精確的洞察，對于系統的設計以及客戶需求的滿足至關重要。為了確認當前實踐的問題，設計者應首先將總結所獲得的設計信息轉換為行為圖，以描述當前系統的作用。僅作為示意，如圖2所示，該行為圖顯示了電梯從制造裝配、運輸、安裝維護到客戶使用的全生命周期的行為，以圖形化的直觀方式使得全面的客戶需求，且不易遺漏。圖中，方向線的粗細表示該方向所指的行為的頻率，線越粗表示該行為越常見；箭頭的方向表示行為的串行關系。

2.2.2 確認存在問題及設計目標

2.2.2.1 訪談與數據收集

基于當前使用行為圖指出的每一使用模式，圍繞如下問題進行訪談并收集數據：

①客戶在與電梯交互過程中遇到的問題，以及這些問題如何隨著客戶屬性的變化而變化；

②這些問題發生的頻率，以及對不同客戶產生的后果；

③新型電梯應如何克服這些問題；

④安全高效使用電梯的障礙；

⑤新型電梯對病人、普通用戶、電梯安裝維護人員、醫療機構、醫護人員等各種客戶有何益處；

⑥新型電梯的設計偏好。

2.2.2.2 數據組織與分析

在上述步驟系統性地收集資料的基礎上，基于質性分析的方法，尋找反映客戶需求本質的核心概念，然后通過這些概念之間的聯系建構完整的需求模型。訪談調研數據轉換為如下三個類別：需求；障礙；設計，簡潔地展示數據分析結果，如表1所示。

對原始資料進行進一步的定性分析以后，明確存在的問題及設計目標：

①電梯生產與運輸。

電梯包裝箱在很長一段時間不能引起廠商及設計人員的重視，只是簡單給以部件包裹，這才很大程度上違背了人性化的設計原則。電梯包裝箱存在如下問題：裸包裝部件遇潮濕后易生銹，不便于運輸；紙箱包裝，易損壞，不便運輸，零散易丟件。應考慮新型的包裝箱，以達到方便搬運、整齊美觀的目的。

②電梯操縱顯示器。

電梯操縱顯示器在感性需求上尤為重要。乘客首先接觸的是電梯的外部操縱顯示器，進入轎廂后同樣需要操控電梯內部的操縱顯示器，進行樓層選擇。色彩搭配以及按鈕布局排布是其感性設計的關鍵。當人在受到色彩的刺激后，會產生心理暗示，色彩搭配必須尊重這種因果關系。

③電梯的空間。

常用的電梯長度從1.3米到1.6米不等，而一部急救擔架的長度超過1.8米。狹小的電梯放不下擔架。由于患者不能顛簸晃動，醫護人員（或家屬）常常只能將擔架半豎著放進電梯，讓患者斜躺在擔架上，容易使病情加重。《住宅設計規范》(GB50096-1999)規定：“十二層及以上的高層住宅，每棟樓不能少于兩臺電梯，其中一臺電梯應該能容納擔架。”然而，開發商從成本的角度考慮，在不少的電梯上沒有執行這一規定。

④不適合行動不便人員使用。

目前電梯按鈕主要采用亮光來顯示樓層，并不適合于盲人使用。盲人進入電梯時，不便于方便的找到希望到達的樓層，所以對于盲人來說，單獨乘坐電梯很不方便。

扶手在安裝時往往有螺釘突出，行動不便人員往往難以避開，并且不美觀。

電梯震動或墜落時，電梯無適當的支撐物，震動或墜落會造成傷害，對行動不便人員的傷害特別大。

⑤電梯環境。

傳統的通風裝置是電力驅動的風扇，購置成本與使用成本較高。

2.2.3 設計未來的使用情景

在這一步驟中，將當前的使用情景轉換為未來的使用情景，如圖3所示。在未來的使用情景中，當前問題被消除，產品愿景得以實現。未來的使用情景是一種對人機交互過程的高度概括，有助于設計團隊及設計參與者理解電梯使用的環境，顯示關鍵的設計問題。

在未來的使用情景中，不需擴大轎廂的整體尺寸而低成本地實現大尺寸的空間，保證擔架可以進入并平放；行動不便的人可以舒適地保持平衡；視覺不良的人可以方便地進行目的地樓層設置，并可修正錯誤的設置；等等。生產安裝情景分析在此省略。

2.3 步驟3：系統級設計

2.3.1 功能分析

功能分析的結果展示系統功能的實現目標。對于復雜產品系統，將功能分析為多項子功能十分必要，它可以闡明問題，使設計師可以聚焦到最關鍵、最有可能實現創新的子功能上。

在檢修運行、（自動）開門、（自動）關門、自動返回基站、滿載直駛、司機操作、獨立運行、通風等基本功能，使用溫和的工業設計風格，并增加如下功能：遠程監控；PDA在線交互；可變的空間尺寸；碰撞緩沖與支撐；盲文及聲控；錯誤修正。需要在成本得到控制的情況下，在傳統的電梯上增加以上功能。

具體的功能描述在此不表，它應提供詳細的使用背景信息，以及明確的、定量的功能目標。例如，可變的空間尺寸的需求項中指出：擴大后的空間尺寸應能容納1.8米長的擔架。

通過達到以上產品功能，電梯將能更高效迅速地安裝維護，更安全、舒適地使用，減少碰撞、震動、壓力與不適。這時，開發團隊堅信，這一電梯的市場需求是廣闊的、迫切的。

在以上需求實現之前，研發團隊認識到，以上功能最困難的部份是可變的空間尺寸、碰撞緩沖與支撐、盲文及聲控等需求。

2.3.2 制定系統解決方案

在這一步驟中，依據“功能—作用原理（效應）——物理結構”的映射過程，將產品的功能要求轉化為解決方案。解決方案是具體物理結構設計的要點，它指出每一主要功能實現的關鍵點，以及主要部件的空間及結構上的關系。

解決方案應遵守功能及技術需求的約束，并基于最終用戶的需求進行評估，選擇最佳的解決方案。

在設計過程中，知識會不斷進化，因此系統結構的部件也隨之進化。解決方案可用于修正未來的使用情景，使設計意圖進一步明確。

以幾個主要的子功能為例，說明其解決方案：

①根據發明問題解決理論（TRIZ），使用“基于條件的分離”這一分離原理，以及“動態化”這一發明原理，實現動態的轎廂深度。解決方案為：轎廂下后壁可以向背離轎廂門的方向打開、折疊，充分利用井道空間，在需要運輸擔架時，通過折疊，動態產生額外的空間，提高了擔架出入時的安全性，并增加載重的均勻性。其平時可充當普通載客電梯，具備普通電梯轎廂的寬度與深度；在特殊情況下，延展電梯轎廂的深度，滿足普通人平躺在擔架上的長度要求，充當救援用的擔架電梯。因此，這一功能可增大深度卻不增加土建面積，達到節省成本與能量消耗的目的。

②碰撞緩沖與支撐功能的解決方案為：扶手連桿上套有端座外套，將扶手端座表面覆蓋，遮蓋螺釘，防止行動不靈活的人在轎廂內轉身時劃傷，同時保持轎廂內美觀。轎廂頂部安裝有吊環，在震動特別是墜落時，抓住吊環可顯著減少傷害。

③盲文及聲控功能的解決方案為：按鍵的按壓位置處設有凸起的盲人數字，按鍵連接有發聲話筒，開關、發聲話筒均與用于樓層登記的電路連接。

④通風的解決方案為：通過轎廂上的風滯壓力產生電梯轎廂中的豎直的氣流，實現免電力的通風。風扇僅在需要時打開，減少了電力消耗與使用成本。

電梯作為一種成熟產品，目前已經存在海量專利。以上的構思可能與已有專利沖突，需要進行查詢分析，避開已有的相似專利，同時基于專利挖掘，進行技術成熟度分析。對關于轎廂的專利進行分析發現：在轎廂深度調整、碰撞緩沖、盲文及聲控、通風等方面的技術都仍處于成長期，值得加大投入進行研發。

2.3.3 系統級的參數分配至模塊

通過以上步驟，從轎廂空間調整裝置、碰撞緩沖與支撐裝置、盲文及聲控裝置、通風等方面實現了電梯系統人性化創新及改良設計。

在上述步驟中，系統作為一個集成的解決方案進行思考。在模塊化的設計方案中，需將設計需要分配至模塊，是最終實現產品功能需要的必然的步驟。然而，將技術參數分配至模塊具有很高的復雜性，它需要依據兩個準則：一是保證系統的技術參數與模塊的技術參數的一致性，也就是說，實現模塊的技術參數后，能保證系統的技術參數得到保證；二是各個模塊的實現難度保持相近，不能讓某些模塊很難實現，否則會使成本不必要地上升。系統的模塊化的好處是：使得最終客戶可以按其需求定制產品。

通過對電梯的模塊化劃分，使得功能與模塊近似地具有一對一的關系。在這一設計方案中，如下5個模塊被定義：廂體、導軌、驅動、無線通訊、轎廂空間尺寸調整、碰撞緩沖與支撐、控制與顯示、通風與照明。其設計方案如圖4所示。

2.4 步驟4與5：詳細設計與測試糾正

方案的產生與方案評估密不可分。在跨功能的研發團隊組建開始，各個團隊人員以及參與設計的多種角色，都從一開始就貢獻其知識經驗，以驗證提出來的各種新構想，使得最終的解決方案更具市場可行性與可用性。在開發的后期階段，解決方案逐漸具體與可視化，設備供應商開始參與設計，以確認方案的技術可行性。由于方案表達為易于理解的形式，包括三維虛擬人體的應用情景展示，團隊可以在早期的設計階段，向商業合作伙伴證明新型電梯的高附加值。

經過可用性評估，最終的設計方案得到了較高的評價。

3 結論

本研究基于以人為中心設計的理念，提出了一種適用于復雜產品系統設計的、以人為中心的設計流程，并進行電梯系統的創新優化與改良設計，解決了電梯系統中幾個非人性化設計缺陷，規劃、定義了電梯的主要模塊，并進行了三維虛擬人體的分析，提出一種具有良好人機操作界面的綠色電梯系統。經評估認為，這一新型電梯具有較廣闊的市場需求。本文提出通過行為圖的引入，擴展了以人為中心設計的觀點，有助于將各種利益相關者的需求融合到一個框架內，并清晰展現。

本研究所提出的方法適用于電梯之外其它類型的、存在復雜人機交互的復雜產品系統的設計。

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[關鍵詞]智能電視，手勢，識別，跟蹤，體感遙控，靜態，動態；專利申請

中圖分類號：TP391.41；TN949.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）48-0169-01

1 智能電視人機交互技術概述

1.1 智能電視人機交互技術簡介

電視誕生于20世紀30年代，當時電視的主要操作方式是對電視上的機械旋鈕進行手動調節，以更改電路中的濾波裝置，從而達到切換頻道的目的。1950年，有線遙控器的誕生拉開了電視遙控技術的帷幕。到了20世紀90年代末，紅外線遙控器的誕生為遙控技術奠定了重要的地位，即使是現在，很多家庭仍然使用這種以紅外線作為調節方式的紅外線遙控器。但隨著智能電視的出現，僅擁有基本遙控調節功能的紅外線遙控器已漸漸難以與界而元素、相關功能及豐富的智能電視相匹配，因此，對傳統的紅外線遙控器進行改良成為智能電視發展的重要內容。

從2006年開始，每年智能電視領域的專利申請全球有約1200項左右，從前10名主要申請人來看，有6家是日本的企業，也就是說日本企業在智能電視領域擁有著集團優勢；而從申請地來看，最主要的市場是在美國。智能電視技術可以分解為芯片、操作系統、人機交互以及應用與服務四大領域，在這4個領域當中，目前大家比較關注的技術是人機交互。

智能電視在傳統電視的基礎上新增了很多功能，而傳統遙控器輸入效率很低，已經不能滿足智能電視的使用要求。針對智能電視的使用環境，業界目前提出的人機交互方式主要包括多功能遙控器、多屏交互技術、智能語音技術和體感遙控技術。

1.2 智能電視的交互方式及特點

智能電視的交互方式包括基于按鍵遙控器的操作、多屏互動的操作、語音控制、動作識別，交互方式的選擇決定用戶在操作過程中的用戶體驗。

（1）基于按鍵遙控器的操作

對于用戶來說，按鍵遙控器盡管按鍵繁多，功能復雜，但是操作簡單使用方便，符合傳統的使用習慣。這種基礎的控制方式包括開關機、音量調節、換臺鍵等功能按鍵的使用，己經深入人心，因此用戶對按鍵遙控器的依賴性非常大。按鍵遙控器的設計是根據用戶的需求和使用方式決定的，隨著功能的增減不斷的進行升級設計。經過精簡，現代遙控器設計操作是比較簡單直觀的。

為解決操作的復雜性導致用戶體驗差的問題，現有智能電視配備的智能體感遙控器，既兼容前者對基本節目的操作，又控制智能應用功能。保留傳統遙控方式，從造型和改變按鍵的排布方式，進行了人性化的改進設計。

（2）多屏互動的交互方式

多屏互動這種交互方式，是將電視、電腦、手機以及PC等不同的移動終端通過建立熱點相互連接，相互兼容不同的操作系統，進行同步顯示的一種交互方式，可將手機或PC作為遙控器、鼠標、鍵盤，不僅控制電視節目的觀看，還可以獲得手機中的應用，分享照片與視頻。傳統按鍵遙控器面對智能電視的復雜功能，己經很難滿足操控要求，多屏互動操控方式在不增加硬件的前提下，既經濟又實用。

（3）語音控制

語音識別技術就是讓機器通過識別和理解過程把語音信號轉變為相應的文本或命令的高技術。語音識別技術主要包括特征提取技術、模式匹配準則及模型訓練技術三個方面。

（4）動作手勢識別

動作手勢識別技術是由手型、身體動作輔以表情姿勢為符號構成的動作識別的一種技術，是人機交互模式識別領域的項重要研究內容。動作手勢識別系統可以消除健全個人與聾啞人之間交流的障礙，作為人體語言理解的一部分，動作手勢識別還可以更高效的實現人機交互。

2 智能電視中手勢識別技術專利概況

2.1 全球專利狀況

截至2015年3月底，在DWPI數據庫中檢索到智能電視中手勢識別技術的專利申請達到589項。

2.2 技術趨勢分析

經檢索得到全球范圍內智能電視中手勢識別技術的專利申請589項。

數據顯示，2008年之前，智能電視中手勢識別技術專利申請并不是很多。2008-2013年六年期間申請量數量成穩定增長的趨勢，2013年為221項申請，達到峰值。到2014年，申請量有所回落，為90項。這說明到2013年以后，整個智能電視智能遙控市場已相對較為成熟，大部分廠商已慢慢確定技術發展方向。

2.3 區域布局分析

可以看到，在智能電視的手勢識別技術領域，全球的專利申請主要集中在美國、日本、通過PCT申請、中國以及韓國，其中在美國進行的專利申請有408項，數量上排名第一，在通過PCT申請進行的專利申請有181項，數量上排名第二，而日本、在中國、韓國的專利申請量分別為176項、163項、120項。這反映出美國、日本、韓國及中國是當今相關產品的重要市場。

2.4 原創區域分析

從結果顯示出該領域全球專利申請的原創區域分布情況。從圖3可以看出，該領域原創申請的申請量排名在前的國家/地區依次為美國、日本、韓國、中國，其中在美國的原創申請268項，日本為128項。而韓國、中國和臺灣的原創申請分別為81項、46項和24項。這一方面顯示出美國在專利保護方面的優勢，能夠吸引技術朝著專利化的方向發展，另外一方面也顯示出美國在該領域的強勢地位。同時，日本與韓國在該領域的地位也不容小覷，這與其國家電子產品技術領先、銷售市場成熟有著密切聯系。

2.5 全球主要申請人分析

從結果顯示出智能電視中手勢識別技術專利申請的重點申請人及其在該領域的專利申請量。該領域的重點申請人包括三星、微軟、索尼、LG、谷歌、Intel、松下、蘋果等。其中三星、索尼、LG、松下均為代表日韓先進技術水平的電視生產廠商，而微軟的相關申請主要集中在Kinect相關產業中，谷歌則是在電視領域相關的廣告技術上進行專利布局，蘋果公司自己的原創技術并不很多，但其在技術發展中通過公司并購得到最新技術是其一貫風格。

2.6 國內專利狀況

截至2015年3月底，在CNABS數據庫中檢索到涉及有關的智能電視中手勢識別技術的專利申請達到216件。

可看到智能電視中手勢識別相關技術的國內專利申請的申請量總體量較低，呈現出階段性，從2007-2008年有小幅上漲，之后處于一個申請量平穩期，至2010年開始出現了大幅度穩定增長，到2013年達到峰值73件。與前述全球歷年專利申請量趨勢相比，每一個階段的增長均略滯后于全球歷年專利申請。可見，國內企業在該領域技術發展相對滯后于全球技術的發展，但同時也緊跟全球先進技術水平的發展。