人机交互进化史:从文字到图像,从视觉到听觉,AI之后是BCI?原创

时间:2019-10-09 21:15来源:互联网点击:手机版

导读:

回顾人机交互的演变,我们会看到:


每一次交互变革,都是一个新智能时代的开端。


1.文字时代:键盘与CLI

最早的计算机不但笨重,操作方式也很原始:一切数据和操作指令都是通过穿孔纸带输入的,计算结果也是通过穿孔纸带输出。


人机交互进化史:从文字到图像,从视觉到听觉,AI之后是BCI?

穿孔纸带:在纸带上间隔相等的位置中,如果穿孔表示二进制1,不穿孔表示二进制0,一排固定长度的0和1就表示一个字符。


穿孔纸带的输入速度真的很慢很慢,而且信息容量非常低。光是输入现在这篇文章,可能就需要一大盘甚至一大箱纸带。


所以后来又改用带键盘的“电传打字机”作为计算机的输入设备。打字机键盘的历史(1714年)比计算机起码早200年。但作为计算机输入的专用设备,独立键盘是在70年代中期以后,随着显示器的成熟2?而出现的。之后键盘+显示器就成为了人机交互的基本模式,一直沿用到今天


最开始键盘+屏幕还是一个没有处理能力的“终端”,现在我们熟悉的个人电脑组合,还要从乔布斯说起:


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1977年问世的Apple II,是世界上最早发售的个人电脑


虽然Apple II最早成功,但真正统治这一时代的,却是IBM-PC型电脑,装有Intel的8088 处理器,运行微软的MS-DOS操作系统。


在那个时代,计算机系统还是命令行界面(CLI),靠键入操作命令来实现交互操作。屏幕仅仅只能显示80x25个字符,信息传输和处理效率都很低。而且要学习掌握各种复杂的操作命令,也不是一件容易的事情。


2.图像时代:鼠标和GUI

最先发明的鼠标和图形视窗的,其实是施乐(Xerox)公司,但却被乔布斯“偷走”并应用到了苹果电脑上:


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鼠标这一装置的专利诞生于1967年,创始人Douglas Engelbart将它称作是“显示xy位置指示器”,它被运用到了当时施乐公司秘密研制的最新电脑中。


当年(1979年12月)乔布斯听说施乐研究中心(PARC)有一些有趣的项目,就跑去参观了。另一个说法是施乐想要投资苹果,乔布斯答应了,但提出参观研究室作为附加条件。


然后在PARC,乔布斯和苹果工程师们就看见了在PARC工作站Altos上用鼠标操作的图像用户界面。实际上乔布斯第一次看见后非常兴奋,次日把整个苹果Lisa/Macintosh软件团队都带去了。


然后在1983年1月,苹果推出了第一款支持鼠标有GUI的个人电脑:Lisa,而使用相同GUI技术的Macintosh是在次年1984推出并被更多人熟知。


施乐虽然最早发明鼠标,但却非常昂贵而且不好用。乔布斯和苹果进行改良之后,鼠标才真正变得实用起来。GUI虽然也不是苹果最早发明的,但图形交互逻辑却是从Macintosh才开始成熟的。


图形交互界面(GUI)是一次划时代的交互革命。


  • 命令行界面CLI下,交互信息仅仅是80x25个字符的文本组合。
  • 而图形界面GUI下,交互信息至少是640x480像素的图形组合。

当计算机屏幕能够灵活、准确地绘制任意图案之后,人机交互突破了文本语言的局限,进入了更高效的视觉形象阶段,交互信息从量到质都有了巨大的提升。同时GUI大大降低了计算机的使用门槛,从有了GUI开始,个人电脑才真正得到普及(虽然最终的普及不是苹果而是微软)。


时至今日,GUI仍然是人机交互的核心。


3.触控时代:手机和触摸屏

与人们想象中不同的是,多点触控技术并非由苹果公司发明,而是早已有之,早在1985年就有了比较成熟的应用,比如Blackberry、Pocket PC、Symbian S60等。只不过那时候都是以电阻屏为主,用一只压强笔,代替鼠标完成软件需要的指点操作。 而用手指触控的电容屏,因为无非精准定位的关系,一直得不到广泛的应用。


直到2007年,重返苹果的乔布斯,在发布会上展示了那部划时代的智能手机。


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最初让人印象最深刻,是那一块“巨大”的3.5英寸屏幕,然后在乔布斯打开图片浏览器之后,更大的冲击降临了:图片会跟随着手指的动作放大缩小!


乔布斯和苹果的伟大之处,是创造了革命性的极简交互:不需要太精准的定位,通过手指的滑动/双击/长按/手势来实现交互逻辑,彻底丢掉了鼠标(而不是模拟鼠标),将智能设备的操作门槛和使用体验带到了一个全新的高度。


毫无疑问,iPhone 重新定义了智能设备,人机交互全面进入了触控时代。


(此处致敬伟大的乔帮主)


每一次划时代的人机交互变革,都离不开这个天才和他创造的公司!


“Simple is perfect(简单即完美)”,乔布斯的极简和闭环设计理念,为我们带来了极为出色的人机交互体验,使得从2岁到80岁的每个人,都能够用上电脑、手机、平板等智能设备。


乔布斯一人开创了个人电脑和智能手机两个伟大的时代。有趣的是,这两个时代的最终统治者,却都不是他的苹果。(一个是微软视窗,一个是谷歌安卓)


令人痛惜的是:下一次交互革命来临之际,我们却再也看不到乔布斯的身影了。


4.后屏幕时代:极限在哪?

个人电脑从1984年Macintosh到现在,35年不变的一直是键盘鼠标和屏幕。智能手机从2007年到现在,也走过足足一个“小时代”,依然还是跟初代一样的触屏交互。


没有新的人机交互模式,但同时交互信息量却越来越大。于是就扩大屏幕吧!这样就能显示更多的信息了。然而屏幕尺寸毕竟是有极限的,该怎么办呢?


  • 聪明的厂家们就换了个思路:提高分辨率

屏幕分辨率从最早的VGA到SVGA,发展到现在已经是 2K标配,4K主流,8K高端。 当视网膜已经无法分辨像素,再提高分辨率对交互的意义就不大了。于是只好又扩大屏幕尺寸,直到很快大到我们能接受的极限。


接下来怎么办?


  • 聪明的厂家们又换了个思路:提高屏占比

于是乎全面屏、折叠屏、环绕屏,各种无所不用其极的屏幕设计都相继出现了。


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小米Mix:第一部全面屏手机


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华为Mate X:最酷的折叠屏手机


这一次,我们中国的品牌第一次超过欧美,走到了时代的前沿。


提高手机屏占比的意义,是充分利用设备表面,将GUI界面扩展到极致。增加信息量的同时,用虚拟触控淘汰低效的物理按键。


  • 下一步:虚拟屏幕
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很快我们也都能像钢铁侠这样耍酷了


随着云计算、5G、VR/AR等技术的成熟,虚拟屏幕将会使GUI突破设备尺寸的限制。 未来我们看得到、摸得着的地方,都有可能变成一个触控屏幕


5. AI语音时代:从交互到交谈

人和人之间的交流,是以视觉(图像)和听觉(语音)为主。


而人机交互从一开始,就建立在视觉触觉的基础上。


我们一直在研究语音输入和合成技术,希望能让智能设备“像一个人”一样跟我们“对话”,只是效果一直都不理想。直到人工智能AI的出现和成熟。


我们没法让电脑“像人一样说话”,其实是因为它们还不能“像人一样思考”。


直到Siri出现:


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被玩坏的Siri:第一个“智能”的语音助手


Siri是2010年被苹果收购的。它原本是乔布斯心目中的下一代人机交互,只可惜他刚刚把Siri装入iPhone 4S,之后就匆匆远赴天国了。


失去乔布斯的苹果Siri毫无进取之心,智商水平提升缓慢,逐渐被其他对手超越。如今,亚马逊的Alexa已经奠定了语音交互的第一宝座,Google助手也正在快速跟上。?而Siri只是作为果粉调笑的对象,继续活着和蠢着,直到它的最后一个创始人也选择离开。


6.脑机时代:人机交互的终点?

史蒂夫·乔布斯走了,埃隆?马斯克来了。


在马斯克看来,借助外物的人机交互始终是隔靴搔痒,还不如一步到位:把大脑和电脑直接连起来。反正无论是图像、声音还是触觉,最后都要传输到大脑去处理的。


于是这位现实版“钢铁侠”创办了一个神经科技公司Neuralink,并在2019年7月发布了一项最新的脑机接口(Brian-computer interface,简称BCI)装置,掀起了一场风暴。


【配图:脑机接口】


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Neuralink在发布会上演示了其已经在小鼠身上实验过的一款设备,该设备可将 1500 个电子探针送入小鼠大脑,能够同时从多个神经元中提取信息。


根据Neuralink一篇已发表的白皮书,Neuralink 已经在动物身上进行了至少 19 次手术,植入电线成功率达 87%。


马斯克表示:Neuralink团队已经成功地让一只猴子通过大脑控制电脑。他还透露,明年还有可能进行人类患者临床试验。


这不就是现实版的《黑客帝国》和《攻壳机动队》嘛?


其他科技巨头也都在研发脑机接口,并且有“侵入”和“非侵入”两种不同的技术路线。


简单的理解:"侵入"就是往你脑子里插电线,"非侵入"就是在你脑袋上贴膏药。


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非侵入脑机接口:原型就是这个土样


当然,脑机接口(BCI)还需要与虚拟现实(VR)技术结合,才能实现完整的交互。


虽然还没真正走到临床应用,但这种充满科幻意味的技术,已经引发了很多对伦理问题的担忧。比如:“重新定义人类”、“让机器和人结合”,等等。令人对未来浮想联翩。



小结

  • 人机交互技术每一次划时代的变革背后,都是更高智能水平对交互效率的更高要求。
  • 我们正在努力让AI“听懂”人类的语言,也在努力让AI“看懂”人类的世界。
  • 随着AI智能水平的提高,它会越来越像一个人,然后与我们“意念交流”。

终有一天,你会找(mai)到那个与你“心有灵犀”的终身伴侣,但Ta却不是人类…


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