一場(chǎng)人與機(jī)器的對(duì)話

　　最近的一些展會(huì)和實(shí)驗(yàn)室研究新成果，通過人與機(jī)器在視覺、聽覺或觸覺上的對(duì)話，展示了更多令人驚奇的可能性。

　　“技術(shù)”和“變化”從某種意義上來說，幾乎是同義詞。

　　蘋果(www.apple.com.cn)公司所開發(fā)的iPhone首次把觸摸屏技術(shù)以手機(jī)的方式帶到大眾面前，它的熱銷，證明一款優(yōu)秀的人機(jī)交互手機(jī)是多么受到人們的青睞。而任天堂的Wii 動(dòng)作感應(yīng)控制器使人們?cè)谝曨l游戲時(shí)實(shí)現(xiàn)了真正意義上的人機(jī)互動(dòng)。最近的一些展會(huì)和實(shí)驗(yàn)室研究新成果，則通過人與機(jī)器視覺、聽覺或觸覺上的對(duì)話，展示了更多令人驚奇的可能性。

　　視覺對(duì)話：智能鋼筆

　　人們發(fā)現(xiàn)，盡管iPhone的觸摸屏鍵盤帶來了更多新鮮的體驗(yàn)，但在輸入信息時(shí)，也顯得不那么方便。在德州儀器(www.ti.com.cn)公司最近舉辦的“德州儀器發(fā)展會(huì)議”（The Texas Instruments Developer Conference）上，位于美國波士頓郊區(qū)的CandleDragon公司，研制出一種“智能鋼筆”，吸引了那些厭惡敲擊手機(jī)鍵盤的人們。

　　這只獨(dú)特的筆，可以讓用戶在普通紙上精心勾勒描繪圖案，然后通過郵件或藍(lán)牙輸送到電腦顯示器、手機(jī)、PDA等電子設(shè)備上去。除了能夠直接讀取所寫的文字外，如果是英文的話，還可以通過文字認(rèn)證功能讀取為文本數(shù)據(jù)。

　　智能鋼筆實(shí)際上是一種內(nèi)置了紅外線發(fā)射功能和電池的圓珠筆。在紙上書寫的文字會(huì)轉(zhuǎn)化為紅外線信號(hào)，被充電器所接受，并通過三角測(cè)量原理以及紅外線的高速頻閃來確定書寫位置。這種新產(chǎn)品特別適用于藝術(shù)家、建筑師、工程師等有特殊需求的人們。“一筆在手，感覺就更自然。它能讓你更流暢地表達(dá)思想。” CandleDragon公司的 CEO Arkady Pittel說，“這個(gè)產(chǎn)品不僅大大節(jié)省了時(shí)間，也改善了工作質(zhì)量。”

　　無聲的交流

　　但無論是鍵盤敲擊，還是智能鋼筆，對(duì)于那些口齒不清楚、行動(dòng)不方便的殘疾人士來說，并不是一個(gè)很好的解決方案。從邏輯上說，喪失了語言能力、且行動(dòng)不便的人，要與機(jī)器進(jìn)行溝通是非常艱難的。然而，一家位于伊力諾斯的名為Ambient的公司，聲稱他們可以解決這個(gè)問題。

　　早在去年，Ambient公司通過其“Audeo”技術(shù)，發(fā)明出一種通過思維來控制行動(dòng)的輪椅。這款輪椅可以感知人們的思維—精確地說，是可以感知到大腦傳送給聲帶的信號(hào)，并傳送到輪椅裝置，從而對(duì)輪椅發(fā)出前進(jìn)、停止等指令。如今，該公司決定把同樣的技術(shù)運(yùn)用到手機(jī)會(huì)話中去，感知人們想說的話，然后通過電子語音發(fā)出聲音。據(jù)Ambient公司的CEO Michael Callahan 稱，“Audeo可以使無聲交流變得幾乎像大腦里的想法一樣容易。”

　　在德州儀器發(fā)展會(huì)議上，Callahan 給德州儀器公司的特殊應(yīng)用產(chǎn)品部副總經(jīng)理Mike Hames撥打了一個(gè)無聲的電話, 演示了世界上第一臺(tái)無聲手機(jī)的通話全過程。Audeo技術(shù)通過一個(gè)綁在人們脖子上的無線傳感器，來捕捉由大腦傳送給聲帶的神經(jīng)活動(dòng)，然后通過模擬數(shù)字技術(shù)把它轉(zhuǎn)化為語言，通過藍(lán)牙把信息傳送給手機(jī)。由于借助了德州儀器公司超低能耗的單片機(jī)微控制器（MSP430 MCUs），使用時(shí)間可以持續(xù)超過八個(gè)小時(shí)。

　　Ambient公司計(jì)劃首款無聲通話產(chǎn)品將在今年底推出。但他也指出，“這種技術(shù)的開發(fā)過程并沒有結(jié)束，因此我們所能提供的溝通也很有限。但在目前還沒有其他更好選擇的情況下，還是非常有用的。”這對(duì)于那些患有肌肉硬化癥或因?yàn)槠渌�疾病表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)、語言障礙的人們來說，無疑是一個(gè)福音。

　　Callahan預(yù)測(cè)，將有300萬美國人以及世界各地的6000萬人從這種技術(shù)中深深獲益。“我們的第一步目標(biāo)將面向英語用戶，但我們的技術(shù)可以跨越語言障礙，人們說其他的語言也是可以的。” Callahan認(rèn)為最終目標(biāo)是形成一個(gè)社區(qū)，把所有需要這些設(shè)備的人們聚集起來，這樣他們就可以相互交流了。

　　可觸摸的虛擬世界

　　Ambient公司是通過感應(yīng)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，為特殊需要的人群解決人機(jī)互動(dòng)的需求。來自美國卡內(nèi)基米隆大學(xué)的一項(xiàng)研究成果，卻可以使人們?cè)谶M(jìn)行電腦設(shè)計(jì)或在電腦上操縱虛擬三維物體時(shí)，清晰感知三維物體的結(jié)構(gòu)質(zhì)地等特征，無疑在觸覺感應(yīng)上往前邁進(jìn)了一大步。

　　這項(xiàng)由卡內(nèi)基米隆大學(xué)Ralph Hollis教授和他的團(tuán)隊(duì)研究出來的技術(shù)，非常適用于網(wǎng)絡(luò)游戲環(huán)境和虛擬世界模擬訓(xùn)練。相比卡內(nèi)基米隆大學(xué)的磁懸浮觸覺界面，我們不得不說任天堂在Wii游戲中所用的那些動(dòng)作感應(yīng)和力反饋技術(shù)只屬于小兒科。與其他依賴于馬達(dá)或機(jī)械拉桿來提供力反饋的觸覺界面有所不同，這種技術(shù)利用磁懸浮和一個(gè)單獨(dú)的運(yùn)動(dòng)裝置，給用戶提供高度真實(shí)的體驗(yàn)。通過操縱界面，用戶可以感覺到三維物體的質(zhì)地結(jié)構(gòu)、軟硬度等特征，甚至當(dāng)操縱運(yùn)動(dòng)的方位發(fā)生變化時(shí)，還可以感覺到光線的變化。

　　磁懸浮觸覺界面是一個(gè)名為"flotor"的碗狀裝置，碗狀裝置當(dāng)中依靠磁力懸浮著一個(gè)控制桿。用戶操縱控制桿，通過電力和磁懸浮之間的相互作用，配合相應(yīng)的感應(yīng)器和內(nèi)置的軟件，可以帶來力反饋效果，使人們直接和電腦三維圖像進(jìn)行互動(dòng)。Hollis介紹說，這個(gè)技術(shù)可以用在虛擬牙醫(yī)技術(shù)模擬訓(xùn)練中去，從而讓牙醫(yī)們?cè)谡n堂上直觀感受到堅(jiān)硬的琺瑯牙齒和柔軟的組織。 “我們的目標(biāo)是使觸覺體驗(yàn)達(dá)到透明。觸覺研究的目標(biāo)原則之一，就是擯棄設(shè)備限制，把用戶體驗(yàn)直接帶到虛擬模擬環(huán)境中去。

　　相比用鼠標(biāo)控制光標(biāo)在屏幕上做小范圍的運(yùn)動(dòng)，用戶進(jìn)行的是無觸點(diǎn)活動(dòng)，因此Hollis指出，習(xí)慣了磁懸浮力反饋設(shè)備之后的用戶，將會(huì)完全沉浸在三維圖像和觸覺反饋體驗(yàn)當(dāng)中去，從而忽視了空間的限制。“這個(gè)技術(shù)主要的缺點(diǎn)在于動(dòng)作范圍是有限的。” Hollis說，“你可以在20毫米范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。然而，當(dāng)你關(guān)注于圖像當(dāng)中，你事實(shí)上不會(huì)注意到自己的手是在小范圍內(nèi)活動(dòng)。你完全沉浸在圖像當(dāng)中去了。

　　從觸感的精確度來說，磁懸浮觸覺界面也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的動(dòng)作感應(yīng)和力反饋技術(shù)。卡內(nèi)基米隆大學(xué)負(fù)責(zé)技術(shù)轉(zhuǎn)移的項(xiàng)目經(jīng)理Rob Conway說，由于磁懸浮模擬不需要像其他模擬工具那樣的機(jī)械裝備，因此可以消除摩擦力、縫隙、跳躍、粘力等因素帶來的影響，使用戶感受到“精確到微米范圍的人工環(huán)境”。

　　來自IDC(www.idc.com.cn)產(chǎn)業(yè)研究公司的分析家Richard Shim認(rèn)為，觸覺反饋毫無疑問具有非常廣泛的吸引力，因?yàn)槲覀兙幼≡谝粋�(gè)“可以觸摸的世界”。有些人認(rèn)為觸覺反饋只是一個(gè)騙人的把戲，但顯然不是這樣的。他強(qiáng)調(diào)說，盡管目前在游戲和培訓(xùn)領(lǐng)域已經(jīng)有了一些明顯的應(yīng)用，但同樣也可以應(yīng)用到企業(yè)當(dāng)中——比如說為了感知圖表中某一個(gè)重要的點(diǎn)。

　　磁懸浮界面目前仍然處在雛形階段，Hollis預(yù)計(jì)將會(huì)在今年夏末投入商業(yè)應(yīng)用。盡管Hollis并沒有透露將會(huì)把這種技術(shù)運(yùn)用到哪些方面，但可以據(jù)此做出預(yù)測(cè)，磁懸浮界面極有可能被應(yīng)用到工程設(shè)計(jì)、娛樂、模擬、機(jī)器人遠(yuǎn)程控制、醫(yī)學(xué)牙科培訓(xùn)等領(lǐng)域中，而它的潛在應(yīng)用亟待進(jìn)一步發(fā)掘。