人机交互的过去现在和未来

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,二级,三级,四级,五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,人机交互的过去现在和未来,概念,人机交互技术,(Human-Computer Interaction Techniques),，是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现,人与计算机对话,的技术。,它包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息与提示请示等；人通过输入设备给机器输入有关信息与提示请示等；人与机器之间的对话互动等。,人机交互技术是计算机用户,界面设计中的重要内容之一。它,与认知学、人机工程学、心理学,等学科领域有密切的联系。,2,开展,人机交互技术的开展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的开展史。目前，大概分为以下几个开展阶段：,1、早期的手工作业阶段，如卡片纸带；,2、作业控制语言与交互命令语言阶段，如DOS命令；,3、图形用户界面GUI阶段；,4、网络用户界面的出现；,5、多媒体智能人机交互阶段；,6、意念控制阶段；,3,过去,穿孔卡片穿孔纸带键盘鼠标,输入笔扫描输入条形码、扫描仪、光电阅读器等,4,穿孔卡片,穿孔卡片用于输入数据和程序，直到上世纪,70,年代中期还在广泛应用。,5,穿孔卡片,上图是一条,Fortan,程序表达式,Z(1) = Y + W(1),6,穿孔纸带,穿孔纸带既用来输入数据，也可以用来输出数据。每一行代表一个字符。,7,穿孔纸带,纸带分,8,单位和,5,单位纸带，就,是一排有,8,个孔的是,8,单位，,5,个,是,5,单位，这就是,8,单位。前面,大批空白是引导带。,纸带输入机有光电式和电容式,两种。一般每秒可以读,1000,行。,RDG-1,光电纸带输入机是,5-8,单,位两用纸带输入机，或称纸带,阅读机，除适用计算机输入外，,还可用于各种控制系统，机床程序控制。,制造厂：沈阳计算机外部设备厂,当年出厂价：,1900,元,8,键盘,9,键盘,键盘伴随着作业控制语言命令，如：dir/format/copy,10,鼠标,鼠标伴随着图形化操作系统GUI的开展,11,输入笔,需求促进技术的开展，技术又带来新的应用,12,输入笔手写输入,手写输入指的是手机通过内置的触控笔在手机屏幕上手写，手机通过内部的识别系统把手写的各种字体转换为手机可识别的标准字体显示在手机屏幕上，这样就大大的提高了输入的速度。,13,条形码,条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规那么排列，用以表达一组信息的图形标识符。常见的条形码是由反射率相差很大的黑条简称条和白条简称空排成的平行线图案。条形码可以标出物品的生产国、制造厂家、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等许多信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。,14,条形码,二维码,二维条码/二维码2-dimensional bar code是用某种特定的几何图形按一定规律在平面二维方向上分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的；在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑根底的“0、“1比特流的概念，使用假设干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图象输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。,15,扫描仪,扫描仪是利用光电技术和数字处理技术，以扫描方式将图形或图像信息转换为数字信号的装置。,扫描仪可分为滚筒式扫描仪、平面扫描仪，近几年有了笔式扫描仪、便携式扫描仪、馈纸式扫描仪、胶片扫描仪、底片扫描仪和名片扫描仪等。,三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继,GPS,技术之后的一次技术革命。,16,光电阅读器,光电阅读机考试阅卷机是利用光电转换原理将规定格式的住处卡上的光学信息符号转换成计算机能处理的电信号的装置。信息卡通常是张纸制卡片，纸上一些确定位置印有涂写信息的矩形或圆形标志区，用铅笔等对一些标志涂黑以后，光电转换部件便能通过卡片的反光或投射能力识别这些信息，并将其转换为电信号。,17,还有？,请大家补充,18,现在,触摸技术：一切都可以作为信息显示和触摸识别反响的载体。,语音交互：智能语音交互是基于语音输入的新一代交互模式，通过说话就可以得到反响结果。典型的应用如iPhone 4S后推出的SIRI。,体感交互肢体控制：直接使用肢体动作与机器互动，而无需使用任何控制设备。包括3D 虚拟现实、空间鼠标、游戏手柄等，典型的应用如微软Xbox游戏机中的游戏。,刷脸支付：,19,现在,触摸技术,：,公共场所的触摸屏、银行,ATM,柜员机、,IPAD/IPHONE,上各种应用等。未来：,无媒介,！,20,触摸技术,21,触摸技术,22,语音交互,语音交互技术：从识别听懂话，自然语言理解，到理解话的意思，并按照要求去执行！,23,语音交互,应用：百度导航中的语音交互！,24,肢体控制,肢体控制跳舞毯、互动游戏机IPAD上的打网球模拟,25,肢体控制,26,肢体控制,27,肢体控制,28,“霍金方式,当霍金不再能讲话时，必须用特别方法传达信息，对方一手拿着一张字母卡，另一手一个字母一个字母地用食指指，当指到霍金想要的字母时，霍金会扬起眉毛，这样，可以慢慢地把整个单字拼出来。后来，电脑专家华特沃特斯送给他一个称为“平等者的程式，可以让他在屏幕上选择单字、单词或字母。平等者的字汇大约有25003000个单字，并内建了一个语音合成器。 平等者本来是执行于台式电脑，护士伊莲的先生大卫梅森是电脑工程师，大卫在霍金的轮椅上设置了一台小电脑，并且将平等者安装在小电脑里。这样，霍金就不再需要找人做他的翻译，霍金很快乐地说：与在我失去说话功能前相比，我现在可以更如意地传达信息。霍金仍旧可以稍微操控他的手来开启开关，每分钟大约能给出15个单字。每一次演讲前，他会事先准备好讲义，然后用语音合成器把内容发表出来。有些人觉得语音合成器给出的声音具有美国或斯堪地那维亚口音。霍金原本希望换成英国口音，但后来习惯了，反而觉得那就是他的声音。,霍金的安康仍旧在缓慢恶化，2005年，他开场使用脸颊肌肉的运动来控制他的通讯设备，每分钟大约可以输出一个字。由于这疾病很可能引起闭锁症候群，霍金正与神经学专家研发出一套新系统，让电脑将他的脑波图样翻译为词句。,29,“霍金方式,30,刷脸支付,把脸凑近手机，“滴一声，就付完钱了日前，阿里集团董事局主席马云在德国汉诺威通信和信息技术博览会上，向德国总理默克尔与中国副总理马凯，演示了蚂蚁金服的Smile to Pay扫脸技术。这项最新的支付认证技术由蚂蚁金服与Face+合作研发，可以在购物后的支付认证阶段通过扫脸取代传统密码。为了证明刷脸支付有效，马云还特地为嘉宾从淘宝上网购了1948年的德国汉诺威纪念邮票。,早期的指纹识别、眼角膜识别,31,北京旷视科技旗下的新型视觉效劳平台，由3位清华大学学生创办，都是中学搞OI比赛的。2021年10月，获得联想之星百万级天使投资。2021年7月，获得创新工场百万美元A轮投资。2021年10月16日，Face+ v3.0 版本上线，在这一版本中将人脸识别API免费提供了出来，开发者不再需要付费调用人脸识别技术。,32,联合创始人杨沐、印奇、唐文斌从左至右,33,印奇：清华姚期智实验班本科，从本科开场在MSRA微软亚洲研究院实习加全职工作共四年时间，研发了微软当时核心的人脸识别系统，被广泛应用在X-box和Bing等微软产品中。后赴美国哥伦比亚大学攻读3D相机方向博士学位，师从computational camera的行业泰斗，学习两年后phd quit回国正式创业。有多项国际专利和顶级论文发表。,34,唐文斌：清华姚期智实验班本科，初中绍兴一中开场参加OI，先后屡次获得acm、codejam等各类编程比赛冠军。曾经担任国家信息学竞赛总教练7年之久，负责从高中选拔天才儿童参加国际信息编程奥林匹克比赛IOI。清华研究生阶段，专注社交挖掘和图像检索，曾获ECML best student paper runner-up和google topcoder target。,35,杨沐：清华姚期智实验班本科，曾获国际信息学奥林匹克竞赛IOI2007金牌福州三中。曾参与多个开源工程，是一个“码力超强的NB架构师。现在在领导团队进展整个大规模并行系统的搭建。,36,未来,脑机交互,意念控制,37,脑机交互,“意念操控，是利用人类的脑波操控。通俗地讲，人类在进展各项生理活动时都在放电。心脏跳动时会产生12毫伏的电压，眼睛开闭会产生56毫伏的电压，而思考问题时大脑会产生1毫伏的电压。如果用科学仪器测量大脑的电位活动，那么在荧幕上就会显示出波浪一样的图形，这就是“脑波。,脑机交互Brain-Computer Interface，简称BCI，是指在人脑与计算机等外部设备之间建立直接的连接通路。通过对于脑电信息的分析解读，将其进一步转化为相应的动作，这就是用“意念操控物体的根本原理。,脑机交互可以指通过大脑思维对其他设备进展控制，也可以反过来，对人脑进展控制。,38,脑机交互,浙医二院、浙大研究院脑机接口研究有重大进展。,39,脑机交互,到目前为止，脑机交互技术主要应用于医疗领域。比方，对于瘫痪病人来说，脑机交互技术可以先读取脑信号，并将信号编译为程序，进而由机械假肢之类的外部设备执行并完成动作，到达辅助瘫痪病人的目的。换句话说，病人只用思维和意念就可以控制电子假肢。,40,脑机交互,汽车就成为人类意识的外延，汽车可以与人脑直接相连。利用脑机交互技术，可以获取到很多现在无法得到的驾驶员的信息，而这些信息如果能够传递给汽车，那么驾驶的体验将会得到很大的提升。比方汽车可以监控驾驶员是否昏昏欲睡，是否注意力集中，是否处于不良情绪中等等。当汽车感知到驾驶员的疲劳时，可以自动的发出警报，开启收音机，摇下车窗甚至是自动停车。或者汽车感知到驾驶员处于暴怒的情绪，就会,自动的为你调整速度。或者,检测到有酒精或者毒品刺激,的类似状态，就发动不了汽,车。类似的潜在应用还有很,多，但是最重要的一点就是，,脑机交互技术能够提升驾驶,的平安性。,41,看过电影?阿凡达?的人一定不会忘记影片中这样一个桥段：在潘多拉星上，下身瘫痪的的前海军战士杰克萨利躺在密封舱中，通过头上戴着的复杂设备，利用意念操控人造的混血阿凡达。 当然，潘多拉星和阿凡达只是导演卡梅隆的虚构，利用意念操控阿凡达自然也不可能发生。但是你或许不知道，利用“意念操控物体已经不再是人类的空想。,意念控制脑控,42,意念控制脑控,技术包括生物科学大脑构造、神经元，皮层、脑电信号采集，但目前还不能实现读心术、认识科学、信息科学、纳米科学等,43,意念控制脑控,44,意念控制脑控,45,目前，硅谷创业公司Neurosky已经将庞大的脑波监测设备缩减至一个头戴式耳机的大小，并且仅仅需要一个金属触点就可以实现对于脑波的测量，这种便携式的设备也使脑波技术的大规模民用化成为可能。凭借这方面的技术优势，这家成立仅仅7年的公司迅速成长为行业内的领军企业。,2021年的美国消费电子展CES上，全球最大的玩具厂商美泰公司推出了基于脑波技术的玩具MindFlex。MindFlex是一款脑波控制玩具，玩家可以用“意志让小球悬浮至空中，意念越专注，小球就漂浮越高。,意念控制脑控,46,意念控制脑控,47,2021年6月，美国明尼苏达大学的华人科学家贺斌教授带着的研究团队展示了他的意念控制研究成果。与以往需要在大脑中植入电极的意念控制技术不同。贺斌教授最新的意念控制技术完全是无创的，无需进展大脑植入操作。使用者只需戴上一个帽子，通过帽子上的电极即可记录下使用者的脑电波。电脑对这些数据进展处理后将之转化为另一种电子信号，通过Wifi传递至飞行器的接收器，从而控制飞行器的飞行动作。贺斌教授团队展示了如何利用自己的意念操控一架模型直升机在空中飞行、俯冲、上升，甚至可以毫无困难地穿越以气球做成的环形形障碍物。,意念控制脑控,48,意念控制脑控,49,2021年浙江大学学生樊钰、史浩等人研发的意念控制系统获得全国大学生虚拟仪器大赛三等奖，可以通过眨眼选择系统功能，集中注意力执行系统功能，实现意念控制机械手、音视频播发、互联网信息发送、轮椅模型和玩游戏等。,2021年11月浙江大学学生樊钰、史浩等人研发的基于Wifi通信的意念控制视频车，其设计中可以通过注意力控制赛车的速度。,意念控制脑控,50,意念控制脑控,51,2021年1月浙江大学樊钰、童路遥等组建青芒创新创业团队，研发意念控制风扇灯、意念控制赛车、意念控制飞行器等，并在浙江省科技馆进展展览，获得了众多有影响力的媒体报道。意念控制风扇灯中用户可以通过注意力控制风扇的转动，风扇转起来以后上面会显示出设置的文字，非常炫酷。意念控制赛车中中用户可以通过注意力控制赛车的启停与速度，双人意念比拼受到了众多家人和小朋友的喜爱。意念控制飞行器中用户可以通过注意力控制飞行器的高度，用户注意力越集中飞行器的飞行高度越高。,意念控制脑控,52,53,讨论,信息技术学科的核心素养是什么？,加拿大、美国、英国等国家的技术课程,编程一小时公益活动网站的意义,54,江苏,(,信息,),技术学科的未来,55,谢谢！,56,谢谢大家！,结 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