人机交互系统
一门技术科学
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人机交互系统（Human- computer interaction， HCI）又称交互系统、用户界面、人机界面、人机接口等，是研究人与 计算机及其他设备之间通过通信，在最大程度上为人们完成 信息管理、服务和处理等功能，并能使计算机及其他设备真正成为人们工作学习生活助手的一门技术科学。人机交互系统具有健壮性、友好性、灵活性和透明性的特点。[1][2]
人机交互系统的发展与计算机的发展基本同步，主要经历了手工操作和命令行交互、图形用户界面交互、自然人机交互三个阶段。1946年，美国 宾夕法尼亚州诞生了首部通用计算机 埃尼阿克，操作者根据不同功能面板上的 切换键来进行数据的录入。20世纪60年代中期至80年代，计算机使用的是以小键盘为主的指令行界面。20世纪70年代，施乐公司在Alto 计算机中首次开发了位映像图形显示技术，为第一代 人机界面，即WIMP界面奠定了基础。1984年， 苹果公司将WIMP技术引入到微机领域。次年， Microsoft公司推出Windows操作系统。此后，直接操作界面及WIMP模式广泛使用。1995年，linois大学研发出“CAVE”虚拟现实系统，实现了沉浸式体验。2006年， 以色列 PrimeSense公司推出了基于Light Coding技术的3D 传感器PrimeSense。2011年，Tobii推出了带人眼追踪技术的产品，使用户仅使用眼睛运动来控制系统。同年，Culus公司推出具有良好体验效果的头戴式显示装置0cuusRi。[6][4][5][7][8]2015-2022年，随着大量虚拟现实产品的出现促进了VR技术的发展革新，同时也在无形地推进更好的用户体验产品研发，人机交互也进入自然人机交互阶段。[8]
当前，人机交互系统是基于 计算机的系统，由软件系统和 硬件系统组成。其中，软件是人机交互系统的核心，而相应的硬件系统设备则为软件的正常运行提供了基础保障和运行环境。[9]人机交互系统的工作原理是将物与物的信息转换为数字信息，再通过人与人的交互来获取人与物的联系。[10]人机交互系统的关键技术有触屏技术、 语音处理技术、体感动作识别技术等。[11]截止2024年，人机交互的类型主要有语音交互、视觉交互、可穿戴交互、脑电交互、触觉交互等。[1][12][13][14][15]未来，研究如何实现自然、便利和无所不在的人机交互，是现代 信息技术、人工智能技术研究的至高目标，也是数学、信息科学、智能科学、 神经科学，以及生理、心理科学多科学交叉的新结合点，并将引导着21世纪前期信息和 计算机研究的热门方向。[16]