2019南京大学人机交互暑期学校-第一天

part 1
课程: 中国人机交互发展的思考?
讲师: 戴国忠
讲师简介: 戴国忠,中国科学院软件研究所总工程师,ACM人机交互学会中国分会主席、中国自动化学会计算机图形学和 CAD 专业委员会主任、中国计算机学会 CAD 和计算机图形学专业委员会委员。主要研究计算机图形学、计算机用户界面和人机交互研究。
课程简介:
本次课程从引子出发介绍了人机交互ABC、人机交互新思想、笔式用户界面的理论和方法实践、平板电脑与笔式交互时代的反思。
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图1 戴国忠:中国人机交互发展的思考

1.人机交互ABC
(1)学科特点:人文性、革命性、交叉性、发展模式。
(2)重要性:“人机交互和信息处理”为四项重大信息技术之一,它在IEEE-CS和ACM共同完成的14个计算机学科分支主领域中排第九。
(3)现状:各项应用中只有桌面计算发展较快;人机交互和用户界面成为计算机应用的主要短板;不同种类的交互技术引发世纪之思;同时其科学定义、课程、实验室规模和数量相对不足,是一个被忽视的重要领域。
(4)研究目标:实现认知空间和计算空间的相互映射。
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图2 单词看CHI

2.人机交互新思想
(1)RBI: Reality-Based Interaction
(2)CHS: Cyber-Human System
(3)TMSP:Technology-Mediated Social Participation
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图3 基于上述新思想,提出自然交互

3.笔式用户界面的理论和方法实践
-笔式交互的技术基础
-笔式交互和笔式用户界面
-纸笔隐喻
-人机交互的心理学模型
-笔迹计算
-PBUI界面范式
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图4 PBUI界面范式

4.平板电脑时代的反思(-迎接笔式交互时代)
随着交互时代的不断发展,折叠屏和大屏触摸一体机逐渐得到应用,平板电脑将会终结PC机吗?
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图5 迎接笔式交互时代

part 2
课程: 人机交互的过去、现在和未来
讲师: 任向实
讲师简介: 任向实,教授,现任日本高知工科大学信息学院教授、博士生导师、人机交互研究室主任、国际交流中心委员、中国科学技术协会首批海外“海智计划”专家、IEEE Senior Member。一直从事人机交互领域的基础理论和应用等方面的研究。
课程简介:
1.人机交互的实质
人机交互是人和对人发出的信息有反馈的人造物之间的交互,具有普遍性和广泛性,它也是一门涉及设计、评估和实现供人使用的交互式计算系统以及研究其周围主要现象的学科。图形交互界面只是人机交互中的一种范式。
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图6 人机交互的普遍性和广泛性

2.人机交互的目的
主流学说认为它可以让人们生活的更美好、安全、舒适、方便,或者提升人体器官的能力。任老师认为根据Maslow的模型,更高层次的目的是提升人的智慧和潜能。融合东西方思维,通过和机器、技术共同促进发展提高人类的生存概率。
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图7 Maslow模型与人机共协

3.人机交互的大趋势
(1)第一次浪潮:工业工程和人体工程学背景下,优化人类和机器之间的配合。
(2)第二次浪潮:受认知心理学启发,强调人与机器之间信息处理的相似性。
(3)第三次浪潮:回归人类,着眼于人机交互中的社会和情感等方面。
(4)第四次浪潮:结合积极心理学和认知神经科学,考虑身心健康、创造力、情感、道德观、自我实现等因素。
(5)第五次浪潮:人机共协,或者说是人机共生2.0。
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图8 人机共协(HEC)

4.如何学习人机交互
(1)去相关的研究室实习
(2)以开放的心态接触对应及相关的学术会议
(3)阅读专业书籍:《Bootstrapping》、《The Media Lab》
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图9 人机交互的学习

part 3
课程: 全球人机交互前沿技术及发展方向
讲师: 田丰
讲师简介: 田丰,中国科学院软件研究所研究员、所长助理,国家重点研发计划首席科学家,国家优秀青年基金获得者,现担任ACM SIGCHI中国分会主席、中国计算机学会人机交互专委会秘书长。从事人机交互相关研究工作,在笔式界面模型和方法、复杂笔迹结构理解和智能交互技术,笔式人机交互关键应用等方面取得了代表性研究成果。
课程简介:
1. 人机交互的发展历程
从主机时代、个人电脑时代,再到移动计算时代,人机交互的方式也从批处理、命令行,到图形界面、自然交互。人机交互决定了人类使用信息技术的模式,其改革推动了信息技术的广泛普及。
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图10 人机交互的发展

2. 全球热点前沿技术
输入:体感交互、捕捉手势运动中的雷达波、肌肉电信号
输出(以眼镜为例):Google glass、Micro Holo Lens、magicleap
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图11 涉及的关键技术

3. 我国的布局
人机交互催生了新型产业——智能穿戴,促进了传统产业的升级换代,对我国经济发展起到重要推动作用。并且它能满足我国高端应用领域的重大需求(如船舶虚拟现实操控训练),也对国防现代化建设具有重要意义(如数字单兵生理监控)。
上述产业升级存在的共性挑战有:交互场景的复杂性、交互通道的多样性以及交互信息的海量性。
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图12 国家重大战略需求

4. 目前研究进展
基于三类应用套件(智能电子教学、远程办公会议、智能辅助诊断),中科院软件所团队开发了三个软件工具(自然人机交互软件开发工具、云端融合的交互意图理解平台、多感知自然交互技术工具集)和两个硬件平台(组合式可穿戴动作捕捉及肢体交互硬件平台、大幅面高分辨触控硬件平台)。
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图13 研究进展总结

5. 未来发展方向
(1)人工智能是一种用机器模拟人的智能,正处于蓬勃发展期,但仍存在一定的局限性,如就事论事没有悟性、有专才无通才、有智商没情商。需要和CHI协同共进。
(2)人类智能与机器智能的有机协同,包括人机智能体间和人机共生体内。人机共生将是人类社会的新常态。
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图14 未来发展方向
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