告别鼠标和键盘，重新定义人性的新用户界面：计算机的未来 P1
告别鼠标和键盘，重新定义人性的新用户界面：计算机的未来 P1
首先是打孔卡； 然后是标志性的鼠标和键盘。 我们用来与计算机互动的工具和系统使我们能够以我们祖先无法想象的方式控制和构建我们周围的世界。 可以肯定的是，我们已经走了很长一段路，但是当涉及到用户界面（UI，我们与计算机系统交互的方式）领域时，我们还没有看到任何东西。
有人可能会说，以关于 UI 的章节来开始我们的“计算机的未来”系列很奇怪，但正是我们使用计算机的方式将赋予我们在本系列其余部分探索的创新意义。
每当人类发明了一种新的交流方式——无论是语音、文字、印刷机、电话、互联网——我们的集体社会都会因新思想、新形式的社区和全新的产业而蓬勃发展。 未来十年将见证下一次演变，通信和互连性的下一次飞跃，完全由一系列未来的计算机接口介导……它可能会重塑人类的意义。
无论如何，什么是“好的”用户界面？
十多年前，戳、捏和刷电脑让它们做我们想做的事情的时代开始了。 对许多人来说，它是从 iPod 开始的。 曾经我们习惯于通过点击、打字和按下坚固的按钮来将我们的意愿传达给机器，而 iPod 普及了在圆圈上向左或向右滑动来选择你想听的音乐的概念。
此后不久，触摸屏智能手机进入市场，引入了一系列其他触觉命令提示，如戳（模拟按下按钮）、捏（放大和缩小）、按住和拖动。 由于多种原因，这些触觉命令很快在公众中获得了关注：它们是新的。 所有很酷（著名）的孩子都在做这件事。 触摸屏技术变得廉价和主流。 但最重要的是，这些动作让人感觉直观、自然。
这就是优秀的计算机 UI 的意义所在：构建更自然的方式来与软件和设备互动。 这就是指导您将要了解的未来 UI 设备的核心原则。
在空中戳、捏和滑动
截至 2018 年，智能手机已取代大部分发达国家的标准手机。 这意味着世界上的大部分人现在都熟悉上述各种触觉命令。 通过应用程序和游戏，智能手机用户已经学会了各种各样的抽象技能来控制他们口袋里的相关超级计算机。
正是这些技能将使消费者为下一波设备做好准备——这些设备将使我们能够更轻松地将数字世界与我们的现实世界环境融合在一起。 因此，让我们看一下我们将用于导航未来世界的一些工具。
露天手势控制。 2018年，我们还处于触控的微时代。 我们仍然在移动生活中戳、捏和滑动。 但这种触摸控制正在慢慢让位于一种露天手势控制。 对于那里的游戏玩家来说，您与此的第一次互动可能是玩过度活跃的 Nintendo Wii 游戏或 Xbox Kinect 游戏——这两款游戏机都使用先进的动作捕捉技术来匹配玩家动作和游戏化身。
嗯，这项技术并不仅仅局限于视频游戏和绿屏电影制作，它很快就会进入更广泛的消费电子市场。 一个引人注目的例子就是名为 Project Soli 的 Google 企业（观看其惊人的简短演示视频 此处）。 该项目的开发人员使用微型雷达来跟踪您的手和手指的细微动作，以模拟露天而不是屏幕上的戳、捏和滑动。 这种技术将有助于使可穿戴设备更易于使用，从而对更广泛的受众更具吸引力。
三维界面. 将这种露天手势控制沿着其自然进程进一步发展，到 2020 年代中期，我们可能会看到传统的桌面界面——可靠的键盘和鼠标——慢慢被手势界面取代，与电影《少数派》中流行的风格相同报告。 事实上，UI 研究员、科学顾问和 Minority Report 中全息手势界面场景的发明者 John Underkoffler 目前正在研究 现实版——他称之为人机界面空间操作环境的技术。 （他可能需要为此想出一个方便的首字母缩写词。）
使用这项技术，您有一天会坐在或站在大型显示器前，并使用各种手势来控制您的计算机。 它看起来真的很酷（见上面的链接），但正如您可能猜到的那样，手势可能非常适合跳过电视频道、指向/单击链接或设计 XNUMXD 模型，但写长时它们不会那么好用论文。 这就是为什么随着开放式手势技术逐渐被纳入越来越多的消费电子产品中，它很可能会加入互补的 UI 功能，例如高级语音命令和虹膜跟踪技术。
是的，这款不起眼的物理键盘可能会持续到 2020 年代。
触觉全息图. 我们都亲自或在电影中看到的全息图往往是光的 2D 或 3D 投影，显示物体或人在空中盘旋。 这些预测的共同点是，如果你伸手去抓住它们，你只会得到少量的空气。 到 2020 年代中期，情况将不再如此。
新技术（见示例： 一种 和 二) 正在开发以创建您可以触摸的全息图（或至少模仿触摸的感觉，即触觉）。 根据所使用的技术，无论是超声波还是等离子投影，触觉全息图将开辟一个全新的数字产品行业，我们可以在现实世界中使用。
想一想，您可以拥有一个全息键盘，而不是物理键盘，无论您站在房间的哪个位置，它都能为您提供打字的物理感觉。 这项技术将成为主流 少数派报告开放界面 并可能结束传统桌面的时代。
想象一下：有一天，您可以不用携带笨重的笔记本电脑，而是携带一个可以投射可触摸显示屏和键盘全息图的小型方形晶片（可能是薄外置硬盘驱动器的大小）。 更进一步，想象一个只有一张桌子和一把椅子的办公室，然后通过一个简单的语音命令，整个办公室就会在你周围投影——一个全息工作站、墙壁装饰、植物等。未来购买家具或装饰可能涉及访问应用商店以及访问宜家。
与您的虚拟助手交谈
在我们慢慢重新构想触控 UI 的同时，一种新的、互补的 UI 形式正在出现，对于普通人来说可能感觉更直观：语音。
亚马逊发布了其人工智能 (AI) 个人助理系统 Alexa，以及与其一起发布的各种语音激活家庭助理产品，在文化上引起了轰动。 作为人工智能领域的领导者，谷歌急于效仿，推出了自己的家庭助理产品套件。 总之，这两家科技巨头之间数十亿美元的竞争导致声控、人工智能产品和助手在一般消费市场中得到迅速、广泛的接受。 虽然这项技术还处于早期阶段，但这种早期的增长突增不应被低估。
无论你喜欢亚马逊的 Alexa、谷歌的助手、iPhone 的 Siri 还是 Windows Cortana，这些服务都旨在让你与手机或智能设备交互，并通过简单的口头命令访问网络知识库，告诉这些“虚拟助手”什么你要。
这是一项了不起的工程壮举。 即使它不是很完美，技术也在迅速改进。 例如，谷歌 公布 2015 年 2020 月，它的语音识别技术现在只有 XNUMX% 的错误率，而且还在萎缩。 当您将这种下降的错误率与微芯片和云计算发生的大规模创新（在即将到来的系列章节中概述）结合起来时，我们可以预期到 XNUMX 年虚拟助手将变得非常准确。
更好的是，目前正在设计的虚拟助手不仅能完美理解你的演讲，而且还能理解你提出的问题背后的背景； 他们会识别出你的语气发出的间接信号； 他们甚至会与你进行长篇对话， 她的-样式。
总体而言，基于语音识别的虚拟助手将成为我们访问网络以满足日常信息需求的主要方式。 同时，之前探索的 UI 的物理形式可能会主导我们的休闲和以工作为中心的数字活动。 但这并不是我们 UI 之旅的终点，远非如此。
可穿戴设备
在讨论 UI 时，我们还必须提到可穿戴设备——您佩戴甚至插入体内的设备，以帮助您与周围的世界进行数字交互。 与语音助手一样，这些设备将在我们如何与数字空间互动方面发挥支持作用； 我们将在特定上下文中将它们用于特定目的。 然而，由于我们写了一个 可穿戴设备的整章 请通过 WestEd 就业网页，在我们的 互联网的未来 系列，这里不再赘述。
增强我们的现实
展望未来，整合上述所有技术是虚拟现实和增强现实。
在基本层面上，增强现实 (AR) 是使用技术以数字方式修改或增强您对现实世界的感知（想想 Snapchat 过滤器）。 这不应与虚拟现实 (VR) 混淆，在虚拟现实中，现实世界被模拟世界所取代。 借助 AR，我们将通过不同的过滤器和丰富的上下文信息层看到我们周围的世界，这将帮助我们更好地实时导航我们的世界并（可以说）丰富我们的现实。 让我们从 VR 开始简要探讨这两个极端。
虚拟现实。 在基本层面上，虚拟现实 (VR) 是利用技术以数字方式创建身临其境且令人信服的现实视听幻觉。 与目前（2018 年）在获得大众市场接受之前遭受各种技术和社会障碍的 AR 不同，VR 在流行文化中已经存在了几十年。 我们已经在大量面向未来的电影和电视节目中看到了这一点。 我们中的许多人甚至在旧的拱廊和以技术为导向的会议和贸易展览中尝试过原始版本的 VR。
这次不同的是，今天的 VR 技术比以往任何时候都更容易获得。 由于各种关键技术（最初用于制造智能手机）的小型化，VR 头戴式耳机的成本已经急剧下降，以至于 Facebook、索尼和谷歌等巨头公司现在每年都向大众发布价格实惠的 VR 头戴式耳机。
这代表了一种全新的大众市场媒体的开始，它将逐渐吸引成千上万的软件和硬件开发人员。 事实上，到 2020 年代后期，VR 应用程序和游戏将产生比传统移动应用程序更多的下载量。
教育、就业培训、商务会议、虚拟旅游、游戏和娱乐——这些只是众多廉价、用户友好和逼真的 VR 可以并且将会增强（如果不是完全颠覆的话）的应用中的一小部分。 然而，与我们在科幻小说和电影中看到的不同，人们整天在 VR 世界中度过的未来还有几十年的时间。 也就是说，我们将整天使用的是 AR。
增强现实。 如前所述，AR 的目标是在您对现实世界的感知之上充当数字过滤器。 在观察周围环境时，AR 可以增强或改变您对环境的感知，或提供有用且与上下文相关的信息，帮助您更好地了解您的环境。 为了让您更好地了解它的外观，请查看以下视频：
第一个视频来自 AR 领域的新兴领导者 Magic Leap：
接下来，是一部来自 Keiichi Matsuda 的短片（6 分钟），讲述了 2030 年代 AR 的样子：
从上面的视频中，你可以想象 AR 技术有一天会启用几乎无限数量的应用程序，正是因为这个原因，大多数科技巨头——谷歌, Apple, Facebook, 微软, 百度, 英特尔等等——已经在对 AR 研究进行大量投资。
建立在前面描述的全息和开放式手势界面的基础上，AR 最终将取代迄今为止消费者成长过程中使用的大多数传统计算机界面。 例如，当您可以戴上一副 AR 眼镜并看到虚拟台式机或笔记本电脑出现在您面前时，为什么还要拥有台式机或笔记本电脑。 同样，您的 AR 眼镜（以及后来的 AR隐形眼镜) 将取消您的实体智能手机。 哦，别忘了你的电视。 换句话说，今天的大多数大型电子产品都将数字化为应用程序的形式。
早期投资以控制未来 AR 操作系统或数字环境的公司将有效地破坏并控制当今电子行业的很大一部分。 另一方面，AR 还将在医疗保健、设计/架构、物流、制造、军事等领域拥有一系列业务应用，我们将在我们的未来互联网系列中进一步讨论这些应用。
然而，这仍然不是 UI 未来的终点。
使用脑机接口进入矩阵
在控制机器方面，还有另一种比运动、语音和 AR 更直观和自然的交流形式：思想本身。
这门科学是一个称为脑机接口 (BCI) 的生物电子学领域。 它涉及使用大脑扫描设备或植入物来监控你的脑电波，并将它们与命令相关联，以控制计算机运行的任何东西。
事实上，您可能还没有意识到，但 BCI 的早期阶段已经开始。 截肢者现在 测试机器人肢体 由大脑直接控制，而不是通过附着在佩戴者残肢上的传感器。 同样，患有严重残疾的人（例如四肢瘫痪的人）现在 使用 BCI 引导他们的电动轮椅 并操纵机械臂。 但帮助截肢者和残疾人过上更独立的生活并不是 BCI 的能力范围。 以下是目前正在进行的实验的简短列表：
控制事物。 研究人员已经成功展示了 BCI 如何允许用户控制家庭功能（照明、窗帘、温度）以及一系列其他设备和车辆。 手表 演示视频.
控制动物。 一个实验室成功地测试了一个 BCI 实验，在该实验中，人类能够制作 实验室老鼠移动它的尾巴 只用他的想法。
大脑到文本。 一个瘫痪的人 使用了大脑植入物 每分钟输入八个单词。 与此同时，球队在 US 和 德国 正在开发一种将脑电波（思想）解码为文本的系统。 初步实验证明是成功的，他们希望这项技术不仅可以帮助普通人，还可以为严重残疾的人（如著名物理学家斯蒂芬霍金）提供更轻松地与世界交流的能力。
脑对脑。 一个国际科学家团队能够 模仿心灵感应 让一个印度人认为“你好”这个词，通过 BCI，这个词从脑电波转换为二进制代码，然后通过电子邮件发送到法国，在法国，二进制代码被转换回脑电波，以被接收者感知. 脑对脑的交流，人！
记录梦想和回忆。 加州伯克利的研究人员在转换方面取得了令人难以置信的进展 脑电波转化为图像. 测试对象在连接到 BCI 传感器时会看到一系列图像。 然后将这些相同的图像重建到计算机屏幕上。 重建的图像非常粗糙，但考虑到大约十年的开发时间，这个概念验证有一天会让我们放弃我们的 GoPro 相机，甚至记录我们的梦想。
我们会成为巫师，你说？
首先，我们将为 BCI 使用外部设备，这些设备看起来像头盔或发带（2030 年代），最终将让位于大脑植入物（2040 年代后期）。 最终，这些 BCI 设备将我们的思维连接到数字云，然后充当我们思维的第三个半球——因此，当我们的左右半球管理我们的创造力和逻辑能力时，这个新的、云计算的数字半球将促进能力人类经常在速度、重复性和准确性方面达不到 AI 对手的水平。
BCI 是新兴神经技术领域的关键，该领域旨在将我们的思想与机器融合，从而获得两全其美的优势。 没错，到 2030 年代并在 2040 年代后期成为主流，人类将使用 BCI 来升级我们的大脑，以及相互交流和与动物交流、控制计算机和电子设备、分享记忆和梦想，以及浏览网络。
我知道您在想什么： 是的，这确实迅速升级.
但是，尽管所有这些 UI 进步都令人兴奋，但如果没有计算机软件和硬件方面同样令人兴奋的进步，它们将永远不可能实现。 这些突破是本《计算机的未来》系列的其余部分将探索的内容。
计算机系列的未来
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