與電腦、或任何機械的操作介面,都是一門大學問,要設計的讓人順手、不容易出錯,人體工學 (Human Factor Engineering) 是主要考量因素。對電腦的操作來說,電腦機械協會 ACM (Association of Computing Machinery) 的一個專業小組 CHI (Computer Human Interface),已經研究了 14 年,今年的年會 2009 CHI 上週在波斯頓剛開完會,藉著這個機會,簡介幾個未來的電腦使用介面,以娛讀者。
動作
藉簡單的工具衡量磁場的強度與方向、加速度,以及自動平衡的工具,可以追蹤硬體的動作,然後作適當的回應。任天堂的 Wii 遙控器可以當網球拍用,Nokia 6600 按兩下就會放音樂,把正面反過來扣到桌面就會自動關機。預防好的手機被偷,可以預設一個立體的開機擺設作為密碼,小偷拿起手機如果沒在空中擺設成預設的樣子,就會發出刺耳的尖叫。
除了移動設備,也可讓設備辨識人的肢體動作,Sony PS3 裡的 Eye,就能辨識人體的簡單動作,但尚不能辨識複雜的立體動作。以色列的 Xtr3D,比利時的 Soft Kinetic,都發展電腦視線,用紅外線感應整個人體的動作,作為電玩的介面。洛杉磯的 Oblong,更發展空間操作系統,只要戴上特製的手套,系統就能解讀肢體指令(如圖、點選放大)。
觸覺
有一種新的技術正在研發,那就是觸覺 (Haptics) 回應,最常見的是手機,來電話的時候會震動,另外一些電玩,畫面上有撞擊的場面,玩的人也感覺到撞擊的震動。觸覺回應不僅用在遊戲,更用在專業上,像 SensAble 公司的 PHANTOM,用一隻特製的筆觸動畫面影像,就感覺觸動實體一樣,這一系統已經用在外科手術模擬,實習醫生雖然看電腦畫面動手,感覺上有如切割實際的人體組織(如圖,點選放大)。
加拿大的 McGill 大學,更把這一功能用在觸摸式電腦畫面,像是視窗上的各種指令圖示,各有各的功能,手指觸及各圖示,就會感覺到不同的反應,稱之為觸覺圖示 (Haptics Icon)。依著這一方向繼續研究,專家們預估,可以用手指摸出來電腦畫面上各種材質的紋路。
說話
對電腦說話讓它做什麼事,然後電腦回話說做好了,這個場景大家並不陌生,可惜都在科幻小說與影劇裡。研究了幾十年,讓電腦說話不困難,讓電腦聽懂我們說話,仍待進一步研究,因為我們說話不能用音波分辨,兩個人雖然說同一句話、聽起來音調也差不多,所產生的音波卻完全不同。多年來的語音識別系統,僅限於狹窄的應用範圍,還要加上使用人耐心的訓練這個系統。
近年電腦的運算能量大增,比對邏輯性能也不斷加強,語音識別終於有了突破性的進展,像是 Nuance 公司的語音識別軟體 Dragon Naturally Speaking ,就有多種版本出售,尤其是專業的醫學與法律版本,已經實際應用。去年 Google 製作了 iPhone 的語音軟體,不用按鈕搜尋;另一個 iPhone 語音軟體 Vlingo,可以語錄電子郵件。手機或許沒有足夠的資源識別語音,但藉著傳輸的快速,可以傳到遠端處理再傳回手機。
實境
虛擬實境,用虛擬的資訊模擬實體的世界,恐怕要落伍了,現在是把虛擬的資訊加到實體的世界,來擴大實體世界 (Augmented Reality)。這在以前需要特殊的裝備、強大的計算資源,近年由於手機的性能大增,這一功能就普及化了。Nokia 的 Mobile Augmented Reality Application 是為 Goolge Android 手機製作的軟體,把手機的相機打開,周遭的景物攝入畫面,但立刻就有解說景物的資訊與指標浮蓋在畫面上,這些資訊是取自 NovTeq 衛星地圖系統。(如示意圖、點選放大)
把虛擬資訊與實體世界結合,不是簡單的事,還用了一些原本軍用的儀器,全球定位系統 GPS 確定準確的地理位置,數位羅盤決定手機指著哪個方向,而衡量磁場與加速的儀器決定手機的方位。Nokia 的另一軟體 Image Space,可以把地點與見聞記錄下來,分享給以後經過同一地點的人參考。
地域
全球定位系統 GPS 普及應用之後,以地域位置為介面控制電子儀器、特別是手機,也就越來越多,裝有 GPS 的手機就會告訴人你現在哪裡,世界之大卻無可循逃,但你現在的地理位置,也正是給一些實用系統的輸入資料,例如 Google 的 Latitude 手機軟體,就把你現在的位置與地圖連在一起。據統計,到去年十月為止,一共有 3000 種 iPhone 軟體,以拿手機的人的地理位置為出發點。
iPhone 的 GPS 軟體用處太多了,從現在的位置警告說你可能要趕不上火車了,或是警告你快趕不上去飛機場的火車了,或是連接火車時課表告訴你現在火車開到哪裡了。Google Android 讓你設定城市裡的壞區,一不小心走了進去,手機就劇烈震動警告,並自動撥打 119 給警察局。
思維
用思維去控制電腦,恐怕是人與電腦操作的最高階介面,當然現在還做不到,唯一相近的作法,是在嚴重癱瘓的病人腦子裡置入腦波器 Electroencephalogram (EEG),經過訓練之後,病人可以藉思維移動電腦的游標,寫出文字。用同一原理,Neurosky 公司日前推出藍牙的電玩頭盔(如圖、點選放大),有簡單的 EEG 功能,玩家可以藉此用腦力控制電玩。
除了遊戲,美國政府資助了一個稱為 Cognitive Cockpit (CogPit) 的專案,目的在減輕飛行員接收過多資訊的負擔。例如飛行員與地面通話之際,突然另有情況,地面就不宜再用通話警告飛行員,而改以顯示畫面通知,這時飛行員的 EEG 就簡化了很多,在處理上就更正確,減少意外的發生。