爱华网最近的一些展会和实验室研究新成果，通过人与机器在视觉、听觉或触觉上的对话，展示了更多令人惊奇的可能性
本刊记者 匡冬芳
“技术”和“变化”从某种意义上来说，几乎是同义词。 苹果(www.apple.com.cn)公司所开发的iPhone首次把触摸屏技术以手机的方式带到大众面前，它的热销，证明一款优秀的人机交互手机是多么受到人们的青睐。而任天堂的Wii动作感应控制器使人们在视频游戏时实现了真正意义上的人机互动。最近的一些展会和实验室研究新成果，则通过人与机器视觉、听觉或触觉上的对话，展示了更多令人惊奇的可能性。 视觉对话：智能钢笔 人们发现，尽管iPhone的触摸屏键盘带来了更多新鲜的体验，但在输入信息时，也显得不那么方便。在德州仪器(www.ti.com.cn)公司最近举办的“德州仪器发展会议”（TheTexasInstrumentsDeveloperConference）上，位于美国波士顿郊区的CandleDragon公司，研制出一种“智能钢笔”，吸引了那些厌恶敲击手机键盘的人们。 这只独特的笔，可以让用户在普通纸上精心勾勒描绘图案，然后通过邮件或蓝牙输送到电脑显示器、手机、PDA等电子设备上去。除了能够直接读取所写的文字外，如果是英文的话，还可以通过文字认证功能读取为文本数据。 智能钢笔实际上是一种内置了红外线发射功能和电池的圆珠笔。在纸上书写的文字会转化为红外线信号，被充电器所接受，并通过三角测量原理以及红外线的高速频闪来确定书写位置。这种新产品特别适用于艺术家、建筑师、工程师等有特殊需求的人们。“一笔在手，感觉就更自然。它能让你更流畅地表达思想。”CandleDragon公司的CEOArkadyPittel说，“这个产品不仅大大节省了时间，也改善了工作质量。” 无声的交流 但无论是键盘敲击，还是智能钢笔，对于那些口齿不清楚、行动不方便的残疾人士来说，并不是一个很好的解决方案。从逻辑上说，丧失了语言能力、且行动不便的人，要与机器进行沟通是非常艰难的。然而，一家位于伊力诺斯的名为Ambient的公司，声称他们可以解决这个问题。 早在去年，Ambient公司通过其“Audeo”技术，发明出一种通过思维来控制行动的轮椅。这款轮椅可以感知人们的思维—精确地说，是可以感知到大脑传送给声带的信号，并传送到轮椅装置，从而对轮椅发出前进、停止等指令。如今，该公司决定把同样的技术运用到手机会话中去，感知人们想说的话，然后通过电子语音发出声音。据Ambient公司的CEOMichaelCallahan称，“Audeo可以使无声交流变得几乎像大脑里的想法一样容易。” 在德州仪器发展会议上，Callahan给德州仪器公司的特殊应用产品部副总经理MikeHames拨打了一个无声的电话,演示了世界上第一台无声手机的通话全过程。Audeo技术通过一个绑在人们脖子上的无线传感器，来捕捉由大脑传送给声带的神经活动，然后通过模拟数字技术把它转化为语言，通过蓝牙把信息传送给手机。由于借助了德州仪器公司超低能耗的单片机微控制器（MSP430MCUs），使用时间可以持续超过八个小时。 Ambient公司计划首款无声通话产品将在今年底推出。但他也指出，“这种技术的开发过程并没有结束，因此我们所能提供的沟通也很有限。但在目前还没有其他更好选择的情况下，还是非常有用的。”这对于那些患有肌肉硬化症或因为其他疾病表现出运动、语言障碍的人们来说，无疑是一个福音。 Callahan预测，将有300万美国人以及世界各地的6000万人从这种技术中深深获益。“我们的第一步目标将面向英语用户，但我们的技术可以跨越语言障碍，人们说其他的语言也是可以的。”Callahan认为最终目标是形成一个社区，把所有需要这些设备的人们聚集起来，这样他们就可以相互交流了。 可触摸的虚拟世界 Ambient公司是通过感应运动神经元，为特殊需要的人群解决人机互动的需求。来自美国卡内基米隆大学的一项研究成果，却可以使人们在进行电脑设计或在电脑上操纵虚拟三维物体时，清晰感知三维物体的结构质地等特征，无疑在触觉感应上往前迈进了一大步。 这项由卡内基米隆大学RalphHollis教授和他的团队研究出来的技术，非常适用于网络游戏环境和虚拟世界模拟训练。相比卡内基米隆大学的磁悬浮触觉界面，我们不得不说任天堂在Wii游戏中所用的那些动作感应和力反馈技术只属于小儿科。与其他依赖于马达或机械拉杆来提供力反馈的触觉界面有所不同，这种技术利用磁悬浮和一个单独的运动装置，给用户提供高度真实的体验。通过操纵界面，用户可以感觉到三维物体的质地结构、软硬度等特征，甚至当操纵运动的方位发生变化时，还可以感觉到光线的变化。 磁悬浮触觉界面是一个名为"flotor"的碗状装置，碗状装置当中依靠磁力悬浮着一个控制杆。用户操纵控制杆，通过电力和磁悬浮之间的相互作用，配合相应的感应器和内置的软件，可以带来力反馈效果，使人们直接和电脑三维图像进行互动。Hollis介绍说，这个技术可以用在虚拟牙医技术模拟训练中去，从而让牙医们在课堂上直观感受到坚硬的珐琅牙齿和柔软的组织。“我们的目标是使触觉体验达到透明。触觉研究的目标原则之一，就是摈弃设备限制，把用户体验直接带到虚拟模拟环境中去。 相比用鼠标控制光标在屏幕上做小范围的运动，用户进行的是无触点活动，因此Hollis指出，习惯了磁悬浮力反馈设备之后的用户，将会完全沉浸在三维图像和触觉反馈体验当中去，从而忽视了空间的限制。“这个技术主要的缺点在于动作范围是有限的。”Hollis说，“你可以在20毫米范围内运动。然而，当你关注于图像当中，你事实上不会注意到自己的手是在小范围内活动。你完全沉浸在图像当中去了。 从触感的精确度来说，磁悬浮触觉界面也远远高于传统的动作感应和力反馈技术。卡内基米隆大学负责技术转移的项目经理RobConway说，由于磁悬浮模拟不需要像其他模拟工具那样的机械装备，因此可以消除摩擦力、缝隙、跳跃、粘力等因素带来的影响，使用户感受到“精确到微米范围的人工环境”。 来自IDC(www.idc.com.cn)产业研究公司的分析家RichardShim认为，触觉反馈毫无疑问具有非常广泛的吸引力，因为我们居住在一个“可以触摸的世界”。有些人认为触觉反馈只是一个骗人的把戏，但显然不是这样的。他强调说，尽管目前在游戏和培训领域已经有了一些明显的应用，但同样也可以应用到企业当中——比如说为了感知图表中某一个重要的点。 磁悬浮界面目前仍然处在雏形阶段，Hollis预计将会在今年夏末投入商业应用。尽管Hollis并没有透露将会把这种技术运用到哪些方面，但可以据此做出预测，磁悬浮界面极有可能被应用到工程设计、娱乐、模拟、机器人远程控制、医学牙科培训等领域中，而它的潜在应用亟待进一步发掘。
