分析智能人機(jī)交互的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及發(fā)展方向,機(jī)械工程論文

分析智能人機(jī)交互的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展及發(fā)展方向,機(jī)械工程論文內(nèi)容摘要：闡述了人機(jī)交互與人工智能的關(guān)系,介紹了人機(jī)融合智能的探尋求索方式方法,即把人與機(jī)器有機(jī)融合在一起;分析了智能人機(jī)交互當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展;最后分析人機(jī)交互將來發(fā)展的重點(diǎn)方向是感悟交互和急需解決的倫理問題。本文關(guān)鍵詞語：人工智能;人機(jī)交互;人機(jī)融合智能;ResearchonStandardizationofHuman-computerInteractionTechnologyintheEraofArtificialIntelligenceAbstract：Thispaperexplainstherelationshipbetweenhuman-computerinteractionandartificialintelligence,introducestheexplorationmethodofhuman-computerfusionintelligence,thatis,manandmachineareorganicallyintegrated;Analyzesthecurrentstandardizationprogressofartificialhuman-computerinteraction;Finallyanalyzesthefuturedevelopmentdirectionofhuman-computerinteractionisperceptioninteractionandethicalissuesthatneedtobesolvedurgently.1引言在人工智能時(shí)代,隨著計(jì)算機(jī)、手機(jī)以及更多嵌入式系統(tǒng)如家電設(shè)備、可穿戴設(shè)備、機(jī)器人等的出現(xiàn),使研究人機(jī)之間的信息交換具有重要意義。然而智能時(shí)代下應(yīng)用場景的變化導(dǎo)致新的需求,如交互方式不自然、效率不高等,對(duì)人機(jī)交互提出了宏大的挑戰(zhàn)。怎樣應(yīng)對(duì)瞬息萬變的態(tài)勢,實(shí)現(xiàn)相對(duì)智能化的深度態(tài)勢感悟,以輔助人類實(shí)時(shí)、高效、科學(xué)的進(jìn)行決策,已成為人機(jī)交互需要研究的關(guān)鍵問題。2人機(jī)交互與人工智能的關(guān)系人工智能研究的主要目的是使機(jī)器能夠勝任一些通常需要人類智能才能完成的復(fù)雜工作。人機(jī)交互本質(zhì)是人機(jī)共在,主要研究人和計(jì)算機(jī)之間的信息交換。人工智能和人機(jī)交互是相輔相成、互相促進(jìn)的關(guān)系。人工智能驅(qū)動(dòng)了人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展和變革。在人類輸入方式上,從五筆到拼音到語音,從鍵盤到鼠標(biāo)到觸屏,人機(jī)交互方式越來越人性化,但不是很高效自然。通過語音辨別、圖像辨別等人工智能技術(shù),人類不用被迫去適應(yīng)機(jī)器,出現(xiàn)了語音、手勢、情感等交互方式,人類能夠用更自然的方式與機(jī)器進(jìn)行交互。人機(jī)交互為人工智能提供了應(yīng)用需求和研究思路。人機(jī)交互首先應(yīng)發(fā)展的是人機(jī)對(duì)話,當(dāng)下的智能產(chǎn)品如蘋果的Siri、微軟的小冰、亞馬遜的Echo等都使人機(jī)對(duì)話方式更高層次效自然,能夠講人機(jī)對(duì)話的需求推動(dòng)了人工智能的發(fā)展。3人機(jī)融合智能人工智能技術(shù)發(fā)展到一定程度,為知足更多需求,人類開場研究人機(jī)融合智能,它既包括人工智能的技術(shù)研究,也包括機(jī)器與人、機(jī)器與環(huán)境及人、機(jī)、環(huán)境之間關(guān)系的探尋求索。人機(jī)融合智能是當(dāng)前發(fā)展重點(diǎn),人機(jī)融合智能是由人、機(jī)、環(huán)境系統(tǒng)互相作用而產(chǎn)生的新型智能系統(tǒng),圖1是人機(jī)融合智能的原理。它與人的智慧、人工智能不同,詳細(xì)表如今三個(gè)方面:首先是智能輸入端,它是把設(shè)備傳感器客觀采集的數(shù)據(jù)與人主觀感悟到的信息結(jié)合起來,構(gòu)成一種新的輸入方式;其次是智能的數(shù)據(jù)/信息中間處理經(jīng)過,機(jī)器數(shù)據(jù)計(jì)算與人的信息認(rèn)知融合起來,構(gòu)建起一種獨(dú)特的理解途徑;最后是智能輸出端,它把機(jī)器運(yùn)算結(jié)果與人的價(jià)值決策互相匹配,構(gòu)成概率化與規(guī)則化有機(jī)協(xié)調(diào)的優(yōu)化判定。人機(jī)融合智能也是一種群體智能形式,不僅包括個(gè)人還包括眾人,不但包括機(jī)器裝備還牽涉機(jī)制機(jī)理,關(guān)聯(lián)自然和社會(huì)環(huán)境、真實(shí)和虛擬環(huán)境等。圖1人機(jī)融合智能的原理人機(jī)融合智能需要界定角色和責(zé)任,以及制定人機(jī)協(xié)作的規(guī)則,這種功能分配的根本源頭在于怎樣把人類的需求、功能及策略轉(zhuǎn)換成機(jī)器感悟、能力和執(zhí)行,即怎樣把人的感悟/理解/預(yù)測/反應(yīng)與機(jī)器的輸入/處理/輸出/迭代有機(jī)地融合在一起。4智能人機(jī)交互標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展人機(jī)交互與人工智能的關(guān)系從過去的此起彼伏逐步變成了當(dāng)下的互相促進(jìn),以圖形用戶界面、鼠標(biāo)鍵盤為主的實(shí)物用戶界面和手機(jī)、平板電腦、透明觸屏為主的觸控用戶界面等人機(jī)交互方式很難使人、機(jī)、環(huán)境實(shí)現(xiàn)高效自然的交互。近年來,隨著人臉辨別、聲紋辨別、語音辨別、手勢辨別、姿態(tài)辨別、情感辨別等人工智能技術(shù)的進(jìn)步,智能算法與人機(jī)交互出現(xiàn)了相互融合的趨勢。當(dāng)前在筆/手勢、語音視覺、情感計(jì)算等單一通道人機(jī)交互領(lǐng)域出現(xiàn)了一些非常重要的標(biāo)準(zhǔn)。筆/手勢交互是人機(jī)交互領(lǐng)域重要的研究方向,而將人工智能方式方法引入筆/手勢交互,能夠?qū)崿F(xiàn)更智能、更自然的交互效果。國內(nèi)外企業(yè)如Google、Microsoft、Intel、Apple、聯(lián)想、華為等均對(duì)手勢交互方式方法進(jìn)行大量研發(fā),已推出使用觸摸手勢、筆手勢、空中手勢的手機(jī)、個(gè)人平板、交互桌面、交互平板、游戲設(shè)備等多尺度、多形態(tài)的電子產(chǎn)品。固然手勢交互當(dāng)前暫未構(gòu)成主流,但還是那樣是將來看好的自然交互方式之一。在信息技術(shù)領(lǐng)域,手勢交互的國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)匱乏,針對(duì)手勢交互的分類、辨別并無相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前,由中國電子技術(shù)化標(biāo)準(zhǔn)研究院和中國科學(xué)院軟件研究所等10余家單位起草,通過全國信標(biāo)委計(jì)算機(jī)圖形圖像處理及環(huán)境數(shù)據(jù)表示分技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC28/SC24)已發(fā)布GB/T38665.1-2020(信息技術(shù)手勢交互系統(tǒng)第1部分:通用技術(shù)要求〕和GB/T38665.2-2020(信息技術(shù)手勢交互系統(tǒng)第2部分:系統(tǒng)外部接口〕2項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范了手勢交互系統(tǒng)的框架范圍、功能要求、性能要求以及輸入/輸出接口形式和數(shù)據(jù)格式。手勢交互標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用,有助于不同操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)獲取終端和辨別框架下的手勢交互應(yīng)用開發(fā),適用于不同手勢交互系統(tǒng)之間的信息交換,對(duì)國內(nèi)外的手勢人機(jī)交互軟件技術(shù)的發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)品提供參考。語音交互牽涉聲學(xué)、語言學(xué)、數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科,其交互技術(shù)主要包括語音合成、語音辨別、自然語言理解和語音評(píng)測技術(shù)四個(gè)方面。當(dāng)前,ISO/IECJTC1/SC35用戶界面分委會(huì)2021年已發(fā)布ISO/IEC30122-1(信息技術(shù)語音命令〕系列標(biāo)準(zhǔn),重點(diǎn)關(guān)注語音交互系統(tǒng)框架、規(guī)則、構(gòu)建、測試和語音命令注冊(cè)管理等。美國從20世紀(jì)90年代中期,由美國國家技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究所(NIST)開場組織語音辨別/合成系統(tǒng)性能評(píng)測領(lǐng)域相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。重點(diǎn)關(guān)注語音辨別/合成詞錯(cuò)誤率評(píng)價(jià)、語言模型復(fù)雜度計(jì)算、訓(xùn)練、合成語音自然度評(píng)價(jià)和測試語料的選取等。我們國家智能語音標(biāo)準(zhǔn)主要由全國信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)用戶界面分委會(huì)(簡稱用戶界面分委會(huì)SAC/TC28/SC35)負(fù)責(zé)研究并制定,牽涉數(shù)據(jù)交換格式、系統(tǒng)架構(gòu)、接口、系統(tǒng)分類、測評(píng)及數(shù)據(jù)庫,以及多場景應(yīng)用等方面共13項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2022年8月,由中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、中科院自動(dòng)化所等單位聯(lián)合代表我們國家向ISO/IECJTC1/SC35提交國際提案ISO/IEC24661(信息技術(shù)用戶界面全雙工語音〕,并于2022年12月通過NP投票并已正式立項(xiàng),這也是我們國家第一個(gè)語音交互領(lǐng)域的國際提案。情感認(rèn)知計(jì)算是自然人機(jī)交互中的一個(gè)重要方面,賦予信息系統(tǒng)情感智能,使計(jì)算機(jī)能夠察言觀色,將提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與用戶之間的協(xié)同工作效率。而情感的感悟和理解離不開人工智能方式方法的支撐[1]。2021年2月,由中國電子技術(shù)化標(biāo)準(zhǔn)研究院、中國科學(xué)院軟件研究所等單位聯(lián)合向ISO/IECJTC1/SC35提交的國際提案ISO/IEC301150-1(信息技術(shù)情感計(jì)算用戶界面框架〕正式立項(xiàng),當(dāng)前該標(biāo)準(zhǔn)已進(jìn)入FDIS階段。該標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是用戶界面分委會(huì)首個(gè)關(guān)于情感計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn),也是我們國家牽頭的人機(jī)交互領(lǐng)域首個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn),也是用戶界面分委會(huì)首個(gè)關(guān)于情感計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)。2022年,我們國家又同時(shí)提交3項(xiàng)情感計(jì)算國際提案,并成功在2022年7月上海召開的ISO/IECJTC1/SC35全會(huì)和工作組會(huì)議上,推動(dòng)成立情感計(jì)算工作組,由中科院軟件所王宏安教授任召集人,中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院徐洋擔(dān)任秘書。同時(shí),國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃(人工智能情感計(jì)算用戶界面框架〕(計(jì)劃編號(hào):20220836-T-469)于2022年正式下達(dá),當(dāng)前在用戶界面分委會(huì)開展研制工作,2020年底已完成報(bào)批。該系列標(biāo)準(zhǔn)的編制和發(fā)布將推動(dòng)人機(jī)交互愈加人性化、智能化。5人機(jī)交互將來發(fā)展方向人機(jī)交互發(fā)展的總體趨勢是以人為中心實(shí)現(xiàn)高效自然的交互。從交互界面形態(tài)來看,人機(jī)交互界面正在從圖形用戶界面向多通道用戶界面和混合用戶界面等更為人性化的交互界面發(fā)展;從交互技術(shù)來看,人機(jī)交互正在向腦、心、肌肉等生理計(jì)算方面發(fā)展;從研究層面來看,人機(jī)交互正在使人、機(jī)和社會(huì)管理活動(dòng)更嚴(yán)密結(jié)合。因而,將來感悟交互是人機(jī)交互發(fā)展的重點(diǎn),計(jì)算機(jī)將感悟人的現(xiàn)象、自然現(xiàn)象、人類行為等,實(shí)現(xiàn)真正意義上的人機(jī)融合智能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)為人類服務(wù)。同時(shí)人機(jī)融合智能及其深度態(tài)勢感悟在發(fā)展經(jīng)過中會(huì)面臨人機(jī)認(rèn)知不一致問題,進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致人機(jī)融合后的責(zé)任歸屬問題,因而道德倫理將是將來研究重點(diǎn)。6結(jié)束語人機(jī)融合智能領(lǐng)域的發(fā)展離不開長期的技術(shù)積累,重點(diǎn)是要依靠數(shù)據(jù)、算法、硬件等基礎(chǔ)支撐層面的技術(shù)突破和人機(jī)交互、工效