Haben Sie schon einmal das Wort HMI gehört? Wenn Sie sich für IT interessieren, haben Sie wahrscheinlich schon von dem Wort UI gehört. Und was ist mit MMI? In diesem Artikel wird die Bedeutung der Begriffe HMI, UI und MMI erklärt, und es wird auf die spezifischen Beispiele der Technologie, die Beziehung zwischen edge computingund die zukünftige Entwicklung.
HMI-Bestimmungen
HMI ist ein relativ neues Konzept und eine Abkürzung für Human-Machine-Interface. Sie ist der Teil zwischen Mensch und Maschine, der Anweisungen von Menschen an Maschinen und die Ergebnisse von Maschinen an Menschen weiterleitet. Mit anderen Worten, es ist die Funktion/der Teil, der den Dialog zwischen Mensch und Maschine vermittelt. Übrigens wird sie in der Computerwelt auch UI (User Interface) und in Japan MMI (Man-Machine Interface) genannt.
Spezifische Beispiele für HMI
Heutzutage ist er fast verschwunden, weil er von der Autofokus-Kamera, die automatisch fokussiert, verdrängt wird, aber bis dahin war der Fokus der Kamera grundsätzlich manuell. Das Objektiv verfügte über einen Fokusring, mit dem die Schärfe eingestellt werden konnte (auch bei den heutigen Kameras kann man auf manuelle Einstellung umschalten). Zur Bedienung: Während Sie die im Sucher angezeigte Schärfe überprüfen, drehen Sie den Fokusring, um die Schärfe optimal einzustellen. Wenn die Schärfe auch nach einmaligem Drehen nicht optimal ist oder wenn Sie etwas anderes scharfstellen möchten, drehen Sie den Fokusring erneut. Man kann sich diese Wiederholung als einen Dialog zwischen Mensch und Maschine vorstellen. Es ist ein einfacher Mechanismus, aber es ist auch eine gute HMI.
Schauen wir uns einen neuen Fall an. Die Personalcomputer und Smartphones, die Sie gelegentlich benutzen, sind so konzipiert, dass, wenn Sie Anweisungen mit der Tastatur, der Maus, durch Antippen usw. geben, die entsprechende Anzeige erscheint. Mit anderen Worten: Der Mensch gibt mit Tastatur und Maus Anweisungen, und der Computer zeigt die Ergebnisse an. Diese Wiederholung kann auch als ein Dialog zwischen Mensch und Maschine betrachtet werden.
Außerdem ist neuerdings auch die Spracheingabe möglich. Diese Art von Technologie wird als Spracherkennung bezeichnet. Und es ist zum Beispiel möglich, sich die per Spracherkennung gesuchte Website vorlesen zu lassen. Für das Vorlesen wird eine Technik namens Sprachsynthese verwendet. Diese Art der tastaturlosen Eingabe kann als eine Mensch-Maschine-Schnittstelle bezeichnet werden, die dem Gespräch von Mensch zu Mensch näher kommt.
Aktuelle HMI
Wenn ein Mensch ein Auto fährt, überprüft er den Tachometer visuell. Wenn man jedoch während der Fahrt die Blickrichtung wechselt, kann es zu einer kurzzeitigen Lücke kommen, die zu einem Unfall führen kann. Um dies zu vermeiden, wurde ein Heads-up-Display (HUD) entwickelt. Bei einem HUD handelt es sich um ein Fahrzeug, insbesondere um ein Auto, bei dem Informationen während der Fahrt mit Hilfe eines Laserstrahls auf der Windschutzscheibe angezeigt werden. Da es nicht notwendig ist, die Blickrichtung zu ändern, wird die Sicherheit erhöht. Die auf dem HUD angezeigten Informationen ermöglichen es dem Fahrer, das Gaspedal und die Bremsen zu bedienen. Wenn man sich diese Wiederholung als einen Dialog zwischen dem Auto und dem Fahrer vorstellt, kann man sagen, dass das HUD ein Mechanismus für die reibungslose Durchführung von Gesprächen zwischen Menschen und Autos ist.
Die automatische Erkennung von Schläfrigkeit und die Fahrerüberwachungsfunktionen von Kraftfahrzeugen werden ebenfalls als Mechanismen für eine reibungslose HMI-Ausführung betrachtet. Es wurde ein System entwickelt, das Informationen wie Herzfrequenz und Pupillengröße mit im Auto eingebauten Sensoren und Kameras erfasst, den Zustand des Fahrers wie Schläfrigkeit und Erregung feststellt und das Auto warnt und steuert. Wenn der Fahrer beispielsweise schläfrig ist, ergreift das Auto automatisch Maßnahmen wie das Vibrieren des Lenkrads oder das Abstellen des Motors. Bei einem solchen System kann man sagen, dass sich die Maschine dem Menschen in dem Sinne annähert, dass die Maschine den menschlichen Zustand automatisch erkennt und ausführt, auch wenn der Mensch keine bewussten Anweisungen gibt.
Darüber hinaus ist es erwähnenswert, dass die eingeführte Technologie mehr und mehr als die aktuelle HMI-Situation bekannt wird. In der Vergangenheit waren Spracherkennungs- und Sprachsynthesesysteme komplex und teuer. Inzwischen sind Spracheingabe und automatisches Lesen auf KI-Lautsprechern und Smartphones jedoch alltäglich. Dies ist auf die enormen Fortschritte bei Hard- und Software zurückzuführen, aber auch die Geschwindigkeit, mit der sie sich durchsetzen, ist bemerkenswert. So wie sich Smartphones in den letzten zehn Jahren rasant verbreitet haben, könnte auch die Komplexität und Geschwindigkeit der Mensch-Maschine-Schnittstelle in eine neue Phase eintreten.
HMI in der Zukunft
Lassen Sie uns nun vorhersagen, wie sich die HMI weiterentwickeln wird. Wie bereits erwähnt, besteht die Tendenz, dass sich die maschinelle Seite der HMI der menschlichen annähert. Das Tippen von Wörtern mit Spracherkennung anstelle der Tastatur ist wahrscheinlich eines der offensichtlichsten Beispiele. Darüber hinaus ist es möglich, dass nicht nur Worte, sondern auch menschliche Sinne und Emotionen auf Maschinen übertragen werden und Maschinen diese verstehen. Schauen wir uns ein Beispiel an.
Haben Sie jemals das Handbuch gelesen und die Maschine bedient? Es gibt viele Leute, die sagen, dass es nicht viele sind. Handbücher sind wichtig, aber wenn man sie liest, heißt das nicht, dass man die eigentliche Maschine sofort bedienen kann. Denn es geht nicht nur um Informationen wie Buchstaben und Bilder, sondern auch um die Erfahrung, sie tatsächlich zu bedienen. Ziehen wir also Augmented Reality und Virtual Reality von Handbüchern in Betracht. Auf diese Weise können Sie die Bedienung erlernen, ohne das eigentliche Gerät zu benutzen. Außerdem können Sie nicht nur das Handbuch lesen, sondern mit Ihren Sinnen lernen, was den Lerneffekt erhöht. Dieses erweiterte und virtualisierte Handbuch erfordert, dass die Maschine immer interaktive Antworten auf einer Ebene gibt, die sich so anfühlt, als würde sie tatsächlich bedient werden. Um dies zu erreichen, ist eine fortschrittliche HMI-Technologie erforderlich.
Es gibt auch eine HMI-Technologie, die Tast- und Kraftsinn auf Maschinen überträgt und diese reproduziert. Derzeit wird an der Realisierung einer Roboterhand geforscht, die Eier greift, ohne sie zu zerbrechen. Außerdem wurde an der Fernsteuerung dieser Roboterhand geforscht. Als HMI-Technologie vermittelt sie der Roboterhand das Gefühl, ein menschliches Ei zu greifen, und das Gefühl, dass die Roboterhand greift, wird an die menschliche Hand weitergegeben.
Was passiert also, wenn sich die Maschinen dem Menschen annähern?Ausgehend von dieser Idee wird an der Brain Machine Interface (BMI)-Technologie geforscht. Diese Technologie zielt darauf ab, Gehirnsignale direkt zu erfassen und mit Maschinen zu interagieren. Es gibt viele Möglichkeiten für BMI, und bei einigen werden Sensoren in das Gehirn eingebettet. Obwohl diese Methode als Experiment erfolgreich war, ist sie nicht sehr praktisch, und in der Realität ist es üblich, EEG zu erfassen und Signale zu verarbeiten. Es wird angenommen, dass es möglich ist, eine menschenfreundlichere Mensch-Maschine-Schnittstelle zu realisieren, indem man direkt erkennt, was der Mensch im Gehirn denkt und die Maschine bedient, aber die Bewegung des Gehirns ist kompliziert, und man muss die Entwicklung zukünftiger Forschung abwarten.
HMI und Edge Computing
Ich habe soeben die spezifischen HMI-Technologien und die Erwartungen an die künftige Entwicklung erwähnt. Um ein höheres Niveau der Mensch-Maschine-Schnittstelle zu erreichen, was in Zukunft immer mehr gefragt sein wird, ist es notwendig, große Mengen an Informationen nahezu in Echtzeit zu verarbeiten. Wenn eine prompte Reaktion erforderlich ist, kann es schwierig sein, dies allein mit cloud zu erreichen. Daher kann es einen Ansatz geben, um eine fortschrittliche HMI zu erreichen und gleichzeitig die Verarbeitungsgeschwindigkeit beizubehalten, indem man edge computing je nach Situation.
