归宿 边缘计算 人机界面–连接人类和机器的技术

人机界面–连接人类和机器的技术

作者: 边缘 计算论坛,Stratus 日本

你听说过HMI这个词吗?如果你对IT感兴趣,你可能听说过UI这个词。那么,MMI呢?本文解释了HMI、UI和MMI这些词的含义,并讨论了具体的技术实例、边缘 计算之间的关系以及未来的发展。

人机界面的规定

HMI是一个比较新的概念,是人机界面的缩写。它是人类和机器之间的部分,将指令从人类发送给机器,将结果从机器发送给人类。换句话说,它是调解人类和机器之间对话的功能/部分。顺便说一下,它在计算机领域也被称为UI(用户界面),在日本被称为MMI(人机界面)。

人机界面的具体例子

如今,它几乎已经消失了,因为它被自动对焦的相机所推动,但在那之前,相机的对焦基本上是手动的。镜头上有一个对焦环,可以调整焦距(即使是今天的相机,也可以切换到手动调整)。至于如何操作,在检查取景器中显示的焦点的同时,转动对焦环,将焦点调整到最佳状态。如果转动一次也不能达到最佳对焦效果,或者你想对不同的东西进行对焦,就再次转动对焦环。你可以把这种重复看作是人类和机器之间的对话。这是一个简单的机制,但它也是一个好的人机界面。

让我们来看看一个新的案例。你随便使用的个人电脑和智能手机都是这样设计的:当你用键盘、鼠标、敲击等发出指令时,相应的显示屏就会出现。换句话说,人类用键盘和鼠标发出指令,电脑就会显示结果。这种重复也可以被看作是人类和机器之间的对话。

此外,最近,语音输入也成为可能。这种技术被称为语音识别。而且,举例来说,可以让语音识别搜索到的网站进行朗读。一种叫做语音合成的技术被用于朗读。这种无键盘输入可以说是一种更接近于人与人之间对话的人机界面。

当前的人机界面

当人类驾驶汽车时,目视检查速度表。然而,在驾驶过程中转移视线会造成瞬间的差距,这可能导致事故的发生。为了避免这种情况,人们开发了平视显示器(HUD)。HUD是一种车辆,特别是汽车,在行驶过程中,信息通过激光束显示在挡风玻璃上。由于不需要转移视线,据说安全性会提高。HUD上显示的信息使司机能够操作油门和刹车。如果我们把这种重复看作是汽车和司机之间的对话,HUD可以说是一种顺利执行人和汽车之间对话的机制。

汽车的自动瞌睡检测和驾驶员监控功能也被认为是人机界面顺利执行的机制。已经开发了一个系统,用内置在汽车上的传感器和摄像头检测心率和瞳孔大小等信息,确定驾驶员的状况,如瞌睡和兴奋,并提醒和控制汽车。例如,如果司机昏昏欲睡,汽车会自动采取振动方向盘或停止发动机等措施。这样的系统可以说是机器接近人的一面,即即使人没有有意识地发出指令,机器也会自动检测并执行人的状况。

此外,值得注意的是,作为目前人机界面的情况,引进的技术正变得越来越熟悉。在过去,语音识别和语音合成系统是复杂和昂贵的。然而,现在AI音箱和智能手机上的语音输入和自动阅读已经很普遍了。这些实现是由于硬件和软件的巨大进步,但其采用的速度也很显著。正如智能手机在过去十年中迅速普及一样,人机界面的先进性和速度可能正在进入一个新的阶段。

未来的人机界面

现在让我们预测一下HMI将如何发展。如前所述,人机界面中的机器方面有接近人类方面的趋势。用语音识别代替键盘打字可能是最明显的例子之一。此外,有可能不仅是文字,还有人类的感觉和情感被传递给机器,而机器也会理解它们。让我们看一个例子。

你有没有读过手册,操作过机器?事实上,有很多人说,没有很多。手册是很重要的,但读了手册并不意味着你马上就能操作实际的机器。这是因为它不仅对字母和图片等信息很重要,而且对实际操作的经验也很重要。因此,让我们考虑手册的增强现实和虚拟现实。通过这种方式,你将能够在不使用实际设备的情况下进行操作教育。此外,与其只读手册,不如用感官来学习,所以教育效果会得到加强。这种增强和虚拟化的手册要求机器始终提供交互式的反应,让人感觉到它正在被实际操作。要实现这一点,先进的人机界面技术是必不可少的。

还有人机界面技术,将触觉和力觉传递给机器,并将其再现。目前,正在研究实现一种抓取鸡蛋而不打碎鸡蛋的机器手。此外,还研究了远程控制这种机器人手。作为一种人机界面技术,它将抓取人类鸡蛋的感觉传递给机器人手,机器人手抓取的感觉被传递给人类手。

那么,当机器最终接近人类时会发生什么?基于这一想法,人们正在对脑机接口(BMI)技术进行研究。这项技术试图直接采集大脑信号并与机器互动。BMI的方法有很多,有些将传感器嵌入大脑中。然而,尽管这种方法作为实验已经成功,但它并不十分实用,在现实中,检测脑电图和处理信号是很常见的。有人认为,通过直接检测人类在大脑中的想法并操作机器,有可能实现更人性化的人机界面,但大脑的运动很复杂,需要等待未来研究的发展。

人机界面和边缘 计算

我刚才提到了HMI的具体技术和未来的发展预期。有一点需要注意的是,为了实现更高水平的人机界面,未来的需求会增加,有必要接近实时地处理大量的信息。当需要迅速反应时,仅靠云计算可能难以实现。因此,可能有一种方法,即根据情况使用边缘 计算,在保持处理速度的同时实现高级人机界面。

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