SCIENCE 科學

美好的溝通

文⊙猛犸

最近又重溫了一遍《雪崩》，感覺依然驚艷。和其他許多賽伯朋克小說類似，《雪崩》也同樣發生在諸多經濟體鉤心斗角的混亂世界，其中的黑客恍如西部開拓時代的傳奇牛仔或者江湖傳說中的游俠，只是擁有更多能力，甚至如同創世神一般。他們建立了虛擬的世界并在其中當家做主，僅僅通過對話來指揮虛擬世界的化身為自己工作，在由原子構建的真實世界和字節搭建的虛擬世界里縱橫往來，縱馬（當然，在這部小說中是摩托車）飛馳，快意人生。

《雪崩》中描述的一些產品已經成真，它們可能和斯蒂芬森最初的設想并不一致，卻已經開始用另一種方式永久地改變了我們的生活。雖然這本書已經出版了十八年，足以讓一個嬰兒走進大學，讓一棵樹苗結出累累果實，但書中的一些場景在今天看來依然是幻想。這些幻想，正是我們今天努力讓之成真的東西。

比如，我們和計算機溝通的方式。

◤按回車鍵

回車鍵。這個鍵在任何鍵盤上都能找到，有時候它會被寫成“Return”，有時候只是“Enter”。在某些語境下，這兩個詞表達了同樣的含義。而這個可以追溯到一個多世紀之前的按鍵，從打字機時代一直到現在，還依然頑強地占據著我們電腦鍵盤的一隅，也依然會吸引大多數人習慣性地大力敲擊——雖然早已不再伴隨著打字機換行時的清脆鈴聲。

在計算機歷史的早期，回車鍵有著相當重要的地位，其使用頻率之高，也許只有空格鍵能夠與之相比。一個命令結束時總是以回車鍵結尾，讓計算機知道它應該開始工作。而在今天，回車鍵的作用已經被大大弱化，終于回到它最初的用途：敲擊一次，換下一行。

而對那些出生于鼠標普及時代的人來說，回車鍵愈發變成了可有可無的東西。鼠標的單擊和雙擊會讓回車鍵被用力敲擊的機會大大減少，靈活地在屏幕上游弋的鼠標指針，甚至可以讓人們準確地選擇任何一個像素。然而，也許是因為習慣的力量，回車鍵依然存在于每一塊標準鍵盤上，占據著大得不合理的空間。

這種情況可能會改變。也許回車鍵會消失，而隨之消失的將會是鍵盤這種被我們視之為計算機標準配件的東西。雖然這一天不會很快到來——目前的確沒有其他方式，能夠在輸入文字方面比鍵盤更快更準確——但是我們已經有了其他選擇，能夠讓鍵盤變成可供選擇的附件而非必備品。

看起來，觸摸屏像是最有可能的選擇之一。這種設備出現的時間甚至比鼠標還要早二十年，但卻從來沒有像鼠標那樣普及過。即使到了今天，我們最常看到觸摸屏的地方還是公共設備、智能手機和筆記本電腦上那方寸之地：前兩者只需要幾次簡單的點擊而非復雜的輸入，而后者則一貫地將體積視為最重要的指標之一。

事實上，和鼠標類似，觸摸屏這種定位設備也只是需要能夠確定每次觸摸發生的位置而已。上世紀40年代發明的電阻觸摸屏就已經有了現在同類產品的雛形，它的原理和今天廣泛使用的薄膜式鍵盤很像。當觸摸屏表面被按下時，兩層本來絕緣的通電薄膜會擠壓在一起，預設的程序會根據屏幕四邊電線上的電壓來判斷觸摸的位置。其他的觸摸屏原理也都類似，電容屏通過導體吸走一點電流，電磁屏通過磁通量的變化，而超聲和紅外線屏則是探測阻擋物的存在——究其種種，無非是通過探知發生異常反應的位置，再以其橫坐標和縱坐標作為判斷的依據而已。

隨著觸摸屏手機和公共查詢設備越來越多地出現在生活中，觸摸屏看起來好像在蠶食更多的地盤。自最早發明的電阻、電磁感應屏到紅外、超聲波和電容屏，無論對精度、壓力感應級別還有多點觸摸提出什么樣的要求，觸摸屏似乎都可以滿足。蘋果公司已經申請了一項帶有如同鍵盤般提供力反饋功能的觸摸屏專利；葡萄牙的一家公司開發出了柔軟而尺寸巨大的多點觸摸屏；紐約大學開發的低成本觸摸屏使用塑料薄膜和電阻會隨壓力變化的高分子油墨作為材料，成本低到即使用來貼滿整個墻面也絲毫不會感到心痛。如果想的話，《阿凡達》中那種透明的觸摸屏顯示器在目前的技術條件下，也并非不可能實現的目標。

然而，即便如此，我們依然無法期待觸摸屏會成為我們和計算機日常對話的主要方式。眼睛最適合向前方平視，而手更適合垂下來，觸摸屏卻需要將這兩者集合到相同的位置，像畫畫或者寫字一樣。無論讓手去遷就眼睛，還是讓眼睛來遷就手，都不能算是最舒服的姿勢——雖然我們已經用這種姿勢工作了數千年。觸摸屏也許更適合偶爾一次的點擊，但是它絕對不會占領現在由鼠標和鍵盤所盤踞的桌面。

◤小幫手

鍵盤鼠標也好，觸摸屏也罷，它們都只是我們的翻譯幫手，將我們的指令翻譯成信號，再傳遞給計算機知道。理論上，任何可以明確分割和可以重復的信號都能用來對計算機發號施令，轉化成計算機能夠理解的行為。吹口哨、用手掌拍出節奏，或者更簡單一點的，打個響指，都可以。

我們討論的不是聲控燈這樣的簡單東西。就在幾個月前，卡耐基梅隆大學的研究人員開發出了一種新的控制設備，連接在MP3上的時候，只需要打個響指，就能換一首歌聽。研究者們甚至還在這種設備上安裝了一個小投影儀，能夠將菜單投影在手臂上，讓手臂變成觸摸屏。而且，操作的準確率能達到95%。

這套控制裝置看起來很簡單，主要部分是一根臂帶，以及安裝在臂帶上的10個震動傳感器，用來分別接收不同頻率的震動。當我們用手指敲打另一只手掌時，皮膚、肌肉和骨骼的震動會傳遍全身，雖然我們自己可能很少意識到，但是會被傳感器忠實地記錄下來。通過柔軟皮膚傳導的橫波會先到達傳感器，而通過骨骼傳導的震動將會稍后到達，并且由內而外傳遞到皮膚時會形成縱波。通過對強度和時間差的判斷，可以得到震動源頭的位置，整個過程和探測地震強度時的方法有些相似。

這種產品可能會出現在幾年后的音樂播放器上，略顯笨重的投影儀可能只是個可選配件。而對應復雜選項的時候，這種皮膚觸摸屏就顯得有些力不從心，傳感器并不能準確地判斷每厘米皮膚之間的區別。也許通過更加靈活的方式來控制才是好辦法，比方說，讓視線的焦點取代鼠標的光標。

眼動儀可以完成這樣的工作。早在19世紀，人們就已經開始了相關的嘗試，試圖用機器來判斷人們視線所及之處。五花八門的方法輪番上陣，甚至曾經出現過將金屬片覆蓋在眼球表面的設計——這更像是某種酷刑而非研究。

幸虧有了精度更高的攝像機。從20世紀90年代開始，無接觸式的眼動儀已經開始廣泛用于各種分析手段，從測謊到軟件設計。最簡單的眼動儀只需要攝像頭和軟件就可以實現，通過分析出用戶瞳孔的位置和角度，再算上眼睛和屏幕之間的距離，就可以判斷當前視線的落點。現在市場上已經有了便宜的軟件，搭配上家用的攝像頭，能夠將視線落點精確到厘米級別的范圍內。

但是這種方式不夠穩定。人們坐在椅子上的時候并非總是穩定不動，位置的偏移會導致軟件判斷的失誤。如果要提高準確度就需要更多的攝像頭，多角度的拍攝能夠更精確地判斷方向和距離，就像我們需要兩只眼睛才能產生立體感那樣。2009年5月，英國德蒙特福德大學制作了一套視線控制裝置，使用兩個分別放在屏幕左右的攝像頭來獲取圖像，測試結果讓人相當滿意。四肢癱瘓者可以使用這種方式操作計算機，甚至能還能玩諸如《魔獸世界》這樣復雜的游戲。德國夫瑯和費光電微系統研究所正在嘗試將攝像頭與顯示器集成在一起，將顯示單元和攝像單元交錯放置，整面顯示器同時也會是個巨大的攝像機。

雖然這種設計的產品化還需要幾年的努力，但是現在有些研究者已經開始考慮它的各種用途，而且已經有了不錯

◤我和我的影子

自從計算機被發明以來，我們一直在扮演著發號施令的角色，而計算機只會嚴格地執行，亦步亦趨，從來不會做得更多一點。現在這種情況改變了。在新技術的幫助下，計算機已經變得更加善解人意。

在今年6月的E3大展上，微軟公司為XBOX 360游戲主機推出了新的控制裝置。這種過去一直被叫做Project Natal的設備現在改名為Kinnect，讓你不再需要游戲手柄。

或者說，你自己就是游戲手柄。只需假裝生活在游戲里，你的一舉一動就會反映在游戲中的主角身上。當你揮起網球拍的時候，你的游戲化身也會這樣做，幾乎沒有任何延遲。游戲中的化身就像是你的影子。你甚至可以和朋友們一起組隊在游戲里探索，Kinnect會自動分辨出每個人的動作和聲音。

這套設備由兩個攝像頭、紅外線感應器、麥克風，還有相關的軟件組成，它通過你身上的熱能來判斷距離，用兩個攝像頭實現立體視覺，再通過語音識別來判斷簡單的語音指令。這套東西當然遠遠稱不上智能，但是它也同樣展示了一種可能性——并非只有讓我們去適應計算機才是最好的溝通方式。

也許在不久的將來，我們就會看到這類設備出現在臺式計算機上。微軟試圖用這種方式將計算機變成另外一種東西，計算機會時時刻刻關注你的一舉一動，并且做出最恰當的反應。現在，我們的計算機設備已經足夠便宜，計算能力已經足夠強大，足以讓這種隨時監控的操作方式成為現實。不應該再讓我們去學習計算機的規則，而應由我們自己來制定規則。和這種方式相比，手勢識別這樣的技術看起來更像是中世紀的做法。

對于一件還沒有任何智能可言的工具來說，這樣可能已經夠好了，好到能夠讓《鋼鐵俠》中的場景成真。但是真正的革命還沒有來到，讓計算機具有智能依然是一個遙遠的夢想，我們還沒有找到任何辦法，能夠讓計算機真正理解哪怕是一個含義明顯的舉動。計算機依然沒有足夠的理解力來理解我們的意圖，哪怕它看起來像是具有一定程度的智能。

正是出于同樣的原因，今天的計算機也無法實現真正的語音識別，《雪崩》中的對話也只能依然存在于小說當中。只有擁有智力的對象才能夠真正聽懂語言，而計算機遠遠達不到這種程度。雖然現在的語音識別技術能夠達到95%的準確率，但是這需要相當苛刻的環境，離實用依然有很遠的距離。

讓沒有智能的計算機看起來像是有智能一樣，就是今天的人機交互研究者們在做的事情。我們希望人和計算機能夠

【責任編輯：楊楓】