简介人机交互技术的发展历史和现状

⑴ 电话交换技术的发展历史与现状

电话交换技术的发展
――交换的信号：模拟到数字。
――控制技术：人工、布线逻辑控制到存储程序控制（程控）
――交换机制：电路交换、分组交换
交换机的基本结构 ：话路设备和控制设备。
话路设备：是将任意两部用户话机连接起来构成通话回路的设备，它是通话时传输话音信号的通路。
人工交换机：话路设备相当于塞孔、塞绳等。
控制设备：控制话路连接的设备
根据主叫用户的要求，控制话路设备完成各种用户（指普通用户、特种业务电话、小交换机用户等）间线路的接续和拆除的设备。

1 电话机的发明
1875年6月2日贝尔和沃森发明了电话
（原始的电磁式电话）
↓
1877年爱迪生发明了碳精式送话器
+手柄+呼叫设备（电铃）+手摇发电机+干电池
（磁石式电话机）
↓
1882年出现了共电式电话机
（没有手摇发电机和干电池，通话所用电源由交换机供给）
↓
1896年美国人爱立克森发明了旋转式电话拨号盘
1920年美国人坎贝尔发明了消侧音电路
（自动电话机-拨号盘电话机）
↓
60年代电子学飞速发展、70年代大规模集成电路出现
(电子电话机-按键式电话机)
↓
80年代随着N-ISDN的应用出现了数字电话机

2.电话交换技术发展的三个阶段
1) 人工交换发展阶段：
1878年出现了世界上第一部 磁石式人工电话交换机。
由美国设计并制成的，安装在耶鲁大学附近，这部交换机是磁石式电话交换机。
1891年又出现了共电式电话交换机
随着电话用户的增加，磁石式交换机不能适应需要，在1891年又出现了共电式电话交换机，它们统称为人工电话交换机。
2)自动交换机的发展
在自动电话交换机中，交换接续过程的选线、连接和拆线等动作完全由交换机自动完成，不需要人工参与工作。
采用扫描来替代话务员的监视，用逻辑电路或处理机的运算和分析来替代话务员的思维，用机械接点或电子开关来替代话务员的操作，从而实现自动为用户完成交换接续任务的。
自动交换机的制式:
机电式交换机、电子式交换机（半电子交换机、全电子交换机）。
机电式自动交换阶段：
步进制交换机（Step by Step System）：
史端乔（Strowger）式自动电话交换机
德国西门子式自动交换机
特点：直接控制方式
各阶段交换机的发展：
（1）机电式交换机发展阶段
最早的自动电话交换机是1889年美国人史端乔发明的，1892年11月3日在美国投入使用的。
它标志着电话交换技术开始走向自动化。
①步进制自动电话交换机
②旋转制自动电话交换机
无论是步进制还是旋转制：
接线器均需进行上升和／或旋转动作，噪声大，易于磨损，维护工作量大，仍然不完善需改进，最初人们首先想到要改革滑动的金属接点。
机动制交换机：
旋转制或升降制电话交换机
特点：间接控制方式
共同特点：
噪声大、易磨损、维护工作量大、接线速度慢、故障率高、电路技术简单、人员培训容易。
1919年瑞典工程师比图兰得（Betulander）和帕尔默格林（Palmgren）发明了一种新型接线器—纵横接线器。
纵横接线器将滑动磨擦方式的接点改成了压接触，从而减少了磨损，提高了寿命，因而用“纵横接线器”作为接续器件的自动交换机—纵横制交换机先后在瑞典（1926年）和美国（1938年）诞生了。
③纵横制自动电话交换机
纵横制交换机（Crossbar System）：
特点：间接控制方式
接线器接点采用压接触方式
纵横制接线器:是纵横制电话交换机的一个重要组成部分，4×4纵横接线器示意图如图所示
4门纵横制电话交换机:（4个用户之间任意两个用户可以通话）。
例如：用户1和用户3通电话，
可以闭合交叉点M和N，经过绳路接续。
3) 电子式自动交换阶段：
半电子交换机（准电子交换机）：
话路部分采用机械接点，控制部分采用电子器件。
全电子交换机：
话路部分和控制部分均采用电子器件。
模拟程控交换机：1965年5月美国开通了第一个程控交换机（ESS No.1）。
数字程控交换机：1970年法国开通了第一个数字程控交换机（E10）。

几个重要概念：
布控和程控
空分和时分
模拟和数字
①布控和程控
布控：
即是布线逻辑控制的简称，是指将交换机各控制部件（例如继电器等机电或电子元件）按所起作用和一定要求设计好电路，做在一定的印制板上，通过机架布线将各部件连好焊好做成后，交换机的各种功能即能实现的一种控制方式。
例：纵横制交换机
特点：
修改控制功能，需要修改电路，重新布线。
实现复杂的控制功能，设备体积庞大。
程控：
即存贮程序控制的简称
是指将对交换机的各种控制功能、步骤、方法编成程序，放入存贮器，利用存贮器内所存贮的程序的控制，交换机即能完成各项工作的一种控制方式。
特点：
要改变交换系统功能，只要通过修改程序或数据就能实现。
②空分和时分
空分方式：
是指交换机对各个通话接续分别提供空间即实线通道的一种接续方式。
任何一对用户通话时，都在话路网络的空间位置上，占用一条独立的通路，而与其它用户的通话回路无关。
例：
人工交换机
纵横制交换机
时分方式：
是指交换网络为各条话路分别提供时间位置的一种接续方式。
多用户占用同一条通路，但按时间互相错开，多个话路轮流接通，即采用时分复用方式，各路通话只占同一条线路的其中一定时间。
③模拟和数字
模拟方式：是指通过交换机交换接续的是模拟信号。
数字方式：指通过交换机交换接续的是数字信号。
程控时分数字电话交换机是我们目前所使用的电话交换的主要制式。
3.程控交换机的优越性
在技术上的：能提供许多新的服务性能
维护管理方便、可靠性高
灵活性大、便于采用新技术
和增加新业务
在经济上的：在交换设备上
在线路设备上
在维护和生产方面
进入80年代，程控数字电话交换机开始在世界上普及，并成为当代电话交换的主要制式。
1982年我国福州市引进使用第一台数字程控交换机。
现在，我国的数字电话网的装机总容量已达1.6亿门，计划2010年达到2.9亿门。

我国程控交换技术的发展
引进交换机
AXE10，FETEX-150，E10B，5ESS、 NEAX61 、EWSD
引进生产线
上海：S1240，北京：EWSD，天津：NEAX61
国产大容量数字交换机
巨龙HJD-04，大唐SP30，华为C&C08，
中兴ZXJ10

4.2电路交换系统的基本功能
1.电路交换呼叫接续过程
（1）呼叫建立
（2）消息传输
（3）话终释放
电路交换的基本功能
（1）连接功能：是在交换系统中建立通信通路的功能
（2）信令功能：是传递控制信号的功能
终端接口功能：实现交换设备与外界用户终端和各种交换系统相连接的功能。
（3）控制功能：是控制连接系统建立通路的功能。
一台交换机通常由四部分组成：
交换网络
接口（用户电路接口和中继器接口）
信令设备
控制系统

程控数字交换机硬件基本结构
数字交换机的最基本组部分为话路和控制两部分。
话路部分则以数字交换网络为核心，还包括模拟／数字接口、信号发生器以及各种信令设备等。
控制部分则是一个处理机系统。最简单的控制部分是一台处理机。

（很多图形不能附上，有点断断续续的感觉，抱歉。）

⑵ 人机交互的发展

59年美国学者B.Shackel从人在操纵计算机时如何才能减轻疲劳出发，提出了被认为是人机界面的第一篇文献的关于计算机控制台设计的人机工程学的论文。1960年，Liklider JCR首次提出人机紧密共栖（Human-Computer Close Symbiosis）的概念，被视为人机界面学的启蒙观点。1969年在英国剑桥大学召开了第一次人机系统国际大会，同年第一份专业杂志国际人机研究（IJMMS）创刊。可以说，1969年是人机界面学发展史的里程碑。
在1970年成立了两个HCI研究中心：一个是英国的Loughbocough大学的HUSAT研究中心，另一个是美国Xerox公司的Palo Alto研究中心。
1970年到1973年出版了四本与计算机相关的人机工程学专著，为人机交互界面的发展指明了方向。
20世纪80年代初期，学术界相继出版了六本专著，对最新的人机交互研究成果进行了总结。人机交互学科逐渐形成了自己的理论体系和实践范畴的架构。理论体系方面，从人机工程学独立出来，更加强调认知心理学以及行为学和社会学的某些人文科学的理论指导；实践范畴方面，从人机界面（人机接口）拓延开来，强调计算机对于人的反馈交互作用。人机界面一词被人机交互所取代。HCI中的I，也由Interface(界面/接口)变成了Interaction(交互)。
20世纪90年代后期以来，随着高速处理芯片，多媒体技术和Internet Web技术的迅速发展和普及，人机交互的研究重点放在了智能化交互，多模态（多通道）-多媒体交互，虚拟交互以及人机协同交互等方面，也就是放在以人为在中心的人机交互技术方面。
人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史
人机交互的发展经历了几个阶段：
早期的手工作业阶段
作业控制语言及交互命令语言阶段
图形用户界面（GUI）阶段
网络用户界面的出现
多通道、多媒体的智能人机交互阶段 包括三种输入方式：1 请求模式。 2 采样模式。3 事件模式。

⑶ 测量技术的发展历史和现状

摘要：测量技术的发展也同其他技术一样，由原始的、落后的方式，经漫长的人类社会发展历程，一步步的发展起来。生产力的发展促进了测量科学的发展，同时测量技术的应用又为生产力的发展创造了条件，最终服务于科学研究、国防建设和国民经济建设。
关键词：测量技术；发展历史；现状；高新技术
1 引言
科学的产生和发展是由生产力决定的。测量科学也不例外，它是人类长期以来在生产、生活方面与自然斗争的结晶。测量技术的发展也经历了一个长期的、艰难的历程，且至今仍处在不断发展之中。本文主要对这一历程进行了总结概述。
2 测量技术的发展历史
2.1 地图测绘方面
目前见于记载最早的古地图是西周初年的洛邑城址附近的地形图。战国时管仲著有《管子》一书，书中第十卷专门论述了地图的重要用途和内容。但遗憾的是，秦代以前的古地图都已失传。长沙马王堆三号墓出土的公元前168年陪葬的古长沙国驻军图和地形图是现在能见到的最早的古地图。图上有军事要素、道路、河流、山脉和居民地等。西晋时裴秀编制了《方丈图》和《禹贡地域图》，并创立了《制图六体》的地图编制理论。此后，历代都编制过各种地图，如明代郑和下西洋绘制的《郑和航海图》；清代康熙年间绘制的《皇舆全览图》；1934年，上海申报馆出版的《中华民国新地图》等。在我国历史上，能绘制出如此水平的地图，与测量技术的发展是密切相关的。
我国古代测量长度的工具有记里鼓车、步车、测绳和丈杆等。测量高程的工具仪器有水平(相当于现在的水准仪)和矩。测量方向的仪器有指南针和望筒。测量技术的发展离不开数理知识的支撑。公元前问世的《九章算术》和《周髀算经》都记载有利用相似三角原理进行测量的知识。之后，三国时期刘徽所著的《海岛算经》，介绍了利用丈杆进行两次、三次甚至多次测量的方法求解河宽、山高的实例，极大地推动了我国测量技术的发展。
2.2 研究地球大小和形状方面
早在公元前就已经有人提出通过丈量子午线上的弧长来推断地球大小和形状的方法。唐代在僧一行的主持下，实际测量了北极的高度及从河南白马，经扶沟、浚仪到上菜的距离，算得子午线上一度的弧长为132.3km，为正确认识地球做出了巨大贡献。17世纪末，惠更斯和牛顿从力学的观点出发，提出了地球是两极略扁的“地扁说”，从此与地缘说展开了一场大论战。直到1739年经过弧长测量才证实了地扁说的正确性。1849年，斯托克斯提出利用重力观测资料确定地球形状的理论，之后又提出了用大地水准面代表地球形状，从此确认了大地水准面比椭球面更接近地球真实形状的观念。

⑷ 数字媒体发展的历史，现状，前景是怎样的

随着高新技术的迅猛发展和数字化信息时代的不断进步，数字媒体行业作为一个大的新兴的前景行业已经给社会提出了新的要求。“文化为体，科技为酶”是数字媒体的精髓。由于数字媒体产业的发展在某种程度上体现了一个国家在信息服务、传统产业升级换代及前沿信息技术研究和集成创新方面的实力和产业水平，因此数字媒体在世界各地得到了政府的高度重视，各主要国家和地区纷纷制订了支持数字媒体发展的相关政策和发展规划。

越来越多的发达国家都开始把大力推进数字媒体行业的发展作为国家经济发展的重要战略。在我国，数字媒体行业的发展同样也得到了各级领导部门的高度关注和支持，并成为目前市场投资和开发的热点方向。“十五”期间，国家863计划率先支持了网络游戏引擎、协同式动画制作、三维运动捕捉、人机交互等关键技术研发以及动漫网游公共服务平台的建设，并分别在北京、上海、湖南长沙和四川成都建设了四个国家级数字媒体技术产业化基地，对数字媒体产业积聚效应的形成和数字媒体技术的发展起到了重要的示范和引领作用。
据相关专业人士和权威部门报道，未来的五年将是我国数字媒体技术和产业发展的关键时期。为在“十一五”期间进一步推进高附加值、低消耗的数字媒体产业发展，攻克数字媒体产业化发展中的技术瓶颈，在国家科技部高新司的指导下，国家863计划软硬件技术主题专家组组织相关力量，深入研究了数字媒体技术和产业化发展的概念、内涵、体系架构，广泛调研了数字媒体国内外技术产业发展现状与趋势，仔细分析了我国数字媒体技术产业化发展的瓶颈问题，提出了我国数字媒体技术未来五年发展的战略、目标和方向。
我们临沂电力学校的老师们通过多方的数据搜集和分析调研了解到，三网融合是我们数字媒体产业的发展趋势之一，三网融合已是电信、广电不但不能回避的问题而是国家信息建设必须进行下去的战略。三网基础业务融合之后，那么用户终端的融合也就是顺理成章之事了。三网融合是电信、广电通过互连网TCP-IP协议使电信、广电、互连网三张网络互连互通；电信网和互联网已经在电信行业基本实现融合；3G移动互联网已实现通信和互连网融合，中广移动CMMB的推出已成功实现3G网络的三网融合。
由数字媒体衍生出的数字媒体产业链也是非常值得我们思考的，类似于数字媒体出版物等。今天的数字媒体出版物也是汲取了印刷媒体、广播媒体、影视媒体、计算机应用技术等多方面“养分”而逐步发展起来的，它的出现不是偶然的，它是一种时代的产物,具体地说,它的出现是计算机技术发展趋向成熟、信息时代到来的必然产物。艺术设计要取得发展就必须要具有能够体现最新技术的闪光点。
数字媒体出版物在创作过程中应重视技术表现，但也不要“无病呻吟”，为技术而技术，使数字媒体出版物成为技术展示会。因此,在数字媒体出版物的创作过程中还是要强调将技术与艺术进行有机地结合。只有艺术与技术的完美结合，才会有成功的数字媒体出版物。

⑸ 我国智能制造技术的发展现状以及存在的问题

如今成为“世界工厂”

发展至今，我国制造业取得了巨大的成就。根据国家统计局统计数据显示，2018年我国制造业增加值为26.5万亿元，持续占国民生产总值(GDP)30%左右的比重，是名副其实的国民经济支柱产业。

——自主品牌汽车占有率低

中国是全球最大的汽车市场，2018年汽车产销量达到，蝉联全球第一。但是，由于德国、法国、日本、美国等汽车工业历史悠久，技术领先，中国汽车的自主品牌占全球的市场份额较低。根据Fucos2move统计数据显示，2018年全球汽车厂商销量前十名均为国外企业，无中国品牌。

——高端数控机床自给率不足

随着技术的快速更新迭代，一个国家数控机床水平的高低已经在一定程度决定了该国制造业水平的高低。我国数控机床近年来发展维持稳定增长的态势，2018年市场规模达到3389亿元。但不同等级的数控机床的国产化率存在较大的差异，其中高端数控机床自给率严重不足。

我国需要突破自主核心技术、关键共性技术、精密工艺技术、测试控制技术等研制瓶颈，打破发达国家对我国工业制造的限制和制约，实现中国制造在高端领域的重点突破。而智能制造能对现有制造业进行提升，包括缩短开发周期、降低成本、提升效率等;此外，智能制造将会推动制造业发展出全新的制造模式，包括柔性制造、生物制造、绿色制造、分形制造等。智能制造已成为全球制造业竞争的战略制高点。

以上数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院《集成电路用电子化学品行业市场需求与投资规划分析报告》。

⑹ 人工智能的发展概况

探讨人工智能，就要回答什么是智能的问题，综合各类定义，智能是一种知识与思维的合成,是人类认识世界和改造世界过程中的一种分析问题和解决问题的综合能力。对于人工智能，美国麻省理工学院的温斯顿教授提出“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作”，斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授提出“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学”。综合来看人工智能是相对人的智能而言的。其本质是对人思维的信息过程的模拟，是人的智能的物化。是研究、开发模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
（一）感知、处理和反馈构成人工智能的三个关键环节
人工智能经过信息采集、处理和反馈三个核心环节，综合表现出智能感知、精确性计算、智能反馈控制，即感知、思考、行动三个层层递进的特征。
智能感知：智能的产生首先需要收集到足够多的结构化数据去表述场景，因此智能感知是实现人工智能的第一步。智能感知技术的目的是使计算机能 “听”、会“看”,目前相应的计算机视觉技术和自然语言处理技术均已经初步成熟，开始商业化尝试。
智能处理：产生智能的第二步是使计算机具备足够的计算能力模拟人的某些思维过程和行为对分析收集来的数据信息做出判断，即对感知的信息进行自我学习、信息检索、逻辑判断、决策，并产生相应反映。具体的研究领域包括知识表达、自动推理、机器学习等，与精确性计算及编程技术、存储技术、网络技术等密切相关，是大数据技术发展的远期目标，目前该领域研究还处于实验室研究阶段，其中机器学习是人工智能领域目前热度最高，科研成果最密集的领域。
智能反馈：智能反馈控制将前期处理和判断的结果转译为肢体运动和媒介信息传输给人机交互界面或外部设备，实现人机、机物的信息交流和物理互动。智能反馈控制是人工智能最直观的表现形式，其表达能力展现了系统整体的智能水平。智能反馈控制领域与机械技术、控制技术和感知技术密切相关，整体表现为机器人学，目前机械技术受制于材料学发展缓慢，控制技术受益于工业机器人领域的积累相对成熟。
（二）深度学习是当前最热的人工智能研究领域
在学术界，实现人工智能有三种路线，一是基于逻辑方法进行功能模拟的符号主义路线，代表领域有专家系统和知识工程。二是基于统计方法的仿生模拟的连接主义路线，代表领域有机器学习和人脑仿生，三是行为主义，希望从进化的角度出发，基于智能控制系统的理论、方法和技术，研究拟人的智能控制行为。
当前，基于人工神经网络的深度学习技术是当前最热的研究领域，被Google，Facebook，IBM，网络，NEC以及其他互联网公司广泛使用，来进行图像和语音识别。人工神经网络从上个世纪80年代起步，科学家不断优化和推进算法的研究，同时受益于计算机技术的快速提升，目前科学家可以利用GPU（图形处理器）模拟超大型的人工神经网络；互联网业务的快速发展，为深度学习提供了上百万的样本进行训练，上述三个因素共同作用下使语音识别技术和图像识别技术能够达到90%以上的准确率。
（三）主要发达国家积极布局人工智能技术，抢占战略制高点。
各国政府高度重视人工智能相关产业的发展。自人工智能诞生至今，各国都纷纷加大对人工智能的科研投入，其中美国政府主要通过公共投资的方式牵引人工智能产业的发展，2013财年美国政府将22亿美元的国家预算投入到了先进制造业，投入方向之一便是“国家机器人计划”。
在技术方向上，美国将机器人技术列为警惕技术，主攻军用机器人技术，欧洲主攻服务和医疗机器人技术，日本主攻仿人和娱乐机器人。
现阶段的技术突破的重点一是云机器人技术，二是人脑仿生计算技术。美国、日本、巴西等国家均将云机器人作为机器人技术的未来研究方向之一。伴随着宽带网络设施的普及，云计算、大数据等技术的不断发展，未来机器人技术成本的进一步降低和机器人量产化目标实现，机器人通过网络获得数据或者进行处理将成为可能。目前国外相关研究的方向包括：建立开放系统机器人架构（包括通用的硬件与软件平台）、网络互联机器人系统平台、机器人网络平台的算法和图像处理系统开发、云机器人相关网络基础设施的研究等。
由于深度学习的成功，学术界进一步沿着连接主义的路线提升计算机对人脑的模拟程度。人脑仿生计算技术的发展，将使电脑可以模仿人类大脑的运算并能够实现学习和记忆，同时可以触类旁通并实现对知识的创造，这种具有创新能力的设计将会让电脑拥有自我学习和创造的能力，与人类大脑的功能几无二致。在2013年初的国情咨文中，美国总统奥巴马特别提到为人脑绘图的计划，宣布投入30亿美元在10年内绘制出“人类大脑图谱”，以了解人脑的运行机理。欧盟委员会也在2013年初宣布，石墨烯和人脑工程两大科技入选“未来新兴旗舰技术项目”，并为此设立专项研发计划，每项计划将在未来10年内分别获得10亿欧元的经费。美国IBM公司正在研究一种新型的仿生芯片，利用这些芯片，人类可以实现电脑模仿人脑的运算过程，预计最快到2019年可完全模拟出人类大脑。
（四）高科技企业普遍将人工智能视为下一代产业革命和互联网革命的技术引爆点进行投资，加快产业化进程。
谷歌在2013年完成了8 家机器人相关企业的收购，在机器学习方面也大肆搜罗企业和人才，收购了DeepMind和计算机视觉领军企业Andrew Zisserman，又聘请DARPA原负责人 Regina Dugan负责颠覆性创新项目的研究，并安排构建Google基础算法和开发平台的著名计算机科学家Jeff Dean转战深度学习领域。苹果2014 年在自动化上的资本支出预算高达110 亿美元。苹果手机中采用的Siri智能助理脱胎于美国先进研究项目局（DARPA）投资1.5亿美元，历时5年的CALO（ Cognitive Assistant that Learns and Organizes）项目，是美国首个得到大规模产业化应用的人工智能项目。Amazon计划在2015 年能够使用自己的机器人飞行器进行快递服务。韩国和日本的各家公司也纷纷把机器人技术移植到制造业新领域并尝试进入服务业
（五）人工智能的实际应用
人工智能概念从1956年提出，到今天初步具备产品化的可能性经历了58年的演进，各个重要组成部分的研究进度和产品化水平各不相同。人工智能产品的发展是一个渐进性的过程，是一个从单一功能设备向通用设备，从单一场景到复杂场景，从简单行为到复杂行为的发展过程，具有多种表现形式。
人工智能产品近期仍将作为辅助人类工作的工具出现，多表现为传统设备的升级版本，如智能/无人驾驶汽车，扫地机器人，医疗机器人等。汽车、吸尘器等产品和人类已经有成熟的物理交互模式，人工智能技术通过赋予上述产品一定的机器智能来提升其自动工作的能力。但未来将会出现在各类环境中模拟人类思维模式去执行各类任务的真正意义的智能机器人，这类产品没有成熟的人机接口可以借鉴，需要从机械、控制、交互各个层面进行全新研发。

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⑺ 人机交互技术的发展历史

市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，技术过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。
⒈WIMP界面的形成
Xerox Palo研究中心于70年代中后期研制出原型机Star，形成了以窗口（Windows）、菜单（Menu）、图符（Icons）和指示装置（Pointing Devices）为基础的图形用户界面，也称WIMP界面。
Apple最先采用了这种图形界面，斯坦福研究所60年代的发展计划也对WIMP界面的发展产生了重要的影响。该计划强调增强人的智能，把人而不是技术放在了人机交互的中心位置。该计划的结果导致了许多硬件的发明，众所周知的鼠标就是其中之一。
⒉WIMP界面面临的问题和发展多媒体计算机和VR系统的出现，改变了人与计算机通信的方式和要求，使人机交互发生了很大的变化。在多媒体系统中继续采用WIMP界面有其内在的缺陷：随着多媒体软硬件技术的发展，在人机交互界面中计算机可以使用多种媒体，而用户只能同时用一个交互通道进行交互因而从计算机到用户的通信带宽要比从用户到计算机的大得多，这是一种不平衡的人-计算机交互。
虚拟现实技术除了要求有高度自然的三维人机交互技术外，由于受交互装置和交互环境的影响，不可能也不必要对用户的输入做精确的测量，而是一种非精确的人机交互。三维人机交互技术在科学计算可视化和三维CAD系统中占有重要的地位。基于WIMP技术的图形用户界面，从本质上讲，是一种二维交互技术，不具有三维直接操作的能力。要从根本上改变这种不平衡的通信，人机交互技术的发展必须适应从精确交互向非精确交互、从单通道交互向多通道交互以及从二维交互向三维交互的转变，发展用户与计算机之间快速、低耗的多通道界面。从右上表可以看出在计算机系统不同的发展阶段中，人机交互模型的发展过程。在传统的人机系统中，人被认为是操作员，只是对机器进行操作，而无真正的交互活动。在计算机系统中人还是被称为用户。只有在VR系统中的人才，是主动的参与者。
人类生活中的事件都是多通道的，人-计算机多通道交互技术的发展虽然受到软件和硬件的限制，但至少要满足两个条件：其一，多通道整合，不同通道的结合对用户的体验是十分重要的；其二，在交互中容许用户产生含糊和不精确的输入。
⒈非精确的交互
· 语音（Voice) 主要以语音识别为基础，但不强调很高的识别率，而是借助其它通道的约束进行交互。
姿势（Gesture) 主要利用数据手套、数据服装等装置，对手和身体的运动进行跟踪，完成自然的人机交互。
头部跟踪（HeadTracking）主要利用电磁、超声波等方法，通过对头部的运动进行定位交互。
视觉跟踪（Eye-Tracking）对眼睛运动过程进行定位的交互方式。
⒉多通道交互的体系结构
多通道交互的体系结构首先要能保证对多种非精确的交互通道进行综合，使多通道交互存在于一个统一的用户界面之中，同时，还要保证这种通道的综合在交互过程中的任何时候都能进行。图1和图2表示了这两种不同的体系结构。良好的体系结构应能保证多个通道的综合不只是发生在应用程序这一级。
人机交互技术是目前用户界面研究中发展得最快的领域之一，对此，各国都十分重视。美国在国家关键技术中，将人机界面列为信息技术中与软件和计算机并列的六项关键技术之一，并称其为对计算机工业有着突出的重要性，对其它工业也是很重要的。在美国国防关键技术中,人机界面不仅是软件技术中的重要内容之一，而且是与计算机和软件技术并列的11项关键技术之一。欧共体的欧洲信息技术研究与发展战略计划（ESPRIT）还专门设立了用户界面技术项 目，其中包括多通道人机交互界面（MultiModal Interface for Man-MachineInterfa
ce）。保持在这一领域中的领先，对整个智能计算机系统是至关重要的。我们可以以发展新的人机界面交互技术为基础，带动和引导相关的软硬件技术的发展，使更有效地使用计算机的计算处理能力成为可能。

⑻ 人机交互技术的研究现状

已经取得了不少研究成果，不少产品已经问世。侧重多媒体技术的有：触摸式显示屏实现的“桌面”计算机，能够随意折叠的柔性显示屏制造的电子书，从电影院搬进客厅指日可待的3D显示器，使用红绿蓝光激光二极管的视网膜成像显示器；侧重多通道技术的有：“汉王笔”手写汉字识别系统，结合在微软的Tablet PC 操作系统中数字墨水技术，广泛应用于Office/XP的中文版等办公、应用软件中的IBM/Via Voice连续中文语音识别系统，输入设备为摄像机、图像采集卡的手势识别技术，以IPHONE手机为代表的可支持更复杂的姿势识别的多触点式触摸屏技术，以及IPHONE中基于传感器的捕捉用户意图的隐式输入技术。
人机交互技术领域热点技术的应用潜力已经开始展现，比如智能手机配备的地理空间跟踪技术，应用于可穿戴式计算机、隐身技术、浸入式游戏等的动作识别技术，应用于虚拟现实、遥控机器人及远程医疗等的触觉交互技术，应用于呼叫路由、家庭自动化及语音拨号等场合的语音识别技术，对于有语言障碍的人士的无声语音识别，应用于广告、网站、产品目录、杂志效用测试的眼动跟踪技术，针对有语言和行动障碍人开发的“意念轮椅”采用的基于脑电波的人机界面技术等。热点技术的应用开发是机遇也是挑战，基于视觉的手势识别率低，实时性差，需要研究各种算法来改善识别的精度和速度，眼睛虹膜、掌纹、笔迹、步态、语音、唇读、人脸、DNA等人类特征的研发应用也正受到关注， 多通道的整合也是人机交互的热点，另外，与“无所不在的计算”、“云计算”等相关技术的融合与促进也需要继续探索。