2024年9月11日上午，中国科学院大学人工智能学院有幸邀请到了中国科学院软件研究所田丰老师，在雁栖湖校区教一楼009教室为同学们带来科学前沿讲座——《智能人机交互：应用场景、方法与前沿动态》。在报告中，田丰老师讨论了增强现实(AR)技术的应用现状和挑战，介绍了人机交互技术在医疗健康、智能教育等应用场景中的前沿技术，总结了自然交互、体感交互到脑机接口的发展趋势，以及它们在未来人机交互中的潜在作用。
首先，田老师介绍了AR技术的现状与未来发展。AR技术目前在实现虚拟与现实环境的有效结合方面还存在挑战，如视图单一、伤害眼睛等问题。田老师分析了Vision Pro作为最新的AR产品，提供了一种全新的视角，通过摄像头捕获外部世界并返回屏幕上的虚拟图像，这一过程使得视觉信息的处理更为智能化。然而，AR技术的发展仍面临多重困难，例如设备重量问题等。未来，随着技术的进步和相关操作系统的完善，AR可能在多个领域展现出其巨大的应用价值，从而引发计算形态的新变革。
接着，田老师从移动计算与人机交互：跨学科探索方面进行详细的讲解。随着移动计算概念的发展，人机交互正迎来新的机遇。田老师讲到，研究重点转向理解机器与人类之间的互动，包括计算能力和心理模型的研究。目前，自然交互和体感交互是最为主流的交互方式，如手势识别和触控技术。然而，脑机接口作为未来的潜在发展方向，在特定领域如医疗保健中已有应用，表明其在实现更自然的人机交互方面仍有巨大潜力。此外，探讨生理计算和情感计算等新兴领域对于提升交互系统的智能化水平至关重要。随后，田老师提出在设计未来的人机交互系统时，需考虑到不同情境下最适宜的反馈方式，如视觉、语音或触觉反馈，以实现更加高效和人性化的交互体验。
接下来，田老师集中讨论了人机交互技术用于提升教育质量和生活便利性的具体实例。例如运用高精度穿戴设备增强体育锻炼和健康监测的功能，以及利用虚拟现实技术创造沉浸式学习环境的可能性。此外，田老师还提到了开发针对视障人士的辅助技术，如高分辨率的触觉显示器，以及根据触觉图形语义设计最佳触摸认知路径的触觉引导环等，以帮助他们更好地感知和互动世界。所有这些技术和解决方案均展现了科技在促进个性化学习和提高生活质量方面的巨大潜力。
田老师讲解了研究人员通过辣椒素对人体影响的研究，探索了其在医疗领域的应用潜力，尤其是在制造虚拟疼痛方面。此外，田老师还介绍了开发中的多感知交互器技术——穿戴式全身体感交互设备，旨在有效解决大范围、多用户、高精度捕捉问题。田老师具体介绍了该技术中基于MEMS的全身动作捕捉模块，百平米光学定位模块，基于形变电阻的数据手套模块，基于柔性传感的生理检测数据衣模块等丰富的前沿技术。
最后，田老师总结了人工智能与人机交互的发展规律及未来方向。ACM TOCHI前主编Jonathan Grudin的研究表明，在过去70年里，人工智能与人机交互的发展呈现交替浮沉的现象。而田老师认为，未来二者将会协同共振，相辅相成，进而逐步实现人机混合增强智能，未来的交互方式将是人类智能与机器智能的有机结合，而非简单的AI取代人类工作。
更多专家信息：
田丰，中国科学院软件研究所二级研究员，国家高层次人才，享受国务院政府特殊津贴专家，国家科技创新2030重大项目首席科学家、首批国家重点研发计划项目首席科学家。担任中国计算机学会人机交互专委会主任。作为第一完成人领衔获得了2018年度国家科技进步二等奖、2015年度北京市科学技术一等奖。
