人机交互，双向奔赴
所谓“人机交互”（Human-Computer Interaction Techniques），是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。
广义上来讲，自从有机器以来，人们对机器的操作和控制可以算是人机交互的起源，但这个时候的交互是单向操作，人类几乎不会收到机器的“反馈”。所以，从狭义的角度来看，这不应该称为“交互”，而应该称为“操作”。
经过半个世纪的探索，人类与机器之间的互动发生了巨大变革，从最早的一堆开关、继电器，演变为穿孔卡片、磁带，后来再演化到键盘、鼠标、触摸面板和语音、手势等。
真正的人机交互要从计算机发明之后算起，特别是1959年美国计算机科学家和心理学家约瑟夫·利克莱德（J. C. R. Licklider）提出人机紧密共栖（Human-Computer Close Symbiosis）的概念，人机交互才成为一个被重视的概念。
特别是1970年，英国拉夫堡大学和美国施乐公司分别成立了HCI研究中心，人机交互驶入了发展的快车道。
不过当时的“HCI”中的“I”还是“Interface（界面/接口）”，并非今天的“Interaction（交互）”，直到20世纪80年代，随着计算机科学的发展，人机交互才从人机工程学中独立出来，成为单独的学科。
20世纪90年代，人机交互从以传统的工业控制和汇编语言为代表的命令行阶段发展到以Windows等操作系统为代表图形界面阶段。
进入新世纪，随着苹果手机的诞生和普及，人机交互无论是在民用或工业领域都进入触控阶段。
近年来，随着计算机视觉、AR/VR、3D渲染等技术的发展，人类与计算机的交互进入全方位的沉浸和识别阶段。
看得出来，人机交互的目标就是从“机械”到“自然”，人类希望某一天和机器的交流方式就如人与人之间交流这么自然。
正如前文所讲，人与人之间的沟通靠语言，机器之间的连接却依赖于数字，二者必须转换成同一种代码，这种“自然沟通”才有可能实现。
语音识别、动作识别、眼动识别的研究方向都是想办法让机器理解人类世界已经有的传递信息的方式。
同时，人类将虚拟世界的数字对象模型化，通过AR/VR或全息技术，让这些数字对象“真实”叠加在现实世界中或虚拟在一个非真实的空间里。
通过这两方面努力，人与机器之间的交互就可以变得更加随意与自然。这种方式有一个问题，那就是信号的失真。如前文所述，无论是人类的语言还是动作，都是经过人类的大脑“编辑”过的信号，这种信号并不一定能够反映人类的真实思想。(https://www.daowen.com)
从本质上来说，这是想办法将数字信号转换为人类所适应的模拟信号的一种努力方向，即让人工智能加入“人类”这个种群。
相应的，另外一种研究方向是，想办法将人类的模拟信号转换为数字世界能够读懂的数字信号，即想办法让人类加入“人工智能”这个种群，代表技术范式就是可穿戴设备（含植入设备）和脑机接口。
可穿戴设备是将现实世界中人的物理状态、动作状态甚至情绪状态通过可穿戴设备数字化，然后交换给虚拟对象，最终让计算机或虚拟对象“理解”人类的一种方式。
而脑机接口的目标更加直接，是让人类加入人工智能的大家庭，正如马斯克所言：“如果我们不能战胜人工智能，那么就加入他们。人与机器之间的最佳结果就是共生，只有人类转换成机器人，才能避免被‘邪恶的人工智能独裁’的可能性。”
无论是可穿戴设备还是脑机接口，从本质上来说都是将人类发出的模拟信号转换成数字信号的一种方式。这就是我们所说的，让人类想办法靠近或加入人工智能的路径。
图5.1 人类与数字对象的互相理解
无论是人工智能加入人类的路径，还是人类加入人工智能的路径，探索都在初级阶段，但从人类适应的角度来看，将数字信号转换为模拟信号的模式，较快进入实用领域，这方面的技术代表是AR/VR/MR和全息显示技术等。
将人类的模拟信号转换为数字信号的模式，由于涉及隐私、伦理、风险等一系列问题，则一直处在实验阶段。马斯克曾经放话说已经争取到美国FDA的批准近年来可以进行针对“人”的芯片植入实验，也是一拖再拖，直至今日也还未实现。
近年来，随着人工智能技术的发展，人机交互技术逐渐发展成为和“智能人机交互”，即人工智能不断驱动着人机交互由传统方式向更智能、更自然的方向发展，甚至二者有融为一体的趋势和可能，《埃森哲技术展望2017》就指出：AI is the new UI.
从机器理解人类的角度，融入人工智能技术的人机交互将能够实现人与机器的“多通道交互”，即机器可以从语音、动作、表情（人脸识别），甚至姿态、情绪等多方面感知人类的需求，并做出相应的动作，这种人机交互方式与人与人之间的沟通方式极其类似。
从人类理解机器的角度，融入人工智能技术的人机交互能够将数字世界中的代码具象化，即实现“实物用户界面”，而非传统的命令行或图形界面。
当然，还有更激进的融合方式，那就是让人类的智能增强，计算机科学家Douglas C. Engelbart（鼠标的发明者）在1963年就发表过《增强人类智慧的概念性架构》一文，其内容是希望通过基因科技、心理学、脑神经科学和纳米科技来提升人类的智能，最终实现人与机器之间的大融合。
无论是让机器理解人类，还是让人类理解机器，甚至是增强人类智能之后实现与机器之间的有机融合，三者均有不同的技术实现路径。接下来我们就分别来介绍这几类技术，毕竟它们都是现实世界与虚拟世界沟通的桥梁，也是元宇宙世界中实现“虚实相生”的关键所在。
