人机交互系统与自动化技术
摘要：
随着科技的飞速发展，自动化技术也在同步向前迈步，在自动化技术进步的同时，人机交互系统也变得尤为重要。如今越来越多的自动化技术应用到了社会生产发展的方方面面，人机交互就逐渐成为一项不可或缺的技术。从手动到完全自动，人机交互系统就成为了一座桥梁。本文将介绍自动化的应用与前景以及同背景下的人机交互系统的建设与发展。
关键词：自动化技术 人机交互 界面设计 技术应用与发展前景
- 概念：
1.1 自动化技术
自动化（Automation）是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。随着时间的推移，自动化这个专有名词已不再陌生，广为人知。而随着自动化的高速发展，人类与其沟通的桥梁——交互系统，也被人们所熟知。
1.2人机交互技术
人机交互系统(Human-computer interaction)是研究人与计算机之间通过相互理解的交流与通信，在最大程度上为人们完成信息管理，服务和处理等功能，使计算机真正成为人们工作学习的和谐助手的一门技术科学。例如，我们今天习以为常使用的操作系统或图形用户界面即是一种人机之间的交互系统。所以，人机交互技术也是计算机用户界面设计中最重要的内容之一，它成为了用户能够直接操控计算机的沟通桥梁。
2. 应用
2.1 自动化技术目前的应用
目前，自动化已经广泛的运用于生活中的各个领域，涉及于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方方面面。随着自动化技术的不断更新迭代的发展，采用这项技术已经逐渐取代人们完成一些体力劳动、恶劣危险的工作环境中工作的工作，与此同时，利用机械化的精巧及其高灵敏度，还能够完成部分人类无法完成的工作，实现了部分生产力质的飞跃。因此，自动化技术已成为各国家工业、农业、国防科学技术现代化的重要标志。
2.2 自动化与机械自动化
对于自动化这项技术，目前应用最广泛的就是机械自动化技术，机械自动化是机器或者装置通过机械方式实现自动化控制的过程。机械自动化是最早出现的自动控制系统。机械自动化的发展具有悠久的历史，最早出现的时间已不可考。在我国的古代典籍《墨子》中记录最早的自动化即使是春秋战国时期鲁班制造的木鸟。近现代以来，随着几次工业革命开展，机械自动化技术开始在各个行业和领域有着广泛的应用，极大的提高了社会生产效率，转变了传统的生产方式。在我国，在20世纪80年代初期建成了第一个由机器人进行装配的全自动化电机制造厂和利用激光加工的综合柔性制造系统，这是我国对自动化技术研究发展的一个重要里程碑。自那时起，我国自动化技术踏上飞速发展之路，现如今，这项技术已经借助互联网和信息技术，实现了计算机集成制造系统，即为人机交互系统，两者相辅相成，逐渐向智能化方向发展。
2.3 人机交互与自动化的相辅相成
对于自动化技术的发展，人机交互在此也显得尤为重要。自计算机诞生之时的庞然大物到现在缩小到灵敏便携走进家家户户，它已经紧密地融入了人们的生活，同时已被公认在社会上的医疗、经济、教育、科研起到了巨大作用，已经成为了一项不可或缺的技术。例如目前最常见的计算机交互系统—Microsoft的Windows以及苹果公司的MacOS，为人们的生产生活提供巨大帮助与便捷。对于Windows交互系统，从MS-DOS的基础上的一个多任务的图形用户界面逐渐发展成为个人电脑的主要操作系统。操作系统是人使用计算机硬件沟通的平台，没有良好的人机操作性，就难以吸引广大用户使用。手机领域也是如此，诺基亚手机能够占据手机市场半壁江山，塞班系统互动性良好是其成功的重要因素之一，而其迅速的衰败也是因为塞班系统相对于Android的落伍。Windows操作系统能够作为个人计算机的主流操作系统，其优异的人机操作性是重要因素。随着计算机技术的发展，操作命令也越来越多，功能也越来越强。随着模式识别，如语音识别、汉字识别等输入设备的发展，操作员和计算机在类似于自然语言或受限制的自然语言这一级上进行交互成为可能。此外，通过图形进行人机交互也吸引着人们去进行研究。这些人机交互可称为智能化的人机交互，与此同时，这方面的研究工作正在积极开展。对于自动化人机交互，它已经使人和机器的关系从“人围着机器转”到“机器围着人转”的方向发展，使这一项技术变得更加自然、和谐。
3. 发展前景：
3.1 硬件与软件的结合
目前计算机能力发展的最关键的因素在于人机交互技术。对于自动化技术与人机交互之间的沟通，其界面设计、Web设计率先面向用户。目前，对Web界面的信息交互模型和结构，Web界面设计的基本思想和原则，界面设计的工具和技术，以及Web界面设计的可用性分析与评估方法等内容的研究正高速发展。对于新兴自动化技术的发展，一道门槛就是移动计算能力，对CPU以及GPU的核心处理能力提出极高要求。针对移动设备的便携性、位置不固定性和计算能力有限性以及无线网络的低带宽高延迟等诸多的限制，硬件层面的技术门槛也在进一步提高。
3.2 自动驾驶技术的未来与其结合
截至目前，自动驾驶技术是自动化技术和人机交互系统结合以及未来最广泛应用的项目。用户将来对于自动驾驶最直接的操作无疑是车机的交互，所以，其UI设计界面就显得尤为重要，让用户最快速的获取有用的信息。在自动驾驶功能完善的环境下，用户的注意力可以从高负荷的驾驶相关任务逐渐释放到非驾驶任务上，这将使得数字化技术能够深入到更多的非驾驶任务上，支持用户在驾驶及非驾驶活动相关的信息娱乐需求。对于自动驾驶技术的自动化层面，即为硬件层面与软件编码层面的相互结合，雷达，摄像头，毫米波等传感器就是自动驾驶汽车的眼睛。当他们获取数据之后就可以通过与之匹配的神经网络算法被理解成为一个个现实中有含义具象的对象。车辆可以通过算法的横纵向控制完成预期的动作和规划。这个过程中，它们也可以通过对色彩，形状，运动等信息，很本能地去感受地图中的元素，车速，方向等信息。
现代与技术的互动越来越多地从人类仅仅把计算机作为工具向人和有自主性的智能体建立联系，让自主性智能体代替人作出行动转变。人类和技术之间的关系将随着其最新的部分——自主性的开始——继续发生重大变化。“尽可能自主的合作者”范式代表了与“自动化作为工具”范式有着根本不同的变革，因此人因工程专业需要预测这些技术可能的不利结果，并最大限度地提高它们的收益。
参考文献：
- 百度百科 Microsoft Windows 简介
- 百度百科 自动化技术 简介
- 百度百科 人机交互 简介
- 宋玲 自动化技术在机械加工中运用 2022
- 佐治亚理工学院 Designing the Product-Service System for Autonomous Vehicles 2018
- CSDN王小凤 金潇阳 从“自动化”到“自主化”:人机交互中信任修复的重要性 2020
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