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基于普适计算的无界面交互设计研究

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摘要：伴随着物联网时代的来临，计算设备与环境逐渐融为一体，无界面交互成为人机交互的重要趋势之一。无界面交互即无实体或虚拟可视界面的交互。本文从无界面交互的现状、概念定义以及在普适计算理念下的实际应用等方面进行了研究。通过文献综述、案例分析等方法对无界面交互进行定义和分类，并提出无界面交互设计策略。无界面交互设计策略的要点是：感知情境，适应用户，贴近自然交互行为和最小化干扰以融入环境。结论未来是让环境成为自然交互的载体，信息重新成为人机交互的主角。

关键词：普适计算无界面交互非可视化人机交互交互设计情境感知用户体验

：TP47

：A

：1003-0069（2020）07-0100-04

一、普适计算

物联网时代来临，智能设备层出不穷，数据量呈指数型上升，新技术不断催生数字化革命，为普适计算（Pervasivecomputing/Ubiquitouscomputing）的发展创造了良好条件。“普适计算”由马克，维瑟在1991年《科学美国人》（ScientificAmerican）杂志上刊登的“TheComputerforthe2lstCentury”—文中提出。马克·维瑟（MarkWeise）认为获取信息所需的交互与信息量之间平衡且最佳的状态是减少交互，技术应以不显眼，不打扰的方式给予用户支持[1]。普适计算强调计算设备与环境融为一体。提倡让人机交互隐匿和不可见，但用户可以在需要的时候在任意时间和地点以任意方式获取信息。

二、无界面交互

（一）无界面交互的定义：“无界面交互”（NoInterfacedesign）一詞来源于”GoldenKrishna所著《无界面交互：潜移默化的ux设计方I略》（TheBestInterfaceIsNoInterface：TheSimplePathtoBrilliantTechnology）一-书，作者在书中提出明确观点，“最好的电脑是无形的。最好的交互是自然的。最好的界面是没有界面[2]。无界面交互即无实体或虚拟可视界面的人机交互[3]，又称为非可视化人机交互。人在无界面交互中处理来自听觉、触觉、嗅觉、味觉等单一或多重感官的信息。无界面交互的应用体现在诸多方面：脑机交互、智能联网设备、智能家居，智慧城市等。

（二）研究意义：计算平台和技术的演进是交互方式最主要的推进要素之一。自个人计算机普及以来.人机交互的主要方式经历了鼠标键盘、图形界面、智能触屏等阶段，每个阶段所能呈现的交互带宽都比上一个层级有所增加。我们当前正由互联网时代向普适计算时代迁移，物联网（lnternetofThings，IoT）设备逐渐变得无处不在，计算机融入到生活的方方面面。随着智能传感、人工智能等领域技术的进步和人机交互的发展，无界面交互出现并成为界面交互的下一个阶段，如图1。

与无界面交互相对应的是图形用户界面（GraphicalUserInterface，GUI）交互。简称界面交互。界面交互是以图形方式显示的计算机操作界面。自施乐帕克研究中心（XeroxPARC）在1973年设计出世界上第一个图形用户界面，到Windows、MacOS等搭载于个人电脑的桌面操作系统普及以来，界面交互一直是人与计算机交互的主要方式。界面交互适用于向用户呈现大量精细信息的特定场景，但其与生俱来的缺陷在于必须依托可视化的界面与用户交互。设计隐喻的偏差，人机语言的差异和信息传输的延迟等都可能让界面交互变得不那么自然。

对于当前大部分基于界面交互的软件应用而言，设计出让人沉迷的产品的商业目标逐渐取代了以提升用户体验和价值为核心的目标，L/Twitter为例，2014年的一篇分析文章中指出，“Twitter最核心的增值杠杆是用户访问量、市场占有率和用户在界面停留时间的长短”。然而，技术和设计应为人服务并引导人更好地生活，好的交互设计的目标不是让人成瘾，而是以优雅快捷的方式满足人们的需求。美国科学家AlexCapecelatro也曾提出，“用户界面不是必须的，可视化用户界面只有通过正确实例的应用才有意义，过度使用界面会增加用户操作的额外步骤。”

基于视觉交互（如屏幕）的界面设计容易造成信息过载、层级过多和界面叠加，有时无法很好地解决人在处理多任务的复杂线下场景时遇到的问题。需要跳出传统界面设计的思路，以用户体验为核心，提出更直达用户目标的解决方案。无界面交互的优势，一方面体现在可以简化操作流程（如图2），提升工作效率，贴近自然交互的规律，具备天生的亲和性。另一方面，无界面交互领域的研究目前仍处于初始阶段，可以在其中做更多可行创新，为考虑解决用户遇到的困难来设计解决方案，创造更多提升人愉悦感和幸福感的设计和环境。

（三）研究现状：无