De bedste computergrænseflader: fortid, nutid og fremtid

Dataloger fra hele verden samles i Boston i denne uge kl Computer-menneskelig interaktion 2009 at diskutere den seneste udvikling inden for computergrænseflader. For at falde sammen med begivenheden præsenterer vi en oversigt over de fedeste computergrænseflader fortid, nutid og fremtid.

Multitouch skærm: Microsofts Surface er et eksempel på en multitouch-skærm.

Kommandolinjen
Bedstefaren til alle computergrænseflader er kommandolinjen, som dukkede op som en mere effektiv måde at styre computere på i 1950'erne. Tidligere skulle kommandoer føres ind i en computer i partier, normalt via et hulkort eller papirbånd. Teletypemaskiner, som normalt blev brugt til telegraftransmissioner, blev tilpasset som en måde for brugere at ændre kommandoer halvvejs gennem en proces og modtage feedback fra en computer i næsten realtid.

Videovisningsenheder gjorde det muligt at vise kommandolinjeinformation hurtigere. VT100, en videoterminal udgivet af Digital Equipment Corporation (DEC) i 1978, emuleres stadig af nogle moderne operativsystemer som en måde at vise kommandolinjen på.

Grafiske brugergrænseflader, som opstod kommercielt i 1980'erne, gjorde computere meget nemmere for de fleste mennesker at bruge, men kommandolinjen tilbyder stadig betydelig kraft og fleksibilitet for ekspertbrugere.

Musen
I dag er det svært at forestille sig en stationær computer uden dens ikoniske sidemand: musen.

Udviklet for 41 år siden af Douglas engelbart på Stanford Research Institute i Californien er musen uløseligt forbundet med udviklingen af ​​den moderne computer og spillede også en afgørende rolle i fremkomsten af ​​den grafiske brugergrænseflade. Engelbart demonstrerede musen sammen med flere andre nøgleinnovationer, herunder hypertekst og delt skærmsamarbejde, ved en begivenhed i San Francisco i 1968.

Tidlige computermus kom i en række forskellige former og former, hvoraf mange ville være næsten uigenkendelige i dag. Men da musene blev kommercielt tilgængelige i 1980'erne, var formen sat. Tre årtier efter og på trods af nogle få modifikationer (herunder tabet af dens hale), forbliver musen relativt uændret. Det betyder ikke, at virksomheder ikke har prøvet at tilføje alle mulige forbedringer, inklusive et mini-joystick og en luftventilator for at holde din hånd svedfri og kølig.

Logitech alene har nu solgt mere end en milliard af disse enheder, men nogle mener, at musen er på sine sidste ben. Fremkomsten af ​​andre, mere intuitive grænseflader kan endelig løsne musens greb om os.

Touchpad'en
På trods af hård konkurrence fra trackballs og knap-joysticks, har touchpad'en vist sig som den mest populære grænseflade til bærbare computere.

Med de fleste touchpads registreres en brugers finger ved at detektere forstyrrelser i et elektrisk felt forårsaget af fingerens naturlige kapacitans. Det er et princip, der blev anvendt så langt tilbage som i 1953 af canadisk pioner inden for elektronisk musik Hugh Le Caine , for at kontrollere klangen af ​​lydene produceret af hans tidlige synthesizer, døbt Sackbut.

Touchpad'en er også vigtig som en forløber for touch-skærmens interface. Og mange touchpads har nu multitouch-funktioner, hvilket udvider rækken af ​​mulige anvendelser. Den første multitouch touchpad til en computer blev demonstreret tilbage i 1984 af Bill Buxton , dengang professor i computerdesign og interaktion ved University of Toronto og nu også principalforsker hos Microsoft.

Multitouch-skærmen
Nævn computere med berøringsskærm, og de fleste vil tænke på Apples iPhone eller Microsofts Overflade . I virkeligheden er teknologien allerede et kvart århundrede gammel, efter at have debuteret i HP-150-computeren i 1983. Længe før stationære computere blev almindelige, blev grundlæggende touchskærme brugt i pengeautomater for at give kunder, som stort set var computeranalfabeter, mulighed for at bruge computere uden megen træning.

Det er dog rimeligt at sige, at Apples iPhone har hjulpet med at genoplive potentialet i tilgangen med sin multitouch-skærm. Flere mobiltelefonproducenter tilbyder nu multitouch-enheder, og både Windows 7 og fremtidige versioner af Apples Macbook forventes at gøre det samme. Forskellige teknikker kan muliggøre multitouch-skærme: kapacitiv sensing, infrarød, akustiske overfladebølger og for nylig trykføling.

Med denne renæssance kan vi forvente et helt nyt leksikon af bevægelser designet til at gøre det lettere at manipulere data og kalde kommandoer frem. Faktisk kan en udfordring være at finde midler til at reproducere eksisterende kommandoer på en intuitiv måde, siger August de los Reyes , en brugeroplevelsesforsker, der arbejder på Microsofts Surface.

Håndbevægelse Sansning
Kompakte magnetometre, accelerometre og gyroskoper gør det muligt at spore en enheds bevægelse. Ved at bruge både Nintendos Wii-controller og iPhone kan brugere styre spil og applikationer ved fysisk at manøvrere hver enhed gennem luften. På samme måde er det muligt at pause og afspille musik på Nokias 6600 mobiltelefon blot ved at trykke to gange på enheden.

Nye mobilapplikationer er også begyndt at udnytte denne tendens. Hold kæft lader for eksempel Nokia-brugere gøre deres telefon lydløs ved blot at vende den med forsiden nedad. En anden app, kaldet nAlertMe , bruger en 3-D gestural adgangskode for at forhindre enheden i at blive stjålet. Håndsættet udsender en skingrende alarm, hvis brugeren ikke flytter enheden i et foruddefineret mønster i luften for at tænde den.

Det næste trin i gestusgenkendelse er at sætte computere i stand til bedre at genkende hånd- og kropsbevægelser visuelt. Sony's Eye viste, at simple bevægelser relativt let kan genkendes. Det er dog vanskeligere at spore mere komplicerede 3D-bevægelser i uregelmæssig belysning. Startups, inkl Xtr3D , der er baseret i Israel, og Soft Kinetic, der er baseret i Belgien, udvikler computervisionssoftware, der bruger infrarød til spilapplikationer, der registrerer hele kroppen.

Oblong, en startup baseret i Los Angeles, har udviklet et rumligt operativsystem, der genkender gestuskommandoer, forudsat at brugeren bærer et par specielle handsker.

Force Feedback
Et forskningsfelt kaldet haptics udforsker måder, hvorpå teknologi kan manipulere vores følesans. Nogle spilcontrollere vibrerer allerede med en påvirkning på skærmen, og på samme måde ryster nogle mobiltelefoner, når de skiftes til lydløs.

Mere specialiserede haptiske controllere inkluderer PHANTOM, lavet af SensAble, baseret i Woburn, MA. Disse enheder bruges allerede til 3-D-design og medicinsk træning - for eksempel giver en kirurg mulighed for at praktisere en kompleks procedure ved hjælp af en simulering, der ikke kun ser ud, men også føles realistisk.

Haptics kan snart også tilføje en anden dimension til berøringsskærme: ved bedre at simulere følelsen af ​​at klikke på en knap, når et ikon berøres. Vincent Hayward , en førende ekspert på området, ved McGill University, i Montreal, Canada, har demonstreret, hvordan man genererer forskellige fornemmelser forbundet med forskellige ikoner på en haptisk knap. På længere sigt mener Hayward, at det endda vil være muligt at bruge haptics til at simulere fornemmelsen af ​​teksturer på en skærm.

Stemme Anerkendelse
Talegenkendelse har altid kæmpet for at ryste af sig et ry for at være træg, akavet og alt for ofte unøjagtig. Teknologien har kun for alvor taget fart i specialområder, hvor en begrænset og snæver undergruppe af sprog er ansat, eller hvor brugere er villige til at investere den tid, der er nødvendig for at træne et system til at genkende deres stemme.

Dette er nu ved at ændre sig. Efterhånden som computere bliver mere kraftfulde og parsingalgoritmer smartere, vil talegenkendelse fortsætte med at blive bedre, siger Robert Weidmen, VP for marketing for Nuance , firmaet, der laver Dragon Naturally Speaking.

Sidste år lancerede Google en stemmesøgningsapp til iPhone, som giver brugerne mulighed for at søge uden at trykke på nogen knapper. En anden iPhone-applikation, kaldet Vlingo , kan bruges til at styre enheden på andre måder: Udover at søge kan en bruger diktere tekstbeskeder og e-mails eller opdatere sin status på Facebook med et par enkle kommandoer. Tidligere har udfordringen været at tilføje nok processorkraft til en mobiltelefon. Nu betyder hurtigere dataoverførselshastigheder imidlertid, at det er muligt at bruge fjernservere til problemfrit at håndtere den krævede talknap.

Augmented Reality
En spændende ny grænseflade er augmented reality, en tilgang, der fusionerer virtuel information med den virkelige verden.

De tidligste augmented-reality-grænseflader krævede komplekst og omfangsrigt bevægelsesfølende og computergrafikudstyr. For nylig skal mobiltelefoner med kraftige processeringschips og sensorer bringe teknologien inden for rækkevidde af almindelige brugere.

Eksempler på mobil augmented reality inkluderer Nokias Mobil Augmented Reality-applikation (MARA) og Wikitude , en applikation udviklet til Googles Android-telefonoperativsystem. Begge giver en bruger mulighed for at se den virkelige verden gennem en kameraskærm med virtuelle annoteringer og tags overlejret ovenpå. Med MARA høstes disse virtuelle data fra de interessepunkter, der er gemt i NavTeq-satellitnavigationsapplikationen. Wikitude, som navnet antyder, henter sine data fra Wikipedia.

Disse applikationer fungerer ved at overvåge data fra et arsenal af sensorer: GPS-modtagere giver præcis positionsinformation, digitale kompas bestemmer, hvilken vej enheden peger, og magnetometre eller accelerometre beregner dens orientering. Et projekt kaldet Nokia Image Space tager dette et skridt videre ved at give folk mulighed for at gemme oplevelser – billeder, video, lyde – et bestemt sted, så andre kan hente dem på samme sted.

Rumlige grænseflader
Ud over at muliggøre augmented reality kan de GPS-modtagere, der nu findes i mange telefoner, spore mennesker geografisk. Dette afføder en række nye spil og applikationer, der lader dig bruge din placering som en form for input.

Googles Latitude lader for eksempel brugere vise deres position på et kort ved at installere software på en GPS-aktiveret mobiltelefon. I oktober 2008 var omkring 3.000 iPhone-apps allerede lokaliseret. En sådan iPhone-applikation er iNap , som er designet til at overvåge en persons position og vække hende, før hun misser sit tog- eller busstoppested. Ideen til det kom, efter at Jelle Prins, fra det hollandske softwareudviklingsfirma Moop, var bekymret for at mangle sit stop på vej til lufthavnen. Appen kan oprette forbindelse til et populært togplanlægningsprogram, der bruges i Holland og automatisk identificere dine stop baseret på dine tidligere rejserutiner.

Sikkerhedsnet , en placeringsbevidst applikation udviklet til Googles Android-platform, lader brugeren definere dele af byen, som de anser for generelt at være usikre. Hvis de ved et uheld vandrer ind i et af disse no-go områder, bliver programmet aktivt og vil afgive en alarm og automatisk ringe 911 på højttalertelefonen som svar på en hurtig rystelse.

Hjerne-computer-grænseflader
Måske er den ultimative computergrænseflade, og en der forbliver et stykke væk, tankekontrol.

Kirurgiske implantater eller elektroencefalogram (EEG) sensorer kan bruges til at overvåge hjerneaktiviteten hos mennesker med alvorlige former for lammelser. Med træning kan denne teknologi tillade låste patienter at styre en computermarkør for at stave beskeder eller styre en kørestol.

Nogle virksomheder håber at bringe den samme slags hjerne-computer interface (BCI) teknologi til mainstream. Sidste måned, Neurosky , baseret i San Jose, Californien, annoncerede lanceringen af ​​deres Bluetooth gaming headset designet til at overvåge simpel EEG aktivitet. Tanken er, at spillere kan få ekstra kræfter afhængigt af, hvor rolige de er.

Ud over spil kunne BCI-teknologi måske bruges til at hjælpe med at lindre stress og informationsoverbelastning. Et BCI-projekt kaldet det kognitive cockpit (CogPit) bruger EEG-information i et forsøg på at reducere den informationsoverbelastning, som jetpiloter oplever.

Projektet, som tidligere blev finansieret af den amerikanske regerings Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), er designet til at skelne, hvornår piloten bliver overbelastet og administrere den måde, hvorpå informationen bliver tilført ham. For eksempel, hvis han allerede kommunikerer verbalt med basen, kan det være mere passende at advare ham om en indkommende trussel ved hjælp af visuelle midler i stedet for gennem en hørbar alarm. Ved at estimere deres kognitive tilstand fra det ene øjeblik til det andet burde vi være i stand til at optimere informationsstrømmen til dem, siger Blair Dickson, en forsker på projektet med det britiske forsvarsteknologifirma. Qinetiq .

skjule