直感交互人机界面研究综述

瞿 珏, 焦浩洋,王庆力,王 崴,党思娜

(空军工程大学 防空反导学院, 西安 710051)

0 引言

直感交互是一种新的人机交互方式。在信息时代向着智慧时代迈进的过程中,通信技术充分发展,计算机的性能迅猛提升,信息空间越发复杂,任务的难度不断增大,这与人们自身有限的认知能力和情感接受能力形成明显的矛盾,人机交互过程中出现了不协调的因素,影响用户的体验,同时也阻碍计算机的继续发展[1-2]。直觉化交互以人为中心,以交互技术为依托,使用户凭借既往经验和先验知识与产品直接交互,不仅能够降低用户的认知负荷,还可以提升用户完成任务效率和质量。因此,有必要对人机界面的直感交互展开深入的研究,提升操作人员的使用满意度和任务绩效。

直感交互设计研究是涉及人因工程学、心理学、神经生理学的多学科交叉研究,当前研究人员对于直感交互设计所做的工作仍然处于探究阶段。Blackler、Hurtienne 等研究团队围绕直感交互理论、直感交互模型和工具、产品直感化设计等方面做了大量的研究工作[3-7],从目前研究人员对于直感交互的定义来看,它所主张的人机界面设计理念和技术优势表明了未来人机交互的发展趋势。Blacker等[3]主要让参与者使用真实或原型产品和界面完成实际任务,通过收集参与者数据以及其他相关技术了解实验界面的特性,并开发了一个基于文献启发式算法支持的编码方案,该方案能够区分直觉加工和其他加工,开发并使用TF来衡量过去的经验与相关的界面特征,Blacker还设计了一组实验,让参与者对未使用过的照相机进行若干操作,来确定过去相关产品的特性经验是否提高了人们使用这些特性的效率。Hurtienne研究团队[5]提出了一种包括意象图式和意象图式的隐喻方法,该方法能够挖掘用户对某一领域的潜意识思维模式,在设计项目中使用意象图式方法可以潜在地解决包容性设计、直觉性使用和创新性之间的矛盾。在增强直感交互方面,Lffler等[8]研究发现,设计多个感官通道可以加强直感交互的介入,颜色和触觉属性的不同将直接影响直感交互的效率。人们进行直感交互的过程就是人对产品或系统的直觉化使用,凭借对以往的经验及知识,用户快速无意识的与其进行交互,虽然Blackler等研究学者通过不同的实验对直感界面和直感使用机理进行研究了解,但对直感交互的了解仍然处在初级阶段,并未对直感交互界面的设计提出系统理论方法。因此,本文中研究框架如图1所示,首先对直感使用的相关研究进行探讨,分析直感交互的认知原理及生理学机理,然后对直感交互设计的原则和方法以及评价的方法进行了归纳和梳理,最后指出人机界面直感交互设计的优势和目前所面临的难题,进一步明确了直感交互界面与普适计算等目前尚处研究而非开发阶段的新概念有着直接联系,是未来的发展研究方向。

图1 研究框架

1 直感使用

1.1 直感使用的定义

“直觉使用”一词已广泛用于各种产品和系统,但尚未得到充分的定义,获到科学依据的支撑。通过查阅人机交互、认知心理学、可用性与交互设计等领域文献得出结论,直觉是一个利用知识获得先前经验的认知过程,产品的直感使用通常需要用户使用在其他领域的先前经验及获取到的知识。因此,人们能够直感使用的往往是那些他们以前遇到过具有相同特性的产品。而在进行直感使用的过程中,直感交互是快速的,通常是无意识的,人们可能无法解释他们是如何在直感交互中做出决定的[4,9]。Malewska等[10]也认为直觉就是一种内在的信念,即某件事是正确的,没有事先考虑和反思。通过对产品使用时人的初步观察发现,产品的特性定位、外观特征及其功能特点能够作为其直感使用的3个因素。

1.2 用户界面的直感使用

交互设计专业人员往往能够理解什么是“直感交互”,但很少有人真正地去给它进行定义[9,11]。在交互设计的背景下,Blackler的直觉交互连续集提出了支持产品设计直觉使用的方法,德国的用户界面直觉使用(intuitive use of user interface,IUUI)研究小组提出了“在直觉交互中知识的连续体”,以及基于其认知编码和检索频率在直觉交互中获取的经验知识类型,Blackler[9]和Hurtienne[12]共同认为,用户对产品界面的直感使用涉及到其对使用产品先验知识的无意识使用。

换句话说,用户由于之前遇到过类似产品或相关经验,对某个产品的不同特性和功能是熟悉的,人们凭直觉使用的产品是那些具有曾使用过特性的产品[13]。直感地使用一个界面可以通过以下特征来识别:它是快速和毫不费力的,它通常是无意识且不涉及有意识的推理[9]。德国在用户界面直感使用领域的研究小组根据对可用性设计标准的文献查阅[14]以及对用户、可用性专家和用户界面设计从业人员的一系列访谈和研讨,对直感使用进行了定义:如果用户对先验知识的无意识应用产生有效的交互,就可以认为该用户进行了直感使用[15]。

在当前各行业领域中,人们大多需要在复杂、极端的环境中采取行动或做出决策,因此,直感交互被应用于各领域中[15]。另外,在过去的数十年里,在不同地区使用不同产品、界面和实验设计的研究人员都发现,先前经验确实是直感使用的主要贡献者[16-18],直感使用与熟悉度或先前的经验密切相关[11-12,17]。其他研究人员观察参与者(特别是对于老年人)使用微波、相机和汽车等产品执行任务,发现先前经验有助于快速和有效的界面交互,熟悉的功能能被更直感地使用,具有更高技术熟悉度的人完成任务的绩效更高,犯更少的错误[19-20]。

2 直感交互原理

2.1 直感认知原理

认知行为是人们了解环境的基本方式,而环境反过来又帮助人们决定未来的行为[21]。人们通过密集的心理计算,大脑中的个人假设以及认知环境的相互作用来解决问题[22]。认知的相互作用可能不会提供任何关于问题解决方案的信息,但是它们通过揭示环境中的线索来帮助人们实现目标,这些线索可以帮助人们做出关于将要采取行动的决策(例如安排拼图)。由于注意力和工作记忆的限制,在“动态”认知过程中使用物理对象、工具、经历和规则等要素可以减少认知负荷[23-24]。

在推理和决策过程中使用的认知类型分为分析认知和直感认知等2种[25]。分析认知涉及有意识的思考,只能自发的利用有限的工作内存资源进行协作,能力有限并且缓慢。直感认知包括情景模式合成与记录,不受工作记忆限制。Funahashi等[26]将直感认知直接定义为情景提示识别,这种情景提示可以从记忆中获取答案,而Hammond及其同事[27]提出了类似于图2的框架,融合了之前两者的观点,认为认知是以一种连续性的状态存在,人在发生行为时一方面进行分析,另一方面进行直感。分析和直感是在功能上相互影响的并行系统,有效的决策需要对认知连续性进行灵活调整,并适时在分析和直感之间进行转换。Malewska等[10]实验研究发现,直觉使用与人的决策准备、风险倾向及其他决策者的人格特质具有一定的线性关系。接下来Patterson等[28]更近一步探索了直感认知对决策有效的原因,发现联合具身认知和程序记忆的意义情景模式是直感认知的基础,其将会直接导致用户进行隐性学习。

图2 人类推理和决策的2组认知过程

2.2 直感生理学机理

随着研究的逐渐深入,研究人员进一步探究了导致直感交互的更深层次原因,从生理学方面找到了与直感交互相关的线索。国内外学者大多从神经机制和电生理机制2个方面研究了直感交互在生理学上是如何体现的。前面提到过,直感地使用一个界面可以通过以下特征来识别:它是快速和毫不费力的,它通常是无意识的,不涉及有意识的推理[29]。无意识的直感使用往往要归结到大脑的神经机制上来,当操作人员进行推理性任务和直感交互任务时,大脑皮层的活跃程度有着明显的差别。Liu[30]在探讨社会规范对个人行为或意愿的指导作用时发现,在参与者的社会规范偏差下,FZ、FCZ、CZ、CPZ和PZ电极上诱导的平均ERPs波形发生变化,导致FRN和P300振幅增大,即人们在进行活动时,其脑电也会随之发生变化。2009年Wen等[31]也发现额中回、顶下小叶和楔前叶在解决推理性任务时比解决直感性任务时更加活跃,直感决策相比于分析决策的神经机制更为复杂[32],但直感加工相比于分析加工耗费更少的认知资源[33]。基于现阶段研究的直感交互的电生理机制,根据ERP中N2成分参与了分析加工对直感加工的抑制,则通过分析ERP(event-related potential)的N2成分可以确定操作人员进行的是直感加工还是分析加工[34],随后孟亮[35]基于ERP技术提出了一种直感判断实验设计方案,用于分析比较直感判断与推理判断2种不同认知过程的神经机制。Zeng等[36]研究发现,分析引发的后期ERP比直觉更偏斜,而直觉诱发更偏斜的ERP在刺激发生后的早期,表明直觉在早期阶段可能需要花费比分析思考更多的努力。

目前,直感交互的生理学基础逐渐细致和准确,这对于研究人员进一步探究直感交互的生理学机理具有重要意义。但直感决策与人的生理表现之间的关系仍然不明确,研究人员还没有建立生理特征与直感化交互程度之间准确的对应关系,无法将量化的生理特征应用于相关人机界面的评价和设计,具体研究仍需不断丰富和发展。

3 直感交互设计

3.1 设计原则

Blackler等[12]假设直感交互需使用先前经验进行实验,让对相机使用有着不同熟悉度的参与者对其未使用过的一款相机完成相关操作任务,来研究人们对相似产品功能的经验是否能够提高使用效率或直觉使用该产品,以及是否可以让人对界面的认识从旧产品转移到新产品,从而提出了与直感交互设计相关的熟悉、转移、一致性的3项原则。这3项原则可以指导设计师进行直感交互的设计,但只是在宏观上进行设计指导,对于这些原则如何应用到实际的设计过程中并没有详细的阐述。Mohs等[37]加深了对于直感交互设计的研究,进一步丰富了相关的设计原则,对任务的合适性、兼容性、一致性、完形法则、反馈和感知可供性等进行要求,为用户界面设计提供了设计规则、设计灵感和早期评价。Desai[38]通过数码摄像机观察数名不同年龄段儿童玩混合现实游戏,捕获其游戏期间的互动行为和面部表情,使用Noldus Observer XT 12对游戏的音频视频录制进行编码,以分析与游戏系统的交互。从Observer导出编码数据,然后使用 SPSS 统计工具进行定量分析,生成适用于建立因果关系的可靠、可概括的结果,研究出混合现实系统中的直感交互设计准则,并从物理可供性、感知可供性、交互维度、交互空间大小等方面做出了阐述。

总的来说,以上提出的原则偏于宏观指导,对于诸如界面要素、属性特征等细节方面的直感交互设计原则以及动态界面的直感交互设计原则,需要研究人员进一步细化和补充丰富。

3.2 设计方法

3.2.1直感交互连续体

在提出的直感交互设计原则的基础上,Blackler等[7,39]研究了应用于直感交互界面设计的一个直感交互连续体(如图3所示)。随着产品的更新或不熟悉程度的增加,会使设计直感使用界面变得复杂。创新性较高的产品(或还未使用习惯的新技术产品)可能需要应用来自其他领域或隐喻的特性,对于熟悉的技术或特性可以利用类似产品中熟悉的特征,甚至标准的原型和身体反射。这些关系显示在连续体框的顶部,其他理论关系被视为与顶层关系等价。图3演示了这些原则如何与直感交互的连续性相关联。原则1涉及到连续体较简单的一端,在这一端,来自同一领域的身体反映、群体刻板印象或熟悉的事物被应用。原则2涉及到将其他领域的隐喻转移到事物中。原则3指需要在任何时候都加以考虑内部一致性和冗余(用点划线表示),因此它围绕着其他原则存在。

图3 直感交互连续体1

使用以上建议的原则和工具,应该就可以在这些级别中任意设计一个界面,使得技术熟悉程度不同的人都可以直观地使用这些界面。例如,对于某些人来说,他们对另一个领域的隐喻或特性可能比同一领域的特性更熟悉——这取决于他们对不同领域的经验。因此,连续体表示产品或技术的复杂性或近效性,而不是使用它所需的技术熟悉程度[20]。

德国IUUI (intuitive use of user interfaces)[39]研究小组也针对直感交互提出了相似的知识连续体。他们认为先验知识可能有不同的来源。这些先验知识可以按照一个连续体来分类,分为先天知识、与物理世界的身体互动(感觉运动)、文化知识、专业领域的专业知识4个层次。在最后3个层次中,每个层次都可能有关于使用特殊工具和技术的专业知识,如图4所示。

图4 直感交互连续体2

第一个,也是最低的连续体层面,由先天知识组成——通过基因激活或在产前发育阶段获得的知识——通常利用的是反射或本能行为。那些将直感互动等同于先天知识的人可能会认为这是唯一有效的知识,因为它保证了普遍的适用性和无意识的过程,但研究小组的学者相信,直感的行动比先天知识含义更深。下一层是感觉运动,它由一般的知识组成,这些知识是在儿童时期就已获得,并从那时起通过与世界的互动而不断被使用。例如,孩子们学会区分面孔;他们学习地心引力;他们建立了速度和动画的概念等等。下一个层次是关于个人所生活的特定文化的知识。在西方文化群体中所了解的东西并不一定等同于东方文化中人们所了解的东西(例如葬礼上人们喜欢的颜色)。最具体的知识层次是专门知识,即在一个人的职业中所需要的专业知识,如医生、机械师或会计职员,以及爱好(如骑马、冲浪、在线游戏)。通过感觉运动、文化知识和专业水平知识,我们也能区分关于工具的知识。在设计用户界面时,工具知识似乎是一个重要的参考。在感觉运动层面上有原始工具,如使用棍棒来扩大一个人的触及范围和将石头用作称重。在文化知识层面上,我们发现人们普遍使用工具,如使用圆珠笔书写,使用袖珍灯照明,或使用手机进行通信。最后一个阶段是通过使用专业领域工具获得的知识,例如图像编辑工具、企业资源规划系统或数控机床。即使在同一领域的专业知识(如平面设计)可能有不同的知识工具水平连续体,该连续体取决于使用的工具的种类。

知识连续体具有内在的维度性。知识编码和检索的频率从上到下依次递增,越接近连续体的最高水平,知识专业化程度就越高,拥有该知识的潜在用户数量就越少。但是,在知识连续体的每个层次上,人们可以根据IUUI定义分配“直感使用”——只要用户无意识地应用它。

上面2种连续体看似是不同的,但二者有一定的重叠,图5显示了这2个连续集是如何相互作用的。身体反射是感觉运动的,人体刻板印象与感觉运动阶段或特定的文化有关,熟悉特性的知识来自与其他产品和系统的专业知识,隐喻可以应用于从感觉运动到专业知识的整个IUUI连续集。

图5 2个连续体的相互作用

与Blackler不同的是,IUUI将先天知识纳入他们的连续体中。IUUI使用的固有例子是人的反射活动,例如惊吓反应:对突然出现的意外刺激的无意识反应,包括大多数骨骼肌的弯曲和各种出于本能的反应。如果屏幕上的一个点迅速膨胀,操作者就会不由自主地退缩,类似于可能与爆炸相关的直感反应。定向反应(或反映)是使机体对环境的变化立即作出反应的反射。这个术语是由伊凡·巴甫洛夫创造的,他也把它称为“这是什么?”反射。定向反应是对好奇性的反应,例如,如果计算机突然播放一段旋律,它虽然不一定会引起了惊吓反应,但仍能成功中断注意力的流动,人们将自己定位以找出这意味着什么。很容易看出,在用户界面中加入这种反射反应可以提高效率并使他们更直观的使用界面。在与IUUI团队合作后,Blackler现在认为,虽然先天的反射不是基于无法直感学习的知识,但它们有助于进行直感交互。

IUUI团队和Blackler一致的观点是,2个连续集上更简单的级别将适用于更多的人,并在很多可能的地方应用它们,而使用熟悉的特性或专业知识的界面并非普遍适用,这就是为什么它们被放在Blackler等人设计的工具螺旋顶端的原因,如图6所示。然而,隐喻允许人们将日常生活中的经验应用于相当复杂的特性和功能,使它能够在所有层次上运作,允许更多的人不用考虑他们对技术的熟悉度,去直观地使用复杂界面。

3.2.2螺旋概念设计工具

螺旋工具是研究人员提出的用于实现直感交互的一种概念工具(见图6),即充当一个桥梁,将用户当下知识和目标知识连接起来[39]。概念工具的设计给设计师提供了进行直感交互应用的方法。当设计师进行直感交互界面的设计时,可以进入螺旋在适当的点,并在必要时离开它。当沿着螺旋向下工作时,可以将熟悉的特性应用到设计中的最早时机。对于一个简单的交互界面,它可以是一个用于把手的身体反射,或者一个用于天平方向的人体特定印象。对于更复杂的界面,需要应用来自相似产品或领域外产品的熟悉功能。对于没有经验常识的较新的技术,需要使用一个用户熟悉事物的相关隐喻。螺旋应该在合适的位置退出,并重复这个过程,直到产品的整个形式或结构以及所有功能设计完成[7]。

测试、用户咨询和重新设计是设计过程的一部分,因此该螺旋是迭代的。螺旋的每个环有3层,这些层表示要素功能、外观和位置,它们依次处理功能、外观和位置,设计师通过螺旋来进行产品或系统的各部分设计。

图6 螺旋概念设计工具

3.2.3基于模式的直感交互模型

Norman将模式理论形式化,在ATS (activation trigger schema)框架中应用于人机交互[40-41],如图7所示。

图7 Norman 模式循环

根据Norman的观点,活动的7个阶段相互之间产生作用。如图7所示,用户感知并解释界面的当前状态,以评估它是否与目标不同或距离目标很远。若出现此类情况,则意图可以通过处理可用对象或命令来修改状态,为此,用户指定并执行系统命令的一个或多个操作(例如鼠标、手写笔等)。模式理论假设当先前的模式被触发时,感知、解释、规范和执行可以是捷径,如果每个阶段都受益于先前的模式,那么操作就是直接的、自动的(这里我们可以称之为直感的)。相反,当没有模式被触发时,用户必须分析界面内容。在构建新的特别模式之前,这种耗费时力的机制是必要的。因此,重要的是“系统映像”或界面不能触发以前的模式,至少支持构造或归纳新的模式。

ATS将Blackler和IUUI研究小组提出的直感交互过程匹配起来,用先验知识对设计层或维度的兼容性进行了建模。此外,该框架还涉及了诊断可视性[42]、人为错误[43]、可用性[44-46]等内容。然而,这些功能的实现对于直感交互模式理论的完善帮助很小。

3.2.4可供选择的直感交互框架

Diefenbach等[47]提出了一个新的、可供选择的直感交互框架,该框架由直感的4个部分组成,即可表达性(直感使用编码的常用标准之一)[48]、易操作性、先前经验以及限制产品和用户的因素。虽然模型的组成不同,但这些直感使用潜在的性质并没有与早期工作中提出的观点不兼容,相反,它们允许用户有一个更主观的观点。

Diefenbach和Ullrich通过一项大型调查对模型的4个组成部分及其限制因素之一(即域转移距离)进行了测试。该调查向受访者介绍了各种情况,域传输距离关系到一个新的界面特征和用户与该特征相关的知识边缘所在域的距离。他们发现,模型的4个组成部分有很高的一致性,且参与者判断具有较高传输距离的情境更合适直感交互的表示。换句话说,因为直感交互的主观体验比言语更典型,参与者感受到的神奇体验是高迁移交互的主观体验,这是在先前研究中通常被编码为直感的客观体验类型。这表明在连续体中,先验知识所处的位置会影响主观经验和身体自解释性(感觉运动),甚至人的思维定式(文化)。若使用恰当的隐喻,便会提供一个潜在的路线来增加域转移距离,设计出更主观的神奇体验。

3.3 评估方法

Asikhia等[49]研究了一种测试界面直感性的框架,通过将产品设计者和用户使用的各种意象图示进行比较,从而量化直感交互。这是一种结构化的可用性测试方法,支持对直感交互的定量和定性评估。Reinhardt等[50]结合回顾性访谈对节奏偏差峰值的分析可以为直观交互问题提供有效的标记,提出一种基于节奏敲击作为次要任务的直感交互的新评估方法,通过比较有和没有增加脑力工作量的可用性测试结果,可以计算出直观交互的近似基准。Žukas等[51]证明了利用机械因果关系原理,物质环境形状的直观交流可以普遍协调,形状调节、建模和实验技术的既定方法能够创建概念模型,确定直感交互效果。Reinhardt等[52]在评估在相对复杂的交互系统中潜意识应用先验知识的概率时,引入一套改进的启发式方法,其研究发现与直观使用相关的测量显示出相似且可接受的相关性,表明应用CHAI方法得出的直观交互比例显示出良好的收敛有效性。Fischer等[53]利用区分先验知识转移和新图式归纳的基础心理学实验,研究了一种评估直感使用的方法,与Blackler等[54]的观察分析相比,这种方法不需要主观评分或编码,从数据收集到分析也是定量的,该方法通过记录平均阅读、归纳组的探索次数和计算效应大小进行评价,但当界面比较复杂并且包含许多状态和功能时,该方法会显得非常繁琐,很难促进现阶段复杂人机界面研究的发展。

4 直感交互优势及面临难题

4.1 直感交互优势

4.1.1降低用户的认知负荷

直感交互理念是以用户为中心,让产品适应人,将人的直观感受作为信息输入,符合人的认知心理模型。用户在进行传统的人机交互时(见图8),必须在大脑中搜索相关的知识,利用大脑的认知资源对所处的情况进行判断,进而做出决策。而用户在与产品进行直感交互的过程中,如图9所示,在很大程度上是依靠直感认知进行决策行为的,占用很少的认知资源[55],同时可以降低用户的认知负荷。

4.1.2较高的效率和准确度

将操作人员熟悉的应用场景结合到人机界面的设计中来[55],可以简化操作人员的认知过程。传统界面的认知过程如图8所示,而直感化人机界面的交互如图9所示。操作人员根据头脑中已存在的意向图式,快速匹配到解决问题的办法,减少发生错误的概率,提高反应时间,增加准确度[29,56]。

图8 传统人机界面交互过程

图9 直感交互人机界面交互过程

4.1.3学习成本低

当操作人员与界面进行交互时,很大程度上需要借助之前使用过的类似产品的经验,之前的经验与当下的操作的符合程度越高,操作人员的学习成本就越低。设计人员将日常生活中被人们熟知的隐喻应用到界面设计中[12],帮助操作者完全依靠自身的经验进行交互操作,不需要在使用界面之前进行专门的学习或咨询。

4.1.4交互体验感好

研究人员应用诸如手势识别、声音识别和物理识别等技术,实现人机之间的直感交互,充分地让用户融入人机交互的过程中,提高用户的参与度,让其体验到掌控整个过程的乐趣[57]。

4.2 直感交互面临难题

4.2.1设计理论指导方法不详细

当前,不管是blackler等人研究的直感交互连续体,IUUI研究团队的知识连续体,还是螺旋概念设计工具等设计发方法,都已在宏观角度指明直感交互该如何去设计,但并没有在各个细节方面有明确的指导。然而研究表明,影响人与界面进行直感交互最重要的因素是先验经验所带来的熟悉度。但是当直感交互应用在过于创新或过于熟悉的内容时,设计技术是无效的。当内容过于创新时,人们缺乏吸收并阐述它所需的最起码的知识,在这种情况下指导设计是不起作用的,这意味着它不能支持知识建设[58]。Hurtienne等[5]在解决围绕直感、包容性和创新产品明显的矛盾时,指出应用熟悉的特性可能导致界面过于枯燥的问题,也会出现无效设计风险。因此,目前对直感交互设计理论方法的深入研究仍然十分迫切。

4.2.2作用机理研究不成熟

研究人员对于直感交互所做的工作仍然处于探究阶段,直感交互对于大多数学者而言是一个比较新颖的概念[3]。现阶段,在研究人机系统中的直感交互过程中,关于直感交互机理的研究多集中在直感的加工机制、脑成像实验等方面,虽然有概念性的研究工具产生[59],但是仍然缺少强有力的手段将直感交互的作用机理完全呈现出来。研究结果表明,直感交互与人的直感物理推理的功能神经有关[30]。尽管身体暗示在日常生活中占据着中心地位,但人们对用来解释场景物理结构和预测物理事件的大脑机制知之甚少。这将是研究直感交互过程中的一个重大挑战。

4.2.3缺少高效评估方法

现阶段国内外针对直感交互的研究还处于起步阶段,随着研究的深入,关于如何评价界面或者交互方式的直感程度的问题日益凸显,完善直感交互的评价手段已经成为一项必不可少的工作。有效的直感交互评价方法有助于直感交互技术的推广和使用,对于推动人工智能技术和信息领域的发展具有重大意义。关于直感界面和交互行为的衡量和评价,目前的方法大多是基于访谈、实验、问卷调查和行为分析,这些方法不仅非常繁琐耗时,而且结论的主观成分居多[60],缺乏高效、全面的评价方法,并且关于直感评价指标的研究又涉及到直感作用机理的问题,指标有效性仍然难以验证。

总之,在目前研究阶段,直感交互面临着设计设计理论不够详细,且其机理研究仍不够成熟,缺少高效的评估方法等难题,但它的优势不可忽略。国内外的学者从生活中最常见的手机界面、微波炉界面和web网页界面出发,以探求和应用直感交互原理为目的,着重从直感交互的产生条件、表现的生理学特征以及如何将直感交互理念应用到界面设计当中等方面对直感交互进行研究。在直感使用过程中,人们往往需要使用既往经验和先验知识,且其过程是快速轻松无意识的,分析认知和直感认知作为人的2种认知类型在功能上相互影响,在进行决策时灵活调整,适时在分析和直感之间进行转换,为人们选择最优决策。在生理学角度上,直感决策比分析决策神经机制更为复杂,直感加工比分析加工耗费更少的认知资源。直感交互相比于传统交互方式,具有认知负荷低、学习成本低的优势、体验感好等优点。

由于目前人们面临的设备界面的复杂化、智能化等趋势,人机界面设计可从传统的固定式设计向以人为中心的直感交互设计方面发展,以应对高时间和信息压力下的人机交互,从而进一步推动人机界面的丰富和发展。实体用户界面、普适计算等目前尚处研究而非开发阶段的新概念越来越多,因此,随着智能化设备的更新换代,对于直感交互的研究也要持续跟进,与其有着直接联系的直感交互界面是未来主要的发展研究方向。

5 结论

直感交互涉及到很多学科领域,将它应用到人机界面中已经成为许多研究学者的目标。本文中主要从直感交互的含义、交互原理、设计方法、评估方法、优势以及面临的难题等几个方面对直感交互人机界面的研究发展进行了归纳和总结。直感交互人机界面研究人员在理论层面已经开展了大量工作,尽管如此,对直感交互人机界面的研究依然面临巨大的挑战。一方面,各研究学者提出的不同直感交互设计准则都偏向于宏观指导,在具体细节上的直感交互原则仍需进一步研究。另一方面,对直感交互的作用机理研究还不成熟,并且缺少高效评估方法,需要研究人员未来进一步进行研究。