基于云制造環境下的普適人機交互技術研究

郭云清

摘 要：本文介紹了云制造環境下的用戶界面的特點，對普適人機交互技術的有關問題進行了闡述，并以云制造環境為基礎，對普適人機交互技術下的動態按需配置技術、自然交互技術、普適個性化界面定制等多種技術進行了綜合研究。

關鍵詞：云制造環境；普適人機交互技術；用戶

云制造是互聯網技術迅速提高的環境下的產物，是一種新型的網絡化制造技術，用戶群十分龐大。受用戶群多樣化需求的影響，云制造必須能夠充分滿足所有用戶的要求，需在保證可實現人機交互的基礎上，提高技術的普適性，以使用戶能夠獲得更大的價值。

1 云制造環境下的用戶界面

1.1 云制造環境下的用戶類型

在云制造環境下，根據用戶性質的不同，可將其分為資源提供者、制造云的運營者、資源的使用者3種[1]。在云制造環境下，制造云中必須包含大量的資源，以提供給需求者使用，而資源的提供者，便屬于制造云中資源以及服務的主要來源。制造云的運營者，功能主要在于實現對制造云的管理，包括對其中資源的管理，以及對其發展方向的規劃等。資源的使用者數量最為龐大，是云制造環境的主要受益人員，同時，其需求，也是提供資源、管理制造云的過程需要參考的主要指標。

1.2 云制造功能與用戶體驗

通過對云制造下有關技術的應用，使用者能夠充分的實現與計算機以及互聯網的交流，即人機交互。以機械生產領域生產圖紙的設計為例，通過云制造平臺的應用，隨著設計人員每一設計環節的變化，云制造都會為其提供下一部的設計指導，同時通過計算，判斷出可能的設計結果，通過三維圖像的方式，展示給設計人員。可見，在云制造環境下，人機交互功能的實現，對于人類所帶來的價值巨大。

1.3 云制造功能與全生命周期

全生命周期，指的是從論證到設計，再到生產加工，以及仿真經營等的過程。根據云制造的要求，其功能應覆蓋上述每一個環節。根據用戶類型的不同，其對于云制造的應用，通常傾向于全生命周期中的具體某一環節。考慮到上述用戶需求，云制造可在了解用戶特點的基礎上，為其提供個性化、針對性的服務，極大的提升了用戶的使用效率。

2 普適人機交互技術

2.1 以現實為基礎的人機交互

以現實為基礎的人機交互，主要包括四大層面，分別為基本物理層面、身體感知層面、環境感知層面、社會感知層面[2]。具體如下：（1）基本物理層面：即對生活中常見的物理現象的感知，如對重力的感知、對摩擦力的感知等。（2）身體感知層面：即對身體運動，以及身體發生的變化的感知，形成移動范圍意識。（3）環境感知層面：即對周圍環境的感知，如對環境光線的感知，以及對植物的感知等。（4）社會感知層面：即對人與人之間的物體交換等過程的感知。

2.2 自然用戶界面

自然用戶界面，是普適人機交互技術的主要功能之一[3]。該界面要求以用戶為核心，對其在自然界中的行為方式等進行分析與觀察，并在了解其需求的基礎上，為其提供服務。建立該界面的目的在于，通過對人的生活經驗的積累，使其能夠與計算機的計算相結合，進而提高計算環境的整體自然化水平，提高計算效率。自然用戶界面下，人們能夠通過語音以及手勢等，對計算機發出指令，實現對計算機的控制，而計算機則能夠通過對經驗的積累，以及對用戶意圖的捕捉，分析用戶的需求，進而根據用戶的需求，對自身功能進行調整，以使用戶需求能夠得到滿足。上述過程有效解決了傳統以鼠標鍵盤為人機交互方法下效率不高的困境，使得人機交互的效率與效果，均得到改善。

3 基于云制造環境下的普適人機交互技術

基于云制造環境下的普適人機交互技術，具體包括動態按需配置技術、自然交互技術、普適個性化界面定制等[4]。

3.1 動態按需配置

動態按需配置技術的特點，主要體現在“動態”以及“按需”兩方面。“按需”指的是能夠全面分析用戶的需求，了解其需求特點，以此為基礎，實現對資源的分配，使其能夠與用戶需求相適應的一種特點。“動態”指的是在考慮用戶需求變化的基礎上，對資源進行動態的分配，確保能夠長期滿足用戶需求的一種特點。動態按需配置技術必須通過對數據庫以及資源庫的建立來實現，將用戶需求以數據信息的形式進行存儲，以實現對用戶需求的全面掌握。

3.2 自然交互技術

自然交互技術中，觸摸式界面，以及語音界面等，均屬于其代表性技術。自然交互技術的實現，對于上下文感知的要求較高，必須首先對時間以及任務等上下文信息進行描述，才能通過對相應算法的應用，捕捉用戶意圖，并為其提供針對性服務。

3.3 普適個性化界面定制

受用戶群龐大的特點的影響，每一用戶對于技術以及資源的需求均存在差別，普適個性化界面定制的功能，可通過對用戶特點的分析，在海量的資源中，找到與其特點相匹配的部分，為止提供個性化服務，提高技術的利用效率。

4 結論

綜上所述，云制造環境為人們對資源使用效率的提高奠定了基礎，該環境所衍生的普適人機交互技術的出現，進一步縮短了人與計算機之間的距離，為人類需求的滿足，提供了便利的途徑。在今天，智能手機的出現，已使人們初步認識到了普適人機交互技術的價值，在未來，在云制造環境下，普適人機交互技術水平必定能夠得到進一步的提高，而其為人類所提供的功能范圍，也將不斷擴大。

參考文獻

[1]馬翠霞，任磊，滕東興，等.云制造環境下的普適人機交互技術[J].計算機集成制造系統，2011，（3）：504-510.

[2]郭麗娟.普適計算技術支持下的泛在學習[J].才智，2011，（22）：55.

[3]程時偉，劉肖健.云制造環境下活動驅動的工業設計電子服務系統[J].計算機集成制造系統，2012，（7）：1510-1517.

[4]張寧，李揚.人機交互與信息化語言實驗室建設[J].實驗室科學，2015，（5）：196-199.

（作者單位：成都理工大學）