人機交互（HCI）的歷史演進、核心驅動與未來趨勢

郭全中 張金熠

【摘要】21世紀，各類信息技術深刻影響人類社會的組織方式、交往形式乃至社會結構，并試圖形塑全新社會形態。隨著機器的微型化、移動化、智能化、嵌入化，人機交互逐漸成為人類生產生活的重要互動形式之一，以人機交互為核心的社會行為也發生了巨大變化。因此，現從交互界面、交互設備、交互模態與交互模式四個方面梳理與分析人機交互的歷史進程，并從中把握促進人機交互發展的三大核心驅動力——社會生產需求、技術綜合進步與個人社交需要，進而思考與展望人機交互的未來發展趨勢及其對傳媒實踐的影響。

【關鍵詞】人機交互；智能傳播；人工智能

當前，人工智能、區塊鏈、云計算、大數據等前沿技術正在不斷滲入人類社會的組織方式、交往形式乃至社會結構，并試圖形塑出一個全新的社會形態。各類技術，尤其是計算機技術與互聯網技術的快速發展所引發的技術革命，根本性地改變了人與機器之間的關系，促使人機交互成為人類生產生活的重要互動形式。

現有人機交互研究認為，人機交互（Human-Computer Interaction，HCI）是研究人、計算機以及它們間相互影響的技術[1]，其中“機”的含義隨著其智能程度的提升經歷了從機器到計算機再到機器人的演變。[2]從移動應用之情感角色的角度來看，人機交互發生了從“刺激—反饋”“一鍵操縱”“智能服務”到“情感交流”的模式演變。[3]除此之外，人機交互的類型還可以依據交互模態、接觸程度等進行劃分。其中，依據交互模態不同，可劃分為文本交互、語音交互、圖像（手勢、人臉等視覺圖像）交互與多模態交互、跨模態交互等；按照人機接觸程度，可劃分為接觸式交互（如鍵盤、鼠標、觸屏等）、非接觸式間接交互（如眼動追蹤、人臉識別等）、非接觸式直接交互（現多指基于腦機接口技術的腦電交互）等。

隨著人工智能技術進一步突破，人機關系、人機交互乃至人機傳播等研究主題開始成為智能傳播研究的新焦點，在探討人對機器及算法的信任度[4]、人機互動所需的新倫理觀[5]之外，厘清人機交互的歷史進程，從中把握促進人機交互發展的核心驅動力，并基于此思考與展望人機交互的未來發展趨勢及其對傳媒實踐的影響，也具有一定的研究價值與實踐意義。

一、人機交互的歷史演進

（一）交互界面：命令語言—圖形用戶—網絡用戶—虛擬現實

界面是人機交互的中介物，是一個相對于媒介物質實體存在的呈現面[6]。人機交互界面的發展與計算機技術的進步如影隨形。其中，命令語言界面是人與計算機互動的初期界面格式。伴隨著1946年第一臺電子計算機的問世，基于編程語言的計算機命令語言系統開始搭建，用戶可以運用一種雙方都能理解的命令語言（最初是“0”與“1”組成的二進制機器語言）與計算機進行交互式對話。

到了20世紀70年代，美國施樂公司研究人員艾倫·凱（Alan Kay）發明了重疊式多窗口系統，該技術經不斷研發，形成了當前廣泛使用的圖形用戶界面（Graphical User Interface，GUI）。GUI的主要特點是以窗口管理系統為核心，使用鍵盤和鼠標作為輸入設備，其中窗口管理系統的核心技術包括重疊式多窗口管理技術與事件驅動（Event-Driven）技術。[7]由于GUI的人機交互過程依賴于視覺圖形且鼠標的使用減輕了命令語言的記憶任務，哪怕不懂得計算機的普通用戶也能夠直接操作并熟練使用計算機，從而擴大了計算機用戶人群，促使信息產業得到空前發展。

1989年，蒂姆·伯納斯-李（Tim Berners-Lee）以超文本標記語言HTML與超文本傳輸協議HTTP為基礎開發了WWW網。此后出現的各種網絡瀏覽器，便是網絡用戶界面的代表，現已成為互聯網的重要支柱。隨著新技術的出現，網絡用戶界面所覆蓋的人機交互功能越來越多，如搜索引擎、多媒體動畫、聊天工具等。該階段的交互界面呈現出多媒體、多通道、高速度等發展特征，也意味著物理空間中的交互行為越來越能在數字空間中再現。

當前正在興起的虛擬現實界面是利用人的多種感覺通道（如視覺、聽覺、觸覺等）和動作通道（如語音、姿勢、表情、視線等）以并行、非精確的方式實現人與計算機環境的交互。目前而言，囿于軟硬件技術瓶頸，虛擬現實界面尚未出現面向大眾消費級別的成功商業案例。在這一階段，盡管腦機接口技術領域發展緩慢，人機交互界面所依托的物理載體已經開始由機器轉向人體。

總體上，人機交互界面呈現出由命令語言、圖形用戶到網絡用戶，再到虛擬現實的發展脈絡，在關鍵技術的助推下，各個階段都呈現出一定的優勢與不足。

（二）交互設備：鍵盤—鼠標—觸摸屏—腦機接口

交互界面體現的主要是人機交互在軟件方面的演進與更迭，而在硬件方面，除了計算機自身朝著微型化、隨身化、嵌入化的方向發展，作為中介的交互設備也在發生累積式的變化。

在鍵盤出現之前，穿孔卡片是人們用來輸入計算機指令的最早設備，但該方式操作繁瑣且容錯率低，也未能實現人與計算機的直接交互。因此，鍵盤可稱為首個人機交互的輸入設備，用戶通過敲擊鍵盤按鍵與計算機進行互動。實質上，鍵盤是人類語言/自然語言系統與計算機指令系統之間的轉換器，通過標準化設計，實現基于編譯規則的人機“對話”。100多年來，鍵盤與計算機的一體化生產與用戶使用習慣雙重作用，使鍵盤成為沿用至今的重要人機交互設備之一。

另一重要交互設備是鼠標。伴隨著圖形用戶界面的出現，第一代計算機鼠標由斯坦福研究所的道格·恩格爾巴特（Doug Engelbart）于1964年發明，用來代替鍵盤輸入的繁瑣指令。相較于鍵盤，鼠標能夠減輕用戶的記憶負擔，使用戶直接通過菜單系統選擇與確認指令。時至今日，鍵盤與鼠標依舊是人機交互的重要搭配。究其原因，從媒介延伸角度看，二者共同延伸了人類交流信息與感知世界的重要器官——嘴巴與手指。

正如上文所說，觸摸屏是繼鍵盤與鼠標后，快速崛起的重要交互設備。以2007年蘋果公司發布第一款使用多點觸摸屏的智能手機為節點，觸摸屏開始廣泛取代傳統交互設備中的鍵盤與鼠標，成為又一關鍵交互設備，人機交互的主要方式也從基于鍵盤與鼠標的可感知操作轉向基于觸摸屏的無感操作。與此同時，觸摸屏大大降低了人機交互門檻，即便是剛出生的嬰兒也能夠通過觸摸屏幕輕松完成人生中的第一次人機互動。在科技公司的助推下，各類觸屏終端已經充斥著我們的生活，形塑著新一代人機交互方式。

除鍵盤、鼠標、觸摸屏外，還有一類頗具想象空間的交互設備——腦機接口（Brain-Computer Interface，BCI）。腦機接口是指不依賴于外周神經和肌肉，在人腦與外部設備之間建立的直接交流通道，按照采集電極的放置位置可分為侵入式和非侵入式。[8]前者需將采集電極植入大腦中，采集信號質量高，但存在手術風險；后者從頭皮表面獲取神經活動信號，低成本且安全，但信號純度和信噪比較差。此外，介于二者之間的介入式腦機接口采用微創介入方式實現腦機連接，創傷較侵入式腦機接口更小，信號質量較非侵入式腦機接口更高。受制于研究范式、芯片技術、生物特性等因素，腦機接口領域遠未出現面向主流用戶的成熟交互方案與技術設備，但理論上，基于腦電信號直接控制外部設備在效率上優于其他手控操作或感知識別，成熟的腦機接口設備也將會為人機交互帶來顛覆性革新。

（三）交互模態：單模態—多模態—跨模態

模態源自語言學領域，是用于交流的符號系統，按照信息類型可劃分為文本、音頻、圖像、視頻等多種模態。早期人機交互往往依托于單一模態，如命令語言界面時期，用戶只能通過機器語言、匯編語言等文本模態與計算機進行互動。到了圖形用戶界面時期，基于窗口、圖標、菜單和指示器的計算機界面為圖像模態的呈現提供了技術支持，但受限于軟件技術與硬件設備，視頻這一包含文本、聲音、畫面等多種符號系統的復雜模態尚不能流暢地服務于人機交互。

直到20世紀90年代，互聯網在全球迅速普及，能夠利用計算機對文本、圖像、音頻、視頻等多模態信息綜合處理、建立邏輯關系和人機交互作用的多媒體技術成熟且得到應用普及，人機交互才真正轉入多模態階段。在這一階段，基于各類媒體技術的前沿推進，人與計算機的聯結維度增多、深度增強，人機交互不再僅僅停留在機器界面，而是以任何物體作為界面，隨時隨地提供豐富的感知體驗，如全息互動投影、VR＼AR＼XR＼MR等。同時，指紋、人臉、聲紋、虹膜等生物特征識別技術的發展也為人機交互提供了更多樣的交互形式。

盡管模態是可對比和對立的符號系統[9]，其作用環境處于同一社會系統中，人們在交流時可進行模態間的任意轉化，即跨模態互動，如設計師能將文字描述的內容轉化成圖像，這一互動形式也再現于人機交互過程中。但這類跨模態交互往往是非智能的，是計算機基于前期程序設定完成另一模態的信息輸出。2022年是生成式AI元年，AI技術的突破性創新之一便是AI模型具備了跨模態生成能力，即接收用戶輸入的某一模態指令后理解并生成另一種模態信息的能力，如MidJourney、Stable Diffusion、DALL-E2等AI繪畫工具能夠基于文本指令智能生成圖像。

總體上看，交互模態的歷史發展是累加式的，當前人機交互的交互模態呈現出多模態、跨模態的鮮明特征，但多模態、跨模態人機交互的自然性、高效性、穩定性還有提升空間，這對計算機軟硬件技術、傳感器技術、通信技術乃至生物識別技術都提出了更高的要求。

（四）交互模式：指令響應—智能服務—人機對話

指令響應是人機交互的基礎交互模式，不論是早期計算機使用者通過按動按鈕、敲擊鍵盤、點擊鼠標，還是今天的移動用戶點觸設備屏幕，其本質都是基于用戶指令與機器響應的人機互動。隨著通信技術與芯片技術的不斷發展，信息傳輸的穩定性、容載量得到顯著提升，計算機設備的體型與外觀也朝著微型化、隨身化、嵌入化趨勢發展，如今的指令響應式交互模式也呈現出隨時、隨地、隨身的特征，如用戶與智能手表、智能紋身等可穿戴設備的互動能夠在任何時間地點進行，且交互自然、功能多樣。

從初階的指令響應到中階的智能服務，人工智能技術、傳感器技術以及移動通信技術的前沿推進在人機交互模式的迭代更新中居于核心位置，即時視頻技術、全覆蓋場景技術的進步則為人機互動增強了臨場體驗感。相較于初階模式，智能服務式交互模式的進階性，一方面體現在人機交互由人適應機器向機器適應人的底層邏輯轉變，另一方面體現在計算機以智能助手的形式全面介入生活場景，完成從“物”到“人”的互動主體性轉變，從而提升了機器的智能屬性，進而增強了人機交互的情感聯結。

作為人機交互的高階模式，人機對話建立在自然語言處理技術與機器人技術的突破革新之上。當前，以ChatGPT為代表的自然語言處理技術前沿為人機對話提供了更強大的算法支撐，其商業應用如微軟推出的對話式搜索引擎New Bing，為用戶提供了足以引發恐怖谷效應的對話服務。與基于語言系統轉化的人機“對話”不同，人機對話式交互模式完全適應人類的語言系統與交往習慣，計算機的機器屬性隱匿于高仿生性之后，互動中與人對話的機器幾乎可以視為具有自主生成能力的社會行動者。但就目前的技術水平與倫理認知而言，人與機器之間的多感官、全方位自然互動還未實現，人與機器主體性平等問題還有待討論，人機對話式交互模式正處于自身發展的初級階段。

二、人機交互的核心驅動力

（一）核心驅動力之一：社會生產需求

以蒸汽機為代表的第一次工業革命滿足了資本主義對高效生產的追求，從而開啟了機器替代人力的工業時代。至此，人機交互作為一種全新的互動形式開始出現在人類社會生活中。而在隨后的電氣化革命、信息化革命以及智能化革命時代，作為重要生產工具的機器為了滿足各個時代社會生產需求的變化而隨之不斷推陳出新、迭代升級，并在這一過程中與人產生了更為深刻、廣泛的交往互動，從而推動著人機交互的不斷革新。

進入信息化時代后，以計算機與互聯網為代表的信息技術在即時全球通信和大規模運輸工具的加持下，拉近了全球人之間的距離，推動以生產活動全球化為核心的多領域全球化發展。其中，移動通信設備，如手機、手提電腦、平板電腦以及2010年以來快速普及的智能手機、智能手表等，在這場將個體原子化以適應遠距離生產生活的全球化浪潮中，與人的身體和工作生活深度綁定，促使人機交互最終成為現代人類社會生產生活的必要行為。而在社會生產需求的驅動下，機器替代人力或變革生產方式的戲碼還在不斷上演，在機器完全獲得自主意識之前，人類在機器參與社會生產的過程中依舊扮演著重要角色，這都將深刻影響人機交互的發展演進。

（二）核心驅動力之二：技術綜合進步

在人機交互這架快速奔馳的馬車上，社會生產需要的是揮鞭駕車的車夫，那技術進步就是鞭下狂奔的馬，是馬車滾滾向前的引擎。從歷史角度看，科學技術的每一次進步，都通過促進機器升級換代而推動了人機交互的迭代演進。前三次工業革命都是以革新機器技術驅動人機交互的演變：從蒸汽時代向產生高壓蒸汽的鍋爐中填充各種可燃物，到電氣時代搖動手柄或按下按鈕以啟動發電機，再到信息化時代基于圖形用戶界面的敲擊鍵盤或點擊鼠標，人機交互變得越來越簡單便捷。

隨著人工智能技術的發展，以智能化為標志的第四次工業革命則將人機交互推向了更全面、更自然、更高效的互動形式。例如以GPT-4為代表的人工智能技術前沿，不僅為機器注入了“靈魂”，也帶來了生產力的升級與創新。在新聞傳播領域，人—機協同將成為未來常態，人與機器互補可以提高內容生產的效率，更好地滿足市場的需求。[10]

（三）核心驅動力之三：個人社交需要

根據馬斯洛需求理論，社交需要是指一個人與其他人建立感情的聯系或關系的需要，且屬于無法滿足時直接危及生命的“缺失需要”。因此，個人社交需要是人類生存中必須滿足的需求。在生存和生活過程中，社交需要的滿足具體表現為參與以人際傳播為核心的社會交往活動。但實際上，面對面的人際傳播并不總能及時發生。隨著計算機進入信息傳播領域且具有了擬人化的互動能力，人機傳播作為人際傳播的補充形式，得到了一定的發展。盡管當前社會中人與人的交流方式非常豐富甚至過載，但可以推斷，人之所以需要人機傳播，主要基于場景性、補償性、可控性、定向性、投射性、治療性等交流的需要。[11]正是這些交流需要驅動著人機交互在微觀層面的多樣化發展。

在個人社交需要中，情感是交流的核心訴求之一，這也促使智能機器領域的研究者通過不斷地理解人類的情感機制并提高機器的理解與模仿能力。例如非語言符號是人類交流尤其是情感表達的重要工具，智能機器人便不斷提升其在語音、語調乃至語用上準確理解與合理表達的能力，為人機交互提供更豐富的情感要素，進而促進了人機交互的情感互動甚至使人在互動過程中產生情感依賴。

三、人機交互的發展趨勢及對傳媒實踐的影響

（一）人機交互的發展趨勢

第一，強智能、多感官、高隱匿是人機交互的技術趨勢。從技術角度看，為適應人類社會生產以及社會交往的需求，人機交互將在智能水平、感知能力以及隱匿性方面進一步提升，強智能、多感官、高隱匿是其技術發展的大趨勢。一是強智能意味著交互效率更佳?，F有人機交互技術在認知水平上仍有不足，如百度自研AI工具文心一言在基于成語指令的文生圖任務上屢戰屢敗。由于人與人交流的語言是能指與所指混合的復合載體，而人機交互往往是能指型單一通道[12]，使得智能傳播尚未理解言外之意，尤其在中文等典型高語境文化中，成語、古詩以及其他高語境表達仍是機器智能的盲區。二是多感官意味著交互通道更全面。人機交互的發展目標是成為人類社會交往的基礎方式之一。為實現這一目標，機器不僅從外形和心智上朝類人方向努力，如智能數字人、人形機器人，而且更重要的是，機器不能只作為（符號學意義上的）文本接收者，而要具備基于多感官通道，如嗅覺、觸覺的交互反饋能力，才能突破準社會交往局限，實現人機交互到人機交往的技術跨越。三是高隱匿意味著交互技術更強大。高隱匿建立在強智能、多感官交互的技術基礎上，是一種涌現出的技術能力。這一趨勢可以從單一通道達到強智能水平后引發的社會現象中窺得，如引發全網熱議的特朗普被捕組圖是有人利用MidJourney制作并發布到推特上，直到有消息辟謠才得以辨別真偽。

第二，情感與倫理將成為大規模應用落地的關鍵因素。從應用角度看，技術水平與應用落地之間往往存在一定的滯后性，這也體現在人機交互的發展進程中。而制約技術大規模應用落地的因素中，情感與倫理是關鍵因素。情感是人機關系的核心紐帶，人機交互技術需要遵循以用戶為核心的互聯網市場邏輯，從用戶情感訴求出發，挖掘具有可行性的引爆點。有學者指出，人工智能技術會引起諸如技術倫理風險、社會倫理風險、人類生存倫理風險等方面的倫理風險問題。[13]這也正是人機交互技術落地過程中的根本性阻礙和關鍵突破因素。

第三，人機交互將成為元宇宙時代的基本行為模式。元宇宙是平行于現實世界又獨立于現實世界的虛擬空間，各類機器技術是支撐虛擬空間的環境要素，如現實世界中的空氣。人在進入元宇宙環境時，本質上是進入了機器搭建的虛擬空間。因此，任何人類行為都將轉化為基于機器中介的交互行為，哪怕是真人數字分身之間的互動，也是現實世界中的人類通過與各類機器互動后的結果。與此同時，隨著元宇宙環境下情感聯結的泛化與倫理討論的深入，人機交互作為人類行為模式的合法性將隨之提升。這使得人機交互在行為層面改造人類行為，在認知層面重塑人類行為邏輯，成為元宇宙時代的基本行為模式。

（二）對傳媒實踐的影響

第一，對信息獲取的影響。信息獲取是內容生產的第一道工序，也是傳媒實踐的起點。一般來說，內容生產的原始信息包括未經加工的事實信息與信息接收者提供的反饋信息，傳統獲取方式是依靠人力，而隨著人機交互的發展，原始信息的獲取從純人力采集轉為人機協同采集。例如數據新聞記者可以直接通過編程程序爬取社交網站中的用戶評論信息，媒體機構可以直接依靠算法程序監測權威媒體、知名人物的互聯網信息，以便及時獲取新聞熱點。更關鍵的是，人機交互改變了信息獲取的傳統思維模式。機器的升級和人機交互方式的迭代，拓展了信息采集的維度與層面，降低了信息采集的人力成本，改變了信息采集的行為方式，促使傳媒從業者形成新的信息獲取思維。雖然人機交互從諸多方面影響了傳媒實踐的信息獲取，但必須強調，記者是新聞報道的靈魂所在，是新聞采訪、環境觀察的核心，是機器采集信息的甄別者與決定者。

第二，對信息生產的影響。在傳媒實踐中，信息生產是對原始信息的再加工。而機器能力的進步使得機器從輔助內容生產轉為協助內容生產，這一過程也促使新聞記者與編輯乃至影視從業者、游戲制作者的工作模式發生變化。在純資訊類新聞以及結構性報道中，寫作機器人早已能夠承擔記者的角色，更及時高效地完成新聞報道的生產。人工智能技術的突破則有望提升機器的新聞生產力，使其能生產更復雜的新聞報道。在影視與游戲行業，人機交互釋放了人類的想象力，例如動作捕捉技術使得人的行為能夠更準確地復刻到數字空間，從而拓展了影視創作與游戲角色的表現力，驚艷全球的電影《阿凡達》中60%的內容通過動作捕捉技術系統拍攝與渲染。

另一方面，人機交互也對人的判斷力與甄別力提出了更高要求。在信息生產中，機器始終不是作為主體與核心參與生產的，其解放人的同時也要求人提升自身的價值判斷與甄別真偽的能力。例如人工智能生成內容已經達到連專業人士都難辨真偽的程度，從而引發對事實信息的混淆。這就要求新聞記者具有更強的事實核查能力、價值判斷能力與信息甄別能力，才能從魚龍混雜的信息市場中把握真正的新聞事實，作出正確的價值判斷，確保新聞報道的真實可靠。

第三，對信息分發的影響。人機交互的加深促進了機器對個性化行為數據的獲取，從而在技術進步的支持下形成了基于個人偏好的信息分發機制。這一機制也契合了信息盈余時代用戶獲取信息的訴求轉變——從獲取更多信息到獲取定制化信息。因此，在傳媒實踐中，新聞、廣告、影視等內容的傳播都引入了智能算法分發機制，使用戶能夠最先接觸到最感興趣的信息內容與服務。另外，人機交互在智能化、多模態的發展演進中也為用戶帶來虛擬空間中的沉浸式交互體驗，實現了多維信息的共時性傳遞，如VR新聞能夠再現新聞現場的原貌，從另一方向豐富了信息分發形式。

基于人機交互數據的信息分發機制也具有明顯的局限性，即加速信息繭房的形成，不利于社會共識的建立。千人千面的算法分發機制需要人的再次介入，以維持社會基本倫理道德、傳遞社會核心價值觀，從而彌補個性化分發的公共性缺口，建立符合社會發展需要的信息分發機制。

四、結語

縱觀人機交互的歷史進程，機器在交互行為中的參與度隨著技術升級不斷增加，甚至在部分領域具備了一定的自主性，人機交互越發全面深入，人機關系也從人機分離向人機融合發展。正如凱文·凱利在《失控》一書中所說：“機器，正在生物化；而生物，正在工程化?！比斯ぶ悄艿耐黄扑坪鯙闄C器注入了靈魂，各類傳感器技術提升了機器的感知力，機器的生物屬性正在增加，而人在社會行為、自我評價與思維模式上更加追求標準化、數據化，也仿佛在向機器靠攏。但無論人機交互處于哪一發展階段，我們都必須堅定認可人的價值，堅定捍衛大多數人的利益，堅定“對人類生存的意義與價值的關懷”[14]，在與機器的互動中保持自省，造福社會。

[本文為北京市社會科學基金規劃重點項目“首都互聯網平臺企業社會責任與協同治理體系研究”的階段性成果，項目批準號（22XCA002）]

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（郭全中為中央民族大學新聞與傳播學院教授，江蘇紫金傳媒智庫高級研究員；張金熠為中央民族大學新聞與傳播學院傳播學碩士生）

編校：張紅玲