作者:劉偉 來源: 發(fā)布時間:2023-9-8 13:27:29
人機(jī)交互智能中的幾個困難問題

 

人機(jī)與人人之間信任的區(qū)別

 

  人機(jī)之間的信任與人人之間的信任存在以下異同。

  一是信任對象。人機(jī)之間的信任對象是計算機(jī)系統(tǒng)、算法、機(jī)器人等,而人人之間的信任對象是其他人。

  二是信任方式。人機(jī)之間的信任是基于技術(shù)、安全協(xié)議等建立的,如用戶登錄、數(shù)字簽名等;人人之間的信任則更多是基于情感、社交關(guān)系等建立。

  三是信任程度。人機(jī)之間的信任通常是基于技術(shù)可信度建立的,可以是絕對的、可靠的;人人之間的信任通常是相對的、主觀的,可能存在誤判、偏見等。

  四是信任風(fēng)險。人機(jī)之間的信任風(fēng)險通常是由技術(shù)漏洞、黑客攻擊等因素造成的;人人之間的信任風(fēng)險通常是由誠信問題、社會道德等因素造成的。

  人機(jī)之間的信任與人人之間的信任存在明顯區(qū)別,但兩者之間也有相互影響的關(guān)系。例如,人人之間的信任可以影響人機(jī)之間的信任,從而建立更加可靠的信任關(guān)系。

  人機(jī)之間存在快信任與慢信任機(jī)制。人機(jī)之間的快信任機(jī)制涉及用戶認(rèn)證——用戶可以通過登錄賬戶或者使用身份驗證工具進(jìn)行身份認(rèn)證,從而獲得快速信任;信譽(yù)評估——用戶行為可以通過算法或人工進(jìn)行評估,評估結(jié)果可以作為其他用戶快速信任的依據(jù);安全協(xié)議——采用安全協(xié)議如SSL/TLS等,可以保證用戶之間的通信安全,從而增強(qiáng)信任感。

  人機(jī)之間的慢信任機(jī)制包括透明度——在交互過程中,用戶可以透過監(jiān)視機(jī)制了解對方行為,從而建立慢信任;社交網(wǎng)絡(luò)——通過社交網(wǎng)絡(luò),用戶可以了解其他用戶的背景信息,從而建立基于社交網(wǎng)絡(luò)的信任;歷史記錄——用戶可以通過查看歷史記錄,了解其他用戶的過往行為,從而建立慢信任。

  人機(jī)之間的快信任和慢信任機(jī)制是相互補(bǔ)充的,可以在不同場景中使用,從而建立更加可靠的信任關(guān)系。

 

人機(jī)認(rèn)知的區(qū)別

 

  人機(jī)混合智能中的記憶、注意、認(rèn)知負(fù)荷和自主智能分級是密切相關(guān)的,有效的人機(jī)混合設(shè)計應(yīng)該考慮這幾個因素的交互作用,以提高交互效果和用戶體驗。

  注意、認(rèn)知負(fù)荷和自主智能分級在人機(jī)交互中有密切的關(guān)系。

  注意是指個體對外界刺激的選擇性關(guān)注和加工過程。在人機(jī)交互中,用戶需要關(guān)注和處理大量信息,如屏幕上的文本、圖像、音頻和視頻等。如果用戶注意力不集中或分散,就會影響其對信息的理解和記憶,從而影響交互效果。

  認(rèn)知負(fù)荷是指個體在完成某項任務(wù)時所需的認(rèn)知資源和注意力資源。在人機(jī)交互中,認(rèn)知負(fù)荷通常與任務(wù)復(fù)雜度有關(guān),如處理大量信息、執(zhí)行多個任務(wù)、決策等。如果認(rèn)知負(fù)荷過高,用戶就會感到疲勞、焦慮和不適,從而降低交互效果和用戶滿意度。

  自主智能分級是指根據(jù)人機(jī)交互的需求和任務(wù)復(fù)雜度,將交互設(shè)計中的自主智能分為不同的等級或?qū)哟巍T谌藱C(jī)交互中,自主智能可以幫助用戶完成一些簡單的任務(wù)或提供輔助信息,從而減輕用戶的認(rèn)知負(fù)荷和注意力壓力。

  第一,人類的記憶和機(jī)器的記憶不同之處在于:存儲方式——人類的記憶是通過大腦神經(jīng)細(xì)胞之間的連接和化學(xué)變化來存儲的,而機(jī)器的記憶是通過計算機(jī)內(nèi)部的電子元件和磁盤等硬件設(shè)備來存儲的;處理方式——人類的記憶是通過感官輸入、加工和存儲而形成的,而機(jī)器的記憶是通過程序設(shè)計和數(shù)據(jù)存儲而形成的;穩(wěn)定性——人類的記憶是易受干擾和遺忘的,而機(jī)器的記憶相對更加穩(wěn)定和可靠;容量和速度——人類的記憶容量和速度相對有限,而機(jī)器的記憶可以存儲和處理大量數(shù)據(jù)并且速度更快;分類方式——人類的記憶是依據(jù)感官輸入、經(jīng)驗和情感等因素來分類的,而機(jī)器的記憶是通過程序設(shè)計和數(shù)據(jù)標(biāo)簽等方式來分類的?偟膩碚f,人類的記憶是更加復(fù)雜和靈活的,機(jī)器的記憶則更加精準(zhǔn)和可控。但是,在某些特定任務(wù)中,機(jī)器的記憶可以超越人類的記憶,如大規(guī)模數(shù)據(jù)的存儲和處理。

  人類的記憶和機(jī)器的記憶可以通過配合來更好地利用和管理信息。具體來說,可以通過以下幾種方式來實現(xiàn)配合:信息存儲——人類可以將重要的信息存儲在機(jī)器的存儲系統(tǒng)中,以便隨時訪問和使用;機(jī)器可以提供穩(wěn)定和可靠的存儲環(huán)境,以確保信息的安全和可持續(xù)性。信息檢索——機(jī)器可以通過搜索引擎等工具幫助人類快速找到所需信息;人類可以利用機(jī)器提供的搜索結(jié)果,更快地獲取需要的信息。信息分析——機(jī)器可以通過分析和處理大量數(shù)據(jù),提供更深入的信息和見解;人類可以利用機(jī)器提供的分析結(jié)果,更好地理解和利用信息。信息共享——機(jī)器可以提供便捷的信息共享和協(xié)作平臺,促進(jìn)團(tuán)隊合作和知識共享;人類可以利用機(jī)器提供的平臺,更好地溝通和協(xié)作。

  第二,人類的注意與機(jī)器的注意的不同之處在于:視覺注意——人類在視覺注意時,通常會關(guān)注物體的某些特定特征,如顏色、形狀、大小等;機(jī)器的視覺注意主要基于預(yù)設(shè)的算法和圖像分析技術(shù),如圖像分類、目標(biāo)檢測等。注意焦點——人類的注意焦點可以很靈活地根據(jù)任務(wù)需求和環(huán)境變化而改變,機(jī)器的注意焦點通常需要通過預(yù)處理和指定的參數(shù)來確定。任務(wù)復(fù)雜性——人類在執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)時,需要同時注意多個方面,并且可以靈活地切換注意焦點;機(jī)器在處理復(fù)雜任務(wù)時需要通過程序設(shè)計和算法優(yōu)化來實現(xiàn)。個體特征——人類的注意力受到個體特征的影響,如認(rèn)知能力、情緒狀態(tài)、經(jīng)驗等;機(jī)器的注意力主要受到程序設(shè)計和硬件資源的限制。自我調(diào)節(jié)——人類可以自我調(diào)節(jié)注意力的強(qiáng)度和持續(xù)時間,機(jī)器的注意力通常需要通過程序控制和硬件調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。相比之下,人類的注意力更加靈活和可適應(yīng),而機(jī)器的注意力更加精準(zhǔn)和可控。但是,隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)器也可以逐漸實現(xiàn)更加智能化的注意力處理。

  人類的注意和機(jī)器的注意可以通過配合來提高注意力的效率和準(zhǔn)確性,從而更好地完成各種任務(wù)。具體來說,可以通過以下幾種方式來實現(xiàn)配合:任務(wù)分工——人類可以負(fù)責(zé)處理更復(fù)雜的任務(wù),機(jī)器可以處理更繁瑣的任務(wù);交互設(shè)計——機(jī)器可以通過合理的交互設(shè)計引導(dǎo)人類的注意力,從而更快地獲取目標(biāo)信息,如通過高亮顯示或提示信息等方式;信息過濾——機(jī)器可以對人類所面臨的大量信息進(jìn)行篩選和過濾,只保留最重要的信息,從而減輕人類的注意力負(fù)擔(dān);監(jiān)控反饋——機(jī)器可以通過監(jiān)控人類的注意力狀態(tài),給出反饋和提示,幫助人類保持注意力的集中和穩(wěn)定。

  第三,人類的態(tài)勢感知與機(jī)器的態(tài)勢感知不同之處在于:感知方式——人類通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感官來感知周圍的環(huán)境和態(tài)勢,機(jī)器通過傳感器、攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)等設(shè)備來感知周圍的環(huán)境和態(tài)勢。處理方式——人類的大腦可以快速地對各種信息進(jìn)行整合、分析和判斷,從而形成對周圍環(huán)境和態(tài)勢的理解和判斷;機(jī)器需要通過算法和計算來處理感知到的數(shù)據(jù),從而得出對周圍環(huán)境和態(tài)勢的理解和判斷。范圍和精度——人類的態(tài)勢感知范圍和精度受到感官的限制,且受到個體經(jīng)驗和認(rèn)知水平的影響;機(jī)器的態(tài)勢感知可以通過增加傳感器數(shù)量和算法優(yōu)化來提高范圍和精度。處理速度——人類的態(tài)勢感知和反應(yīng)速度受到生理和神經(jīng)傳遞等因素的限制,而機(jī)器的態(tài)勢感知和反應(yīng)速度可以通過優(yōu)化算法和提高硬件性能來提高。

  人類的態(tài)勢感知和機(jī)器的態(tài)勢感知可以通過協(xié)同來提高系統(tǒng)態(tài)勢感知的效果和準(zhǔn)確性。具體來說,可以通過以下幾種方式來實現(xiàn)協(xié)同。

  一是人機(jī)交互。人類可以通過與機(jī)器進(jìn)行交互,向機(jī)器提供更多的信息和指示,從而幫助機(jī)器更準(zhǔn)確地感知周圍的態(tài)勢。

  二是機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器可以通過學(xué)習(xí)人類的態(tài)勢感知方式和經(jīng)驗,從而優(yōu)化算法和提高感知準(zhǔn)確性。

  三是信息融合。將人類和機(jī)器的態(tài)勢感知結(jié)果進(jìn)行融合,可以得到更全面和準(zhǔn)確的態(tài)勢信息,從而更好地應(yīng)對復(fù)雜環(huán)境和任務(wù)。

  四是分工合作。人類和機(jī)器可以根據(jù)各自的優(yōu)勢和特點,在態(tài)勢感知任務(wù)中進(jìn)行分工合作,從而更高效地完成任務(wù)。

 

人機(jī)中的工作負(fù)荷問題

 

  人類可以通過合理分配和協(xié)同配合工作負(fù)荷實現(xiàn)更好的工作效率和質(zhì)量。具體來說,可以通過以下幾種方式實現(xiàn)配合。

  一是自動化工作。機(jī)器可以自動完成一些重復(fù)性、繁瑣的工作任務(wù),減輕人類的工作負(fù)擔(dān),使人類更多地專注于高級別的工作任務(wù)。

  二是輔助工作。機(jī)器可以提供一些輔助工具,幫助人類更快、更準(zhǔn)確地完成工作任務(wù)。例如,自然語言處理、數(shù)據(jù)分析等工具可以大大提高人類的工作效率和準(zhǔn)確率。

  三是分工合作。人類和機(jī)器可以根據(jù)各自的優(yōu)勢和特長分工合作,共同完成一個任務(wù)。例如,機(jī)器可以處理數(shù)據(jù)分析和計算,而人類可以進(jìn)行判斷和決策。

  四是人機(jī)協(xié)同。人類和機(jī)器可以共同完成某個任務(wù),互相協(xié)調(diào)和補(bǔ)充。例如,機(jī)器可以進(jìn)行一些自動化的處理,而人類可以對結(jié)果進(jìn)行分析和判斷。

 

人機(jī)的多模態(tài)識別和情感識別

 

  人類的多模態(tài)是指人類能夠同時利用多種感官,如視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等,對外部世界進(jìn)行感知和理解。人類的多模態(tài)能力使得人類能夠更加全面地理解和處理信息,同時還能夠利用不同感官之間的互補(bǔ)性進(jìn)行信息的補(bǔ)充和協(xié)同處理。

  機(jī)器的多模態(tài)是指利用計算機(jī)技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,通過對多種感官輸入進(jìn)行處理和融合,實現(xiàn)對外部世界的感知和理解。機(jī)器的多模態(tài)需要利用多種傳感器和算法,能夠更加全面地獲取和處理信息,同時還能夠利用不同感官之間的互補(bǔ)性進(jìn)行信息的補(bǔ)充和協(xié)同處理。

  人類的情感識別能夠根據(jù)語言表達(dá)者的語言內(nèi)容、語調(diào)、面部表情、身體語言等多種因素進(jìn)行判斷和推理,同時還能考慮到語言使用者的文化背景、個性特征以及人際關(guān)系等方面的因素。人類的情感識別能夠處理復(fù)雜的情感表達(dá),如隱喻、諷刺、反諷等,同時還能夠感知到語言表達(dá)者的情緒狀態(tài)和情感變化。

  機(jī)器的情感識別則是基于自然語言處理技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法,通過對語言內(nèi)容、語調(diào)、語境等多個方面進(jìn)行分析和處理,提取情感信息。機(jī)器的情感識別需要大量的數(shù)據(jù)和算法支持,能夠進(jìn)行情感分類、情感分析等任務(wù),但在處理復(fù)雜的情感表達(dá)、識別情感變化等方面還存在一定的困難。

  總的來說,人類的情感識別在處理復(fù)雜情感信息方面有優(yōu)勢,而機(jī)器的情感識別則在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和進(jìn)行自動化處理方面有優(yōu)勢。

 

人機(jī)智能協(xié)同

 

  在人機(jī)系統(tǒng)中,人類的智能和機(jī)器的智能可以通過協(xié)同來實現(xiàn)更好的交互體驗和更高效的工作流程。具體來說,可以通過以下幾個方面的協(xié)同來實現(xiàn)。

  一是人類的高層次智能與機(jī)器的低層次智能協(xié)同。人類可以通過語音、手勢等方式向機(jī)器傳達(dá)高層次的指令和意圖;機(jī)器則能夠通過識別、分析等低層次的智能技術(shù)來理解人類的指令和意圖,并做出相應(yīng)的反應(yīng)。

  二是人類的經(jīng)驗智能與機(jī)器的數(shù)據(jù)智能協(xié)同。人類通過長期的工作和生活經(jīng)驗積累了豐富的知識和技能,而機(jī)器則能夠通過大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)提取出大量的信息和規(guī)律。通過將這兩種智能進(jìn)行協(xié)同,可以實現(xiàn)更加智能化的決策和工作流程。

  三是人類的主觀智能與機(jī)器的客觀智能協(xié)同。人類的主觀判斷和情感傾向往往會影響到?jīng)Q策和行為,而機(jī)器則可以通過客觀分析和數(shù)據(jù)建模提供更加客觀的建議和決策支持。通過將這兩種智能進(jìn)行協(xié)同,可以實現(xiàn)更加全面和準(zhǔn)確的決策和行動。

  人類的智能和機(jī)器的智能可以通過協(xié)同來實現(xiàn)更加高效、智能和人性化的交互體驗和工作流程。確定人機(jī)混合智能中人與機(jī)的任務(wù)流程需要考慮到任務(wù)的性質(zhì)和要求——其決定了人機(jī)混合智能中人和機(jī)器各自的角色和任務(wù)。對于需要人類判斷、決策和執(zhí)行的任務(wù),人類應(yīng)該扮演主導(dǎo)角色,機(jī)器應(yīng)提供輔助和支持;對于需要機(jī)器進(jìn)行大量計算和數(shù)據(jù)處理的任務(wù),機(jī)器應(yīng)扮演主導(dǎo)角色,人類可以提供指導(dǎo)和監(jiān)督。任務(wù)的復(fù)雜度和難度——其決定了人機(jī)混合智能中人和機(jī)器各自所需的智能水平和技能。對于簡單的任務(wù),人類可以通過自身的經(jīng)驗和技能完成,機(jī)器只需要提供基本的支持和協(xié)助;對于復(fù)雜和困難的任務(wù),需要機(jī)器提供更高級的智能支持和協(xié)助,人類需要具備更高級的智能水平和技能。任務(wù)的時間和效率要求——其決定了人機(jī)混合智能中人和機(jī)器各自的執(zhí)行速度和效率。對于需要快速響應(yīng)和執(zhí)行的任務(wù),機(jī)器可以通過快速的計算和數(shù)據(jù)處理來提高效率,人類需要快速反應(yīng)和執(zhí)行;對于需要深入思考和分析的任務(wù),人類需要花費(fèi)更多時間和精力來完成,機(jī)器需要提供更多的數(shù)據(jù)和分析支持。

 

群體智能與個體智能間的交互

 

  群體智能和個體智能的交互雖然都是基于信息交流和相互作用的,但是它們的交互方式和目的卻存在一定的區(qū)別。

  群體智能的交互是指多個智能體之間的相互作用和信息交流,而個體智能的交互是指智能體與環(huán)境之間的相互作用和信息交流。群體智能的交互是基于協(xié)作和競爭的,個體智能的交互則更多的是基于適應(yīng)和反饋的。群體智能的交互會導(dǎo)致群體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化,個體智能的交互更多地影響個體自身的狀態(tài)和行為。群體智能的交互需要考慮群體內(nèi)部的協(xié)調(diào)和組織,個體智能的交互則更多地考慮個體的自主性和獨立性。群體智能的交互是基于協(xié)作和競爭的,著重考慮群體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和動態(tài)變化;個體智能的交互更多地著重考慮個體的自主性和適應(yīng)性。

  總之,人類認(rèn)知與機(jī)器認(rèn)知的主要不同在于人類具有情感、意識、主觀性和創(chuàng)造性。人類的具身、離身、反身認(rèn)知是通過身體的感覺和運(yùn)動來實現(xiàn)的,這些感覺和運(yùn)動與人類的思想、情感和意識相互作用,從而形成了人類對世界的理解和行為的規(guī)劃。機(jī)器的認(rèn)知是通過傳感器和程序編程實現(xiàn)的,它們能夠感知和響應(yīng)環(huán)境中的物理特征,但缺乏情感、主觀性和創(chuàng)造性。

  此外,機(jī)器的認(rèn)知是由程序編程決定的,它們不能自主地學(xué)習(xí)和適應(yīng)新的環(huán)境,而人類可以通過學(xué)習(xí)和適應(yīng)來改變和發(fā)展具身認(rèn)知。因此,人類的認(rèn)知比機(jī)器的認(rèn)知更加豐富和復(fù)雜!

(作者系北京郵電大學(xué)人機(jī)交互與認(rèn)知工程實驗室主任)

 

 

《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2023年6月刊 學(xué)界)
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