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

 

人機與人人之間信任的區(qū)別

 

  人機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。人機之間的信任對象是計算機系統(tǒng)、算法、機器人等,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。

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

  人機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之間的信任,從而建立更加可靠的信任關(guān)系。

  人機之間存在快信任與慢信任機制。人機之間的快信任機制涉及用戶認證——用戶可以通過登錄賬戶或者使用身份驗證工具進行身份認證,從而獲得快速信任;信譽評估——用戶行為可以通過算法或人工進行評估,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,從而增強信任感。

  人機之間的慢信任機制包括透明度——在交互過程中,用戶可以透過監(jiān)視機制了解對方行為,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。

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

 

人機認知的區(qū)別

 

  人機混合智能中的記憶、注意、認知負荷和自主智能分級是密切相關(guān)的,有效的人機混合設(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、認知負荷和自主智能分級在人機交互中有密切的關(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。

  認知負荷是指個體在完成某項任務(wù)時所需的認知資源和注意力資源。在人機交互中,認知負荷通常與任務(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。如果認知負荷過高,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。在人機交互中,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,從而減輕用戶的認知負荷和注意力壓力。

  第一,人類的記憶和機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)細胞之間的連接和化學變化來存儲的,而機器的記憶是通過計算機內(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,而機器的記憶是通過程序設(shè)計和數(shù)據(jù)標簽等方式來分類的?偟膩碚f,人類的記憶是更加復(fù)雜和靈活的,機器的記憶則更加精準和可控。但是,在某些特定任務(wù)中,機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器的存儲系統(tǒng)中,以便隨時訪問和使用;機器可以提供穩(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;人類可以利用機器提供的搜索結(jié)果,更快地獲取需要的信息。信息分析——機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;人類可以利用機器提供的分析結(jié)果,更好地理解和利用信息。信息共享——機器可以提供便捷的信息共享和協(xié)作平臺,促進團隊合作和知識共享;人類可以利用機器提供的平臺,更好地溝通和協(xié)作。

  第二,人類的注意與機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,如認知能力、情緒狀態(tài)、經(jīng)驗等;機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)注意力的強度和持續(xù)時間,機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),而機器的注意力更加精準和可控。但是,隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,機器也可以逐漸實現(xiàn)更加智能化的注意力處理。

  人類的注意和機器的注意可以通過配合來提高注意力的效率和準確性,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——人類可以負責處理更復(fù)雜的任務(wù),機器可以處理更繁瑣的任務(wù);交互設(shè)計——機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信息,如通過高亮顯示或提示信息等方式;信息過濾——機器可以對人類所面臨的大量信息進行篩選和過濾,只保留最重要的信息,從而減輕人類的注意力負擔;監(jiān)控反饋——機器可以通過監(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,機器通過傳感器、攝像頭、雷達、激光雷達等設(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)驗和認知水平的影響;機器的態(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。

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

  二是機器學習。機器可以通過學習人類的態(tài)勢感知方式和經(jīng)驗,從而優(yōu)化算法和提高感知準確性。

  三是信息融合。將人類和機器的態(tài)勢感知結(jié)果進行融合,可以得到更全面和準確的態(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)中進行分工合作,從而更高效地完成任務(wù)。

 

人機中的工作負荷問題

 

  人類可以通過合理分配和協(xié)同配合工作負荷實現(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),減輕人類的工作負擔,使人類更多地專注于高級別的工作任務(wù)。

  二是輔助工作。機器可以提供一些輔助工具,幫助人類更快、更準確地完成工作任務(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確率。

  三是分工合作。人類和機器可以根據(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,機器可以處理數(shù)據(jù)分析和計算,而人類可以進行判斷和決策。

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

 

人機的多模態(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性進行信息的補充和協(xié)同處理。

  機器的多模態(tài)是指利用計算機技術(shù)和機器學習算法,通過對多種感官輸入進行處理和融合,實現(xiàn)對外部世界的感知和理解。機器的多模態(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性進行信息的補充和協(xié)同處理。

  人類的情感識別能夠根據(jù)語言表達者的語言內(nèi)容、語調(diào)、面部表情、身體語言等多種因素進行判斷和推理,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,如隱喻、諷刺、反諷等,同時還能夠感知到語言表達者的情緒狀態(tài)和情感變化。

  機器的情感識別則是基于自然語言處理技術(shù)和機器學習算法,通過對語言內(nèi)容、語調(diào)、語境等多個方面進行分析和處理,提取情感信息。機器的情感識別需要大量的數(shù)據(jù)和算法支持,能夠進行情感分類、情感分析等任務(wù),但在處理復(fù)雜的情感表達、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,而機器的情感識別則在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和進行自動化處理方面有優(yōu)勢。

 

人機智能協(xié)同

 

  在人機系統(tǒng)中,人類的智能和機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、手勢等方式向機器傳達高層次的指令和意圖;機器則能夠通過識別、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行協(xié)同,可以實現(xiàn)更加全面和準確的決策和行動。

  人類的智能和機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。確定人機混合智能中人與機的任務(wù)流程需要考慮到任務(wù)的性質(zhì)和要求——其決定了人機混合智能中人和機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,機器應(yīng)提供輔助和支持;對于需要機器進行大量計算和數(shù)據(jù)處理的任務(wù),機器應(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——其決定了人機混合智能中人和機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——其決定了人機混合智能中人和機器各自的執(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),人類需要花費更多時間和精力來完成,機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,人類認知與機器認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、反身認知是通過身體的感覺和運動來實現(xiàn)的,這些感覺和運動與人類的思想、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。機器的認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,機器的認知是由程序編程決定的,它們不能自主地學習和適應(yīng)新的環(huán)境,而人類可以通過學習和適應(yīng)來改變和發(fā)展具身認知。因此,人類的認知比機器的認知更加豐富和復(fù)雜!

(作者系北京郵電大學人機交互與認知工程實驗室主任)

 

 

《科學新聞》 (科學新聞2023年6月刊 學界)
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