人間は将来、コンピューターとどのようにインターフェースするのでしょうか?

2010-10-20
クロノスプロジェクター

コンピューターは半世紀以上前から存在していますが、ほとんどの人がコンピューターとやり取りする方法はそれほど変わっていません。キーボード我々が使用するには、タイプライターからの日付は、ほぼ150年前という技術を進化します。ダグラス・カール・エンゲルバートは、後に1968年にコンピューターのマウスと呼ばれるデバイスのデモを行いました[出典:MIT ]。グラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)でさえ、しばらく前から存在していました。消費者市場で最初に人気を博したのは、1984年のMacintoshでした[出典:ユタ州立大学]。今日のコンピューターは50年前よりもはるかに強力であるという事実を考えると、基本的なインターフェイスがそれほど変わっていないのは驚くべきことです。

今日、私たちはキーボードとマウスのインターフェース構成からより劇的な逸脱を見始めています。スマートフォンやタブレットコンピューターなどのタッチスクリーンデバイスは、10年以上前から存在しているこのテクノロジーをより多くのユーザーに紹介しています。また、より小型のコンピューターも製造しているため、ユーザーインターフェイスへの新しいアプローチが必要になります。フルサイズのキーボードをスマートフォンに接続する必要はありません。エクスペリエンスが損なわれます。

タッチスクリーンは、コンピュータナビゲーションのための新しい技術を導入しました。初期のタッチスクリーンは単一の接触点しか検出できませんでした。複数の指でディスプレイに触れようとすると、動きを追跡できませんでした。しかし今日では、数十台のコンピューターデバイスでマルチタッチ画面を見つけることができます。エンジニアはこのテクノロジーを利用してジェスチャーナビゲーションを開発しました。ユーザーは、あらかじめ決められたジェスチャーで特定のコマンドを実行できます。たとえば、Apple iPhoneなどのいくつかのタッチスクリーンデバイスでは、画面に2本の指を置いて引き離すことで、写真を拡大できます。指をつまむと、写真がズームアウトします。

東京大学のクロノスプロジェクター実験は、タッチインターフェイスと事前に録画されたビデオをナビゲートする新しい方法を組み合わせたものです。このシステムは、フレキシブルスクリーンの後ろに取り付けられたプロジェクターとカメラで構成されています。カメラが画面の張力の変化を検出している間、プロジェクターは画面に画像を表示します。ユーザーは画面を押して、事前に録画されたビデオに影響を与えることができます。画像の残りの部分は影響を受けないまま、ビデオの一部を高速化または低速化できます。

Khronos Projectorを使用すると、新しい構成の空間と時間でイベントを表示できます。2人が並んで通りを走っているビデオを想像してみてください。画面を押すことで、一方の人がもう一方の人をリードしているように見えるように画像を操作できます。画面上で手を動かすことで、2人を切り替えることができます。あるルールのセットに従っているように見えたビデオは、現在、別のセットに従っています[出典:東京大学]。

画面との対話はほんの始まりに過ぎません。次に、エンジニアが何も触れずにコンピューターと対話する方法をどのように開発しているかを見ていきます。

 

ハンズオフインターフェース

Xbox 360用のMicrosoftのKinect周辺機器を使用すると、物理コントローラーなしでビデオゲームをプレイできます。

タッチでコンピューターを操作する新しい方法に取り組んでいるエンジニアもいれば、音でコンピューターを制御する同様の方法を検討しているエンジニアもいます。音声認識技術は、ベル研究所が1人のユーザーが話した数字を認識できるシステムを構築した1952年以来、大きな進歩を遂げました[出典:Juang andRabiner ]。今日、スマートフォンなどのデバイスは、音声メッセージをさまざまな精度でテキストメッセージに変換できます。また、ユーザーが音声コマンドを使用してデバイスを制御できるようにするアプリケーションはすでに存在します。

この技術はまだ揺籃期にあります。私たちは、音を認識し、さまざまな単語やコマンドを区別するようにコンピューターに教える方法を学んでいます。しかし、これらのアプリケーションのほとんどは、かなり狭い範囲の音の中で動作します。コマンドを正しく発音しないと、コンピューターがあなたを無視したり、間違ったコマンドを実行したりする可能性があります。解決するのは簡単な問題ではありません。コンピューターにさまざまな音を解釈し、すべての可能性から最良の結果を選択するように教えることは複雑です。

他のエンジニアは、まったく異なるハンズフリーインターフェースに取り組んでいます。 OblongIndustriesはg-speakインターフェースを作成しました。映画「マイノリティリポート」を見たことがあれば、g-speakは見覚えがあるはずです。映画では、一部のキャラクターは、マシンにまったく触れずにコンピューター画面上の画像を制御します。 g-speakシステムは、センサーとカメラのコレクションを使用してこれを実現し、ユーザーの動きを解釈してコンピューターコマンドに変換します。ユーザーは、反射ビーズが付いた特別な手袋を着用します。カメラはビーズの動きを追跡して、ユーザーの動きを解釈します。

ユーザーは画面または壁の前に立ちます。プロジェクターは、ユーザーが3次元空間で手を動かすことで操作できる画像を表示します。コマンドをコンピューター言語に翻訳したり、ディスプレイに垂直な平面上でマウスを使用したりする必要はありません。手を動かしてデータを操作するだけです[出典:OblongIndustries ]。

コンピュータシステムとのやり取りは、受動的になることさえあります。無線周波数識別(RFID)タグを使用すると、コンピューターシステムの近くにいるだけでコンピューターシステムと対話できます。このテクノロジーは、環境を歩きながらあなたを追跡するなど、無害で楽しい用途があり、各部屋でお気に入りの種類の音楽が再生されたり、空調システムが事前に選択した好みに合わせて調整されたりします。または、監視目的で、環境内を移動する人々を追跡するために使用することもできます。

それはまたあなたが夕食を作るのを助けることができます。それぞれにRFIDタグが付いている材料のコレクションを家に持ち帰ることを想像してみてください。あなたの家の統合されたコンピュータシステムはあなたが持ってきたものを検出し、あなたがラザニアを作りたいと決定します。すぐに、あなたの家はレシピを作成し、オーブンを予熱したいかどうか尋ねます。このシナリオは、店舗が購入したすべての製品を追跡し、各顧客の書類を作成する未来的なユートピアまたはオーウェルの悪夢だと思いますか?

または、RFIDチップがまったく必要ない場合もあります。 Xbox 360用のMicrosoftのKinect周辺機器は、カメラを使用してエンターテインメントセンターの前の環境をマッピングします。ユーザーがカメラの前に足を踏み入れると、システムはユーザーのフレームと顔をマッピングし、ユーザーがプロファイルを作成できるようにします。次に、その人がフレームに足を踏み入れるたびに、システムはそれが誰であるかを知っています。プロファイルにはユーザーの好みとスキルレベルを保存できるため、ゲームに飛び込んでキャラクターを5秒間虐殺することを心配する必要はありません。

Kinectの初期の使用は、ゲーム、ソーシャルネットワーキング、テレビのメディア制御を中心に展開していますが、将来的には他のコンピューターシステムとの統合が見られる可能性があります。コンピューターの前に座って、コンピューターが自動的に好みに切り替わるのを見ていると想像してみてください。お気に入りのブックマークが読み込まれ、最も頻繁に使用するアプリケーションがすぐ近くにあります。それからあなたは起き上がり、友人が座ります。コンピューターが友達の好みに切り替わり、友達にまったく異なる体験を提供します。

私たちがユーザーインターフェースで進むことができる別の方向性があります-あなたの脳に直接。

我思う、故に我あり

この男は、自分の考えを使ってパドルを制御するピンボールのゲームをプレイしています。すぐに自分の考えでコンピューターを制御できるでしょうか。

あなたの脳は電気です。ニューロンと呼ばれる脳内の神経細胞は、小さな電気信号を介して通信します。これらの小さな電荷は、神経系全体の樹状突起と軸索を通過します。意識しているかどうかにかかわらず、あなたがとる行動は、これらの神経細胞が正しい経路を介して特定の一連の電荷を送ることに依存しています。

これらの信号をマッピングする方法を見つけたら、それらを検出、解釈、変換するデバイスを作成して、外部デバイスの制御に使用できるようにすることができます。私たちはそれをブレイン・コンピューター・インターフェースと呼んでいます。理想的には、あなたとコンピューターの間に何もないでしょう-あなたの考えはシームレスにコマンドになります。

実際には、それよりもはるかに複雑です。 1つの問題は脳の活動を検出することです。多くのシステムは、脳波計(EEG)を使用して、ノギンの内部で何が起こっているかを垣間見ることができます。 EEGには、特定のポイントで頭皮に取り付ける必要のある電極のセットがあります。それはあなたの動きの範囲を制限し、あなたをあなたのコンピュータにつなぎます。そして、EEGはあなたに最高の信号を与えません-それをするために、あなたはあなたの脳に直接電極を埋め込む必要があるでしょう。これはいくつかの倫理的な問題を提起し、研究エンジニアがブレイン・コンピューター・インターフェースに実行できる量に制限を課します。

その上、私たちの脳は複雑で、気が散りやすいです。脳内で発生するノイズから明確なコマンドを分離することは簡単ではありません。コンピュータが実際のコマンドとバックグラウンドノイズを区別できるように、インターフェイスを微調整するには何時間もかかります。

信号を解釈してコマンドに変換するようにコンピューターをプログラミングすることも複雑です。これまでのところ、エンジニアは単純なコマンドに応答できるインターフェースの作成に成功しています。サウサンプトン大学の科学者によって開発された思考を通して人々がコミュニケーションをとることができるシステムさえあります。ある被験者は、左腕を上げて「ゼロ」などの所定の単語を表すなどの行動について考えます。 EEGは、被験者の脳からコンピューターに信号を送信します。コンピュータは信号を解釈し、メッセージとしてエンコードしてランプに送信します。ランプが高速で点滅します。 2番目の被験者はシーケンスを監視し、EEGは彼または彼女の脳波を測定します。 2台目のコンピューターがこの情報を解釈し、「ゼロ」を意味するようにデコードします。

このシステムの大きな欠点は、2番目のサブジェクトがメッセージを受信して​​いる間、彼または彼女がそれを理解できないことです。メッセージを理解できるのは、2台目のコンピューターの助けを借りてのみです。しかし、実験は、私たちがコンピューターを制御し、考えるだけで通信することさえ可能にするさらなる開発につながる可能性があります。

私たちが肉体的または精神的に仕事をすることになるか、コンピューターが私たちを観察するだけで私たちが望むものを理解するかにかかわらず、基本的なコンピューターインターフェイスが進化していることは明らかです。1、2世代以内に、キーボードとマウスの組み合わせが美術館に所属するようになるのでしょうか。

次のページのリンクをたどって、コンピューターインターフェイスの詳細を確認してください。

多くの詳細情報

関連記事

その他のすばらしいリンク

  • 特異点ハブ
  • TED

ソース

  • アーメド、ムラド。「科学者たちは 『脳から脳へのコミュニケーション』で思慮深い未来を迎えます。」タイムズオンライン。2009年10月15日。(2010年10月5日)http://technology.timesonline.co.uk/tol/news/tech_and_web/article6875197.ece
  • カシネッリ、アルバロ。「クロノスプロジェクター」。東京大学。2006年1月30日(2010年10月7日)http://www.k2.tu-tokyo.ac.jp/members/alvaro/Khronos/
  • ヘイリー、デビッド。「プロの執筆のための技術。」ユタ州立大学。(2010年10月7日)http://imrl.usu.edu/oslo/technology_writing/004_003.htm
  • Juang、BHおよびRabiner、LawrenceR。「自動音声認識-技術開発の簡単な歴史」。ラトガーズ大学とカリフォルニア大学サンタバーバラ校。2004年10月8日。(2010年10月6日)http://www.ece.ucsb.edu/Faculty/Rabiner/ece259/Reprints/354_LALI-ASRHistory-final-10-8.pdf
  • クライナー、キース。「次世代のヒューマンコンピュータインターフェース」。特異点ハブ。2009年3月4日。(2010年10月5日)http://singularityhub.com/2009/03/04/the-next-generation-in-human-computer-interfaces-awesome-videos/
  • MIT工学部。「ダグラス・エンゲルバート。」2003年1月。(2010年10月7日)http://web.mit.edu/invent/iow/engelbart.html
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  • ポールト、リチャード。「タイプライターの簡単な歴史」。ザビエル大学。(2010年10月7日)http://staff.xu.edu/polt/typewriters/tw-history.html
  • 早く、ダレン。「インターネットを介した脳から脳へのコミュニケーション。」ギズマグ。2009年10月6日。(2010年10月6日)http://www.gizmag.com/brain-to-brain-communication/13055/
  • シュラム、マイク。「Kinect:技術の背後にある会社がそれがどのように機能するかを説明しています。」ジョイスティック。2010年6月19日。(2010年10月6日)http://www.joystiq.com/2010/06/19/kinect-how-it-works-from-the-company-behind-the-tech/
  • サイエンスデイリー。「ブレイン・コンピューター・インターフェースは、思考力を通じて人と人とのコミュニケーションを可能にします。」2009年10月6日。(2010年10月5日)http://www.sciencedaily.com/releases/2009/10/091006102637.htm
  • サウサンプトンブレインコンピューターインターフェース研究プログラム。2008年2月。(2010年10月5日)http://www.bci.soton.ac.uk/index.html
  • サウサンプトン大学。「思考の力だけで人と人をつなぐ::サウサンプトン大学」2009年10月6日。(2010年10月5日)http://www.soton.ac.uk/mediacentre/news/2009/oct/09_135.shtml
  • ヴラスト、ティム。「研究は、思考の力だけで脳から脳へのコミュニケーションを証明します。」審査官。2009年10月7日。(2010年10月6日)http://www.examiner.com/examiner/x-11705-NY-Holistic-Science--Spirit-Examiner~y2009m10d7-Scientists-prove-brain-to-思考力だけで脳のコミュニケーション

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