感測系統推動(dòng)人機界面技術(shù)快速發(fā)展

　　人機界面是任何產(chǎn)品與使用者接觸直接相關(guān)的設施，IT產(chǎn)品當然也不例外，過(guò)去為了配合硬件設備的發(fā)展，人機界面幾乎不外是屏幕顯示信息與各類(lèi)按鈕、或鍵盤(pán)鼠標(或變形的搖桿、軌跡球等指向裝置)類(lèi)型存在，不過(guò)在各類(lèi)型的傳感器突飛猛進(jìn)的發(fā)展下，IT產(chǎn)品人機界面在近幾年也大為不同，例如多點(diǎn)觸控與姿態(tài)偵測，都成為當紅的焦點(diǎn)。

　　人機界面的進(jìn)化，過(guò)去就一直隨著(zhù)時(shí)代有不同的面貌，但是電子產(chǎn)品的發(fā)展，卻是人機界面發(fā)展史中，相當有趣的一個(gè)分支，過(guò)去IT相關(guān)的產(chǎn)品，多半是由專(zhuān)業(yè)人員操作，但是消費性電子產(chǎn)品的興起，卻打破了IT產(chǎn)品只由專(zhuān)家操縱的慣例，必須貼近到一般消費者層面。

　　故消費性電子產(chǎn)品這種新產(chǎn)品類(lèi)型的出現，對工業(yè)設計而言，確實(shí)是開(kāi)創(chuàng )了全新的局面，當然也增加了工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)涵蓋的深度及廣度。人機界面工業(yè)設計師所關(guān)注的要素，不僅只是在功能性，更必須藉由產(chǎn)品外觀(guān)設計，讓使用者與產(chǎn)品間產(chǎn)生良性的互動(dòng)，其中涉及到美學(xué)、材料運用、人因工程、產(chǎn)品語(yǔ)意等相關(guān)知識。藉由這些知識的整合，才能設計出滿(mǎn)足多面向的需求的人機界面，如視覺(jué)感受、使用層面等。

　　因此最近幾年，不少人機界面的突破，都出現在消費性電子產(chǎn)品上，例如隨著(zhù)蘋(píng)果iPhone和iPOD Touch引入實(shí)現多點(diǎn)觸控的投射式電容觸控技術(shù)，引領(lǐng)人機互動(dòng)界面的一波新革新，觸控面板和按鍵，特別是多點(diǎn)觸控模式，開(kāi)始風(fēng)行于手機、消費電子、家電、小筆電等領(lǐng)域。

　　除了多點(diǎn)觸控外，任天堂幾年前推出的Wii游戲機亦在市場(chǎng)上刮起一陣旋風(fēng)，其中最受矚目的特色是能讓玩家以真實(shí)動(dòng)作融入游戲的無(wú)線(xiàn)控制器。而幕后最大功臣是以微機電系統(MEMS)技術(shù)為基礎的三軸加速度傳感器。任天堂的這項創(chuàng )意讓游戲機設計進(jìn)入了一全新的階段，也讓越多越多的消費性電子產(chǎn)品，包括數碼相機、筆記型計算機、手機采用MEMS元件，以提供更佳的操控功能或創(chuàng )新應用。

　　由前述的兩個(gè)例子可以看出，人機界面能夠讓已經(jīng)出現很久類(lèi)型的產(chǎn)品，發(fā)生革命性的突破，也顯見(jiàn)新人機界面幾乎等于賦予產(chǎn)品新生命，良好的人機界面設計更可以激發(fā)消費者的購買(mǎi)欲望與對產(chǎn)品的忠誠度。

　　但是，消費性電子產(chǎn)品的人機界面設計，比一般產(chǎn)品又更困難，首先是在信息產(chǎn)品推陳出新的情況下，界面設計面臨極大的挑戰，過(guò)去的設計往往是藉由使用者保存的經(jīng)驗(甚或是標準)，延續其已發(fā)展的心智模式進(jìn)行設計，但面對全新的產(chǎn)品時(shí)，設計師必須藉由界面的帶領(lǐng)，促使使用者創(chuàng )造、增強、繼而保存經(jīng)驗。然而由于信息產(chǎn)品其易于攜帶且具有傳播功能等特性，使得設計師在探討使用情境時(shí)變得更為不易掌握，以至于人機的互動(dòng)行為擷取困難。這當中設計師必須理解核心需求并運用相關(guān)知識，將抽象概念轉化為界面操作程序、界面元素等，使使用者的心智建立對產(chǎn)品使用的系統模型。產(chǎn)品設計勢必因應信息產(chǎn)品的出現，修正舊的或建立新的設計方法或程序以滿(mǎn)足設計需求。

　　當然，設計「好的」人機界面，已經(jīng)是設計產(chǎn)品中，相當困難的一個(gè)部分，因為人機界面必須考量非IT技術(shù)的人體工學(xué)、使用者心理學(xué)等，而設計出革命性的人機界面，更必須對人機械面的基礎-傳感器，有相當的認識，這也是許多人機界面設計者不熟悉的關(guān)鍵點(diǎn)。

　　人機界面所可能利用到的傳感器類(lèi)型眾多

　　傳感器的所能偵測的領(lǐng)域相當廣泛，根據美國的商業(yè)情報研究機構Global Industry Analysts, Inc(GIA)的研究指出，大約有10種以上，舉例而言有化學(xué)(Chemical & Gas & Biosensor)偵測，所利用的代表性技術(shù)有遠紅外線(xiàn)、熱導、電離子化等，用于瓦斯或是氧氣偵測。壓力(Pressure)偵測，原理為微機電、真空、血壓、光學(xué)、電阻等，代表性的用途有胎壓偵測、電阻式觸控面板等。流體(Flow)偵測，利用的原理有科氏力、渦流、超音波、電磁、電容電場(chǎng)等，代表性用途就是投射電容式觸控面板。

　　其它還有接近(Proximity & Displacement)感測、影像(Image)感測、位置(Position)感測、位面(Level)感測、溫度(Temperature)偵測、負載(Force & Load)偵測等等。詳細分類(lèi)請參考附表。

　　過(guò)去，這些傳感器，多半需要持續偵測目標或是接觸目標，才能獲得目標的信息，但是這樣的情況，會(huì )造成耗損、干擾、或是需要較大的攻耗提供運作等缺點(diǎn)，所幸隨著(zhù)科技進(jìn)步，許多接觸式傳感器都已經(jīng)被非接觸式傳感器取代，而且也克服了前述的各項問(wèn)題，甚至能大福提升準確性與穩定度。

　　而隨著(zhù)半導體制程等技術(shù)的推進(jìn)，微型化已經(jīng)成為不可逆的方向，傳感器也受到此一趨勢相當大的幫助，例如微機電系統的發(fā)展，讓矽晶麥克風(fēng)、3D加速計、RF元件、相機穩定器與GPS的陀螺儀等進(jìn)入消費性電子產(chǎn)品，當然也帶來(lái)了相當大的人機界面革命?？傮w來(lái)看，除了前述的MEMS傳感器系統外，根據GIA的研究，還有影像傳感器、生物傳感器、動(dòng)作感應器是最重要的發(fā)展方向，其所衍生的產(chǎn)品族類(lèi)亦相當眾多。