人机交互是一门研究系统与用户之间的交互关系的学问，与物联网的结合，让它在未来科技领域中有着举足轻重的作用。

近年来，随着科技的发展，人机交互产品越来越多地在市场上流通，彰显着人机交互的巨大市场潜力和科研价值。目前，人机交互除了大家熟知的VR、AR、语音识别、动作识别等方面的应用，也更多地出现在其它领域。

| 视网膜显示器

视网膜显示器能够通过低强度激光或者发光二极管直接将影像投射到使用者的视网膜上，具有不遮挡视野的特点。

这一概念是在20多年前提出的，但直到近些年来技术进步才让各种不同的视网膜显示变得可行。比如边发射发光二极管，其比面发射发光二极管的光输出功率大，但比激光的功率要求低，将其应用于视网膜显示器，可提供一个亮度更高而成本更低的选择，与传统显示器相比，视网膜显示器的亮度-功率比更高，能耗也会相应地大幅降低。

视网膜成像的应用前景非常广阔，比如车载平视显示器，可将重要的驾驶信息投射在汽车的前风挡玻璃上，司机平视就可以看到，从而可以提高行车安全；此外还可为执行军事任务的士兵提供最优路径和战术信息，并且在医疗手术、浸入式游戏行业也大有作为。


| 眼动跟踪

眼动跟踪的基本工作原理是利用图像处理技术，使用能锁定眼睛的特殊摄像机连续地记录视线变化，追踪视觉注视频率以及注视持续时间长短，并根据这些信息来分析被跟踪者。

德国Eye Square公司发明的遥控眼动跟踪仪，可摆放在电脑屏幕前或者镶嵌在屏幕上，借助红外技术和样本识别软件的帮助，就能记录用户视线目光的转移。该眼动跟踪仪已在广告、网站、产品目录、杂志效用测试和模拟研究领域进行了应用。

由于眼动跟踪能够代替键盘输入、鼠标移动的功能，科学家据此研发出了可供残疾人使用的计算机，使用者只需将目光聚集在屏幕的特定区域，就能选择邮件或者指令。未来的可穿戴式电脑也可以借助眼动跟踪技术，更加方便地完成输入操作。

| 电触觉刺激

通过电刺激实现触觉再现，可以让盲人“看见”周围的世界，英国国防部已经推出了一款名为BrainPort的先进仪器，这种装置能够帮助失明者用舌头来获知环境信息。

BrainPort配有一副装有摄像机的眼镜，一根由细细电线连接的“棒棒糖”式塑料感应器和一部手机大小的控制器。控制器会将拍摄到的黑白影像变成电子脉冲，传到盲人使用者口含的感应器之中，脉冲信号刺激舌头表面的神经，并由感应器上的电极传到大脑，大脑就会将感知到的刺激转化成一幅低像素的图像，从而让盲人清楚地“看到”各种物体的线条及形状。

该装置的首个试用者、失明的英国士兵克雷格·卢德伯格现在已经能够在不靠外力辅助的情况下独立行走，进行正常阅读，并且他还成为了英格兰国家盲人足球队的一员。

从理论上来说，指尖或者身体的其他部位也能够像舌头一样被用来实现触觉再现，并且随着技术进步，大脑所感知到的图像的清晰度将大幅提高。在将来，还可经由可见光谱之外的脉冲信号来刺激大脑形成图像，从而产生很多新奇的可能，比如应用在可见度极低的海域使用的水肺潜水装置。


| 脑机接口

脑机接口技术被称作是人脑与外界沟通交流的“信息高速公路”，是公认的新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术，甚至被美国商务部列为出口管制技术。脑机接口技术为恢复感觉和运动功能以及治疗神经疾病提供了希望，同时还将赋予人类“超能力”——用意念即可控制各种智能终端。

比如，用脑电波控制机器人，麻省理工（MIT）的研究人员们展示的人机交互装置，结合了“脑电 + 手势”的方案，让使用者可以不费吹灰之力地与机器人互动。

比如，加拿大西安大略大学的 Adrian Owen通过一种基于时间分辨功能性近红外光谱（TR-fNIRS）的脑机接口，非侵入式地获取血液动力学反应、血氧含量等信号，进而完成了与受试者的无声“对话”。

就总体趋势而言，人机交互会随着物联网的不断更新升级，以及与人工智能的结合而不断发展，正是大势所趋，最终将成就未来全方位的科技生活。

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人机交互与物联网工程线上科研训练营，将带你探究人机交互与物联网的原理及应用。同时，学生将在高校导师的线上指导下，构建一个微型物联网智慧社区，掌握智能控制器、环境传感器、电子执行器等完整系统的设计搭建，并进一步通过网络云（阿里云， EZIOT等）接收和处理数据，最后提交一篇文献综述或实验论文。