人機交互未來新趨勢,腦電波手勢控制機器人。來源:環球網
未來信息化戰場具有極大的不確定性與未知性,情報信息堆積如山、作戰空間複雜多樣、敵我態勢瞬息萬變,能否取得戰爭的勝利,將在很大程度上取決於所獲情報信息的準確性、充分性、時效性和可用性,也就是能否建立信息優勢,並由此獲取全面的指揮決策優勢。針對信息化戰場軍事指揮決策的特徵,如何研究和發展軍事指揮決策的人機智能交互技術,以提升指揮決策的能力與效率,成為各國爭相研究的焦點問題。
人機智能交互的本質與現狀
人機智能交互技術是指通過計算機輸入、輸出設備,以有效的方式實現人與計算機對話的技術。人機智能交互技術包括機器通過輸出或顯示設備,給人提供大量有關信息及提示、請示等,以及人通過輸入設備給機器輸入有關信息,回答問題及提示、請示等相關技術。它能夠通過電極將神經信號與電子信號互相聯繫,達到人腦與電腦互相溝通。可以預見,隨着這種技術的不斷髮展,電腦在未來甚至可能成為一種媒介,實現人腦之間的交流,也即所謂的心靈感應。
縱觀國內外相關技術的研究現狀,自然高效的人機交互技術已成為各國的研究焦點,其中部分新型交互手段更是已經逐漸進入軍事指揮領域,發揮出顯著作用。目前指揮決策環境中的人機對話,大部分內容仍是與地圖緊密相關的圖形作業,現在興起的自然手勢交互,正是適應這種作業人員與指揮決策環境,自然和諧對話的一種新交互技術。自然手勢交互的核心技術包括手勢分割、手勢分析和手勢識別,這種技術能夠通過數學算法識別人類手勢,從而使計算機理解人類行為,進而做出相應的反應,實現人機交互。除了自然手勢交互外,人機交互技術還包括基於傳統的硬件設備的交互技術、基於語音識別的交互技術、基於觸控的交互技術、基於眼動追蹤的交互技術等多種形式的交互技術,多種多樣的人機交互技術,未來都有可能在智能化戰爭中發揮越發重要的作用。
人機智能交互系統能提升作戰效率
智能化戰場上,針對陸、海、空、天、電、磁、網等多維空間的各類戰場監視手段,比如:無線傳感器網絡、物聯網設備、高速計算機等都將產生海量信息。因此,智能化戰爭時代,戰場信息將呈現爆發式增長趨勢。而戰場信息量的增大,將導致智能化戰爭對信息的依賴度不斷升高。
目前的人機智能交互系統中,海量的戰場態勢信息,缺乏高效的表達手段,信息之間的內在聯繫缺乏深層次的挖掘,系統無法根據指揮員的實時需求智能分發所需信息。指揮員對於戰場態勢分析、篩選、計算、判斷造成的認知負擔較重,制約其主觀能動性發揮,導致指揮決策效率較低。此外,有學者曾提出“人機智能交互還依賴於以‘指點’和‘按鍵’為主的串行、精確式、單通道的操控方式,這種交互方式不僅不夠自然,而且交互通道利用不平衡,易導致生理疲勞和精神壓力,影響作戰的效率和可靠性”。
人工智能時代催生了一系列新的交互方式,語音交互是目前較為成熟的一種交互方式。隨着機器視覺和傳感技術的發展,人機智能交互系統能夠通過面部表情、視線、手勢等特徵信息,更智能地判斷用户的意圖和需求,從而適時準確地為用户提供服務。此外,人機智能交互系統能夠基於生理信號實時監測人的生理和心理狀態,在指揮員專注度低或者處於疲勞狀態時及時進行提醒,從而避免發生安全隱患。虛擬現實及可視化技術的發展,提供了全新的沉浸式信息顯示方式,戰場態勢信息通過智能系統進行篩選、深度挖掘、算法分析之後,通過沉浸式的方式呈現給指揮員,甚至能夠將遠方戰場情境通過“全息投影”的方式平行地複製到指揮員面前,從而使指揮員更易於感知和理解戰場態勢。因此,未來的人機智能交互系統,應當具備沉浸式的顯示模式,能夠實時監測人的生理及心理狀態,支持融合語音、面部表情、視線、手勢等多種交互方式,根據場景自動切換適宜的交互通道組合,最大限度地為指揮員提升交互效率和減輕認知負擔。
人機智能交互系統聯合決策能促進高效指揮
人工智能的加入將使未來的智能化戰爭更加快速、複雜和多變,戰機可能稍縱即逝,因此智能化戰爭更要強調以快打慢、先發制人。隨着指揮控制反應時間的大幅壓縮,提高作戰進程中指揮決策速度,是智能化作戰的必然要求。
面對智能化戰爭快速、複雜、多變以及數據量龐大的特點,單純依靠作戰人員進行戰場態勢讀取、分析、並做出決策已經不符合時代要求,“兵貴神速”,人機交互參與指揮決策是未來智能化戰爭發展的必然趨勢。戰爭的指揮決策應當充分發揮人機協同互補優勢,建立高效智能指揮決策體系。基於未來戰爭的特徵及人工智能的侷限性,我們有理由認為,未來智能化戰爭的指揮決策應當是人機協同、優勢互補的。人類擅長歸納、推理、決策、指揮等藝術性要求高的活動,具有主動性、思想性、創造性,但人的生理和心理狀態易受環境影響。機器則擅長搜索、存儲、計算、優化等技術性要求高的活動,具有精準性、快速性、重複性,並且相對於人類而言,機器能夠在複雜環境中突破生理極限、消除認知偏差、提供最優方案。
當前,基於人機合作關係,創新人機融合理念,開發“人機融合”智能裝備,才是增強戰鬥力的發展方向。人的主觀能動性在智能化過程中能夠發揮的作用是無法替代的,因此,人應當在戰爭行動中充分發揮“監控者”或“參與者”的作用。一方面,智能化戰爭的戰略和戰術須由人來設計,指揮者需要依據作戰目的、作戰對象、戰場環境等客觀事實,合理分配有人和無人作戰力量,並確定作戰時機和具體作戰行動,同時,在行動的攻防之變中施計用謀,靈活運用戰略戰術,促進技術與藝術的完美融合。另一方面,人工智能與機械工程、信息技術等的交叉融合,催生了能夠增強人的體能與智能的新技術,目前基於可穿戴技術,已使部分智能裝備實現了體能增強功能。可穿戴式技術實現了作戰人員與智能化裝備的有機融合,人的優勢與智能裝備的優勢深度結合和互補,虛擬與現實空間平行一體,從而大大增強作戰行動的效益。
人機交互技術在智能化戰爭時代具有顯著優勢,在未來戰爭中所發揮的作用不容忽視,因此成為了各國競相投入研發的前沿科技,它未來將如何用於實戰,又將發揮怎樣的威力,就讓我們拭目以待吧!(王琦駿、劉帥一、張顥月、申起有)