الشاشات التي تعمل باللمس ولوحات اللمس هي الأشياء التي نتفاعل معها طوال أيامنا هذه. ومع ذلك ، فقد فعلت أجهزة الكمبيوتر الأولى بدونها: لقد مرت أدوات الإدخال بمسار تطوري مثير للإعجاب.



اجتمع ميخائيل فيدوسوف ، المدير الفني لشركة Nanosemantics والمتحدث في دورة تصميم المنتجات في نهاية الأسبوع ، لتاريخ موجز عن تطور واجهات الإنسان والآلة ، وتحدثنا عن الأساليب البديلة لإدخال البيانات والأنظمة التي يمكن أن تصبح شائعة في المستقبل القريب. تحت خفض الكثير من النص والصور التي تسبب الحنين إلى الماضي.

المكونات في طريقة التبديل

تم إنشاء أول حاسوب رقمي إلكتروني متعدد الأغراض يمكن إعادة برمجته لحل مجموعة واسعة من المهام في عام 1945.



كان مستخدمو أجهزة الكمبيوتر الأولى هم المهندسون والمبرمجون حصريًا: لقد حدث التفاعل مع النظام من خلال المقابس والبطاقات المثقبة والأشرطة المثقوبة.

تبديل التبديل

كان Altair-8800 من أوائل أجهزة الكمبيوتر الشخصية. الجهاز ليس لديه لوحة مفاتيح ولا شاشة. قام المستخدمون بإدخال البرامج والبيانات الخاصة بهم بالتنسيق الثنائي ، والنقر على مجموعة من المفاتيح الصغيرة التي يمكن أن تشغل وظيفتين فقط: أعلى وأسفل. تمت قراءة النتائج أيضًا في الرمز الثنائي - بواسطة المصابيح المضيئة.

Teletype وأول لوحات المفاتيح

Teletype هي آلة طباعة كهروميكانيكية تُستخدم لإرسال رسائل نصية بين مشتركين عبر قناة كهربائية بسيطة.
تستخدم أجهزة الكمبيوتر teletypes لإدخال وإخراج المعلومات. لم يكن لديهم شاشات عرض - يمكن للمستخدم بدء كتابة أمر في نافذة الإدخال فقط بعد تلقي إشارة خاصة على الشريط.

ومن المثير للاهتمام أنه في ذلك الوقت لم تكن هناك معايير لتخطيط المفاتيح وأزرار التحكم ، وأنشأت كل شركة مصنعة للكمبيوتر نظام إدخال المعلومات بناءً على اعتباراتها الخاصة.



واحدة من أولى لوحات المفاتيح لأجهزة الكمبيوتر ، التي صنعت في عام 1974 من تصميم توم نايت من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. تحتوي لوحة المفاتيح على العديد من مفاتيح التحكم ومفاتيح التعديل. حتى الآن ، التصميم يبدو جيدا. وتجدر الإشارة بوجه خاص إلى نظام تصنيف المفاتيح: مفاتيح إدخال البيانات باللون الرمادي ، ومفاتيح التحكم باللون الأزرق بنص أبيض ، ومفاتيح التعديل باللون الأزرق بنص أسود.

مناور للمعلومات الرسومية (الماوس)

كان يسمى فأرة الكمبيوتر التي تم إنشاؤها في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في الثمانينيات باسم "الفئران".



الكرة المعدنية تبدو قاسية بشكل خاص.



بطبيعة الحال ، ليس هذا هو الماوس الأول في العالم ، ولكنه أحد الماوس الأول الذي تم إنشاؤه في الاتحاد السوفيتي. بالمناسبة ، كأحد العناصر الرئيسية للآلية ، تم استخدام محمل تقليدي تم تصنيعه في مصنع تشيلابينسك جرار. هنا مقتطف مثير للاهتمام من وصف مبادئ العمل:

يتعلق الاختراع بتكنولوجيا الكمبيوتر ويمكن استخدامه لإدخال معلومات الخدمة. من أجل تحسين دقة الجهاز ، يتم إدخال مستشعرات الاتجاه المصنوعة على أساس نظام كوكبي في شكل محامل كروية ، مما يضمن تشكيل إشارات الخرج التي تحدد اتجاه دوران محاور الاستشعار على طول محاور X و Y ، مما يلغي الأخطاء في إعداد الإحداثيات التي يتم إدخالها في المحطات الطرفية. "

وقد اخترع العالم الأمريكي دوغلاس إنغلبار أول فأرة كمبيوتر في العالم عام 1964.

شاشة تعمل باللمس

يحتوي نظام الكمبيوتر PLATO IV ، الذي ظهر في عام 1972 ، على شاشة تعمل باللمس ، واستند تشغيله على شبكة من الأشعة تحت الحمراء مجزأة بتنسيق 16 × 16. ولكن حتى هذه الدقة المنخفضة سمحت للمستخدم بإدخال البيانات المحددة من خلال النقر على الشاشة في المكان المناسب.

Teleautograph (لوحة الرسم)

تم اختراع أول جهاز تلوجراف أو لوحة رسومية بالفعل في عام 1888. إن أكثر الأجهزة التي تم إطلاعنا عليها من قبل آلية العمل والأكثر شهرة من الذي تم اختراعه سابقًا هو Tablet RAND Tablet ، الذي تم اختراعه عام 1964. استخدم RAND Tablet شبكة من الموصلات أسفل سطح الجهاز اللوحي والتي تم توفير نبضات كهربائية مشفرة بها بواسطة كود جراي الثلاثي. تلقى القلم المقرون بالسعة هذه الإشارة ، والتي يمكن فك تشفيرها مرة أخرى في الإحداثيات.



كان هناك مبدأ تشغيل مثير للاهتمام بالنسبة للقرص الصوتي ، والذي تولد منه الشرر باستخدام فجوة شرارة - فجوة هوائية تفصل بين الأقطاب الكهربائية. تم تثليث النقرات بسلسلة من الميكروفونات لتحديد موقع القلم. لكن مبدأ العملية كان معقدًا إلى حد ما ، وتحطمت الأجهزة اللوحية تحت ضوضاء غريبة.

أقراص شعبية خاصة وردت بعد إصدار أوتوكاد.

التعرف على الكلام

ظهر أول جهاز للتعرف على الكلام في عام 1952 ، ويمكنه التعرف على الأرقام التي يتحدث بها أي شخص. وفي عام 1963 ، تم تقديم جهاز في الولايات المتحدة يمكنه التعرف على جمل كاملة وتنفيذ الأوامر.

الآن واجهات الصوت تتطور بنشاط. أولاً ، يساهم ظهور الشبكات العصبية وتطويرها في التعرف على الصوت بشكل أكثر دقة ، مما يزيد من جودة هذه التكنولوجيا ، وبالتالي شعبيتها. لقد وصلت هذه التكنولوجيا إلى مستوى عالٍ حتى أنه تم بنجاح التعرف على خطاب الشخص الذي يعاني من النطق الناقص ، والذي يقع في مكان صاخب نسبيًا.

ثانياً ، هناك العديد من الأجهزة التي يكون إدخال الصوت فيها أحيانًا أكثر ملاءمة من أي جهاز آخر: على سبيل المثال ، المستكشفات أو السماعات الذكية.

السبب الثالث لشعبية إدخال الصوت هو السوق الكبير في الصين ، حيث يتم استخدام الإدخال الصوتي والرسائل الصوتية على نطاق واسع بسبب صعوبة إدخال الهيروغليفية.

بالإضافة إلى عمالقة مثل Amazon Alexa أو Google Assistant أو Siri أو Alice Yandex ، تظهر لاعبين صغيرين ولكن أقوياء في السوق ، على سبيل المثال ، المساعد الصوتي SOVA (Smart Open Virtual Assistant) ، الذي تم تطويره بواسطة Mikhail Fedosov.

الميزة الرئيسية لهذا مكبر الصوت الذكي هي التعرف على الكلام اللامركزي ، والذي يسمح لك باستخدامه ، وفقًا للمطورين ، برفض جمع معلومات سرية خاصة بالمستخدم. يستخدم مطورو SOVA أيضًا كود المصدر المفتوح بالكامل لتمكين مطوري الطرف الثالث من تحسين وحدة استخبارات العمود.



تجدر الإشارة إلى أننا لا نزال نستخدم جميع أجهزة الإدخال هذه إلى حد أكبر أو أقل. منذ الستينيات ، لم يتغير الكثير أيديولوجيًا. لا تزال أكثر الطرق شيوعًا لإدخال المعلومات هي فأرة الكمبيوتر ولوحة اللمس والأوامر الصوتية ، على الرغم من تواتر استخدام كل منها.

لكن المبرمجين والمهندسين حاولوا إيجاد طرق جديدة للتفاعل مع المستخدم. كان البعض أكثر نجاحًا وذهب إلى الإنتاج ، بينما بقي البعض الآخر نماذج أولية. بعض الأجهزة هي شيء مبتكر تمامًا ، في حين أن البعض الآخر مصمم فقط لتوسيع أو تحسين الوظائف الحالية. دعونا ننظر في بعض منهم.

كرة التتبع

تراكبال هو جهاز إدخال بيانات ، وهو في الواقع فأرة كمبيوتر ميكانيكية مقلوبة. مبدأ التشغيل مشابه ، والفرق الوحيد هو أنه بدلاً من تحريك الماوس على السطح ، يدور المستخدم الكرة حول الماوس نفسه.



يتم دمج الاختلافات أكثر حداثة من كرة التتبع في gamepads أو الفئران.



يدعي أحد مصنعي كرات التتبع ، ITAC Systems ، أنه بعد أربع ساعات من الاستخدام النشط للماوس بسبب التعب في المعصم ، أصبحت اليد أضعف بنسبة تصل إلى 60٪ ، في حين أن استخدام كرة التتبع لا يؤثر على مؤشرات التعب اليد المدروسة.

بسبب التوتر في عضلات اليد ، يستخدم العديد من المصممين أقراص الرسومات ، حتى لو لم يهتموا بميزات مثل قوة الضغط أو سطح عمل كبير.

أيضًا ، يحب العديد من الأشخاص التعليقات الواضحة من الجهاز (مثل هؤلاء الأشخاص يشترون عمداً لوحات مفاتيح أعلى صوتًا). في عام 2016 ، أصدرت الشركة الكورية Pantech هاتف Pantech Sky IM-100 الذكي ، الذي كانت فيه عجلة التحكم ميزة أساسية. يظهر الفيديو كيف يعمل.


لكن كرات التتبع لا اكتسبت شعبية كبيرة. لم يكن هاتف Pantech الذكي ناجحًا ، على الرغم من أنه تمكن من العثور على مجموعة صغيرة من المعجبين.

تحكم اللعبة

هناك الكثير من أدوات التحكم في اللعبة التي تحاكي تفاعل المستخدم مع الأشياء الحقيقية من حياتنا اليومية. ربما الأكثر شهرة منهم هو غيتار هيرو.



جوهر هذه اللعبة هو الضغط على الأزرار في الوقت المناسب. إذا تعامل المستخدم مع هذه المهمة ، فإن المسار الذي "يلعبه" يبدو بشكل مستمر وجميل. إذا لم يضغط الشخص على الأزرار ، تسمع حشرجة الموت ، وينقطع اللحن. تمكن بعض الحرفيين من تمرير Dark Soul على جيتار من مجموعة Guitar Hero.

من بين أجهزة إدخال البيانات غير العادية في الألعاب ، يمكن للمرء ملاحظة جهاز Tony Hawk Ride الذي يقلد لوح التزلج. تم تمييز جهاز Thrustmaster Flight MFD Cougar لمحاكاة الطيران - وهو يستخدم بشكل أساسي في Microsoft Flight Simulator X.

بدائل للأجهزة المألوفة

في الواقع ، هذه ليست حتى البدائل ، ولكنها تعدل أجهزة إدخال المعلومات المألوفة التي تعمل على نفس المبادئ ، ولكن باستخدام التقنيات الأخرى.

لوحة مفاتيح الإسقاط

لوحة مفاتيح تعمل على سطح مستو. يعمل مع جهاز استشعار يكتشف الزر الذي ينقر عليه المستخدم. ولكن قبل ظهور لوحة المفاتيح هذه ، فقد فقدت أهميتها بالفعل. أولاً ، لا يحصل المستخدم على الملاحظات المعتادة من لوحة المفاتيح ، وهذا يبطئ الكتابة ولا يسمح لك بالكتابة عمياء. ثانياً ، كل شخص لديه الهواتف الذكية المعتادة التي يمكنك من خلالها كتابة النص بسرعة ، وليس هناك فائدة من حمل صندوق آخر معك في شكل هذا الجهاز.

المفاصل النحاس

يتم وضع Tap Keyboard على اليدين وقراءة موضع الأصابع في الفضاء. لديه نظائرها ، لكنها لا تقرأ حركات المستخدم بشكل جيد ، وتتداخل جميع مزايا هذه الأجهزة بسرعة كبيرة مع هذه الحقيقة. تم وصف لوحة مفاتيح المفاصل النحاسية بمزيد من التفصيل في مقال نُشر مؤخرًا عن حبري.

حلقة الماوس

EasySMX Ring Mouse - حلقة الماوس.



من غير المحتمل أن يكون مناسبًا للاستخدام اليومي ، ولكن ، على سبيل المثال ، سيكون النقر على العروض التقديمية مفيدًا تمامًا.

التقاط الحركة. المستقبل القريب؟

Leap هو جهاز USB صغير به كاميرات وأجهزة استشعار تلتقط حركات اليد وتنقل المعلومات إلى جهاز كمبيوتر. التي وضعتها OcuSpec.



حتى الآن ، يبدو الجهاز رطبًا ، وزاوية الالتقاط ضيقة جدًا ، ودقة الدقة ضعيفة. لديهم سوقهم الخاص حيث يمكنك اختبار الجهاز. ولكن الأهم من ذلك ، تواصل الشركة تطوير مجساتها ورؤية احتمال أجهزتها جنبًا إلى جنب مع نظارات الواقع الافتراضي / المعزز.



إنه جديد بشكل خاص أن اليد "تمر" وراء الكائن. يبني LeapMotion نموذجًا ثلاثي الأبعاد لليد و "يمسح" جزءًا من الكائن. هناك العديد من مقاطع الفيديو على قناتهم على YouTube توضح هذه التكنولوجيا. الآن ، على الأقل في الفيديو ، أصبح التعرف أكثر وضوحًا من The Leap. ولكن دعونا نرى ما سيحدث في إصدارات إصدار المنتج.

تعقب العين

يساعد Tobii Eye Tracker 4C الكمبيوتر على التعرف على اتجاه نظرة المستخدم. يتكون الجهاز من كاميرات وأجهزة استشعار. في الاستخدام الشخصي ، يعمل كإضافة إلى لوحة المفاتيح أو الماوس أو لوحة اللعبة ، وغالبًا للألعاب. على سبيل المثال ، باستخدام هذا الجهاز في اللعبة ، يمكنك توجيه خصومك. في بعض الألعاب (على سبيل المثال ، Elite Dangerous) ، تدور الكاميرا اعتمادًا على اتجاه نظر المستخدم ، مما يخلق إحساسًا بالواقع ، وانغماس في اللعبة.



بالإضافة إلى الألعاب ، غالبًا ما تستخدم هذه الأجهزة في الأعمال التجارية ، على سبيل المثال ، للبحث عن تصميم أو منتج. يمكنك تتبع المكان الذي ينظر إليه الشخص أولاً وقبل كل شيء عند التعارف الأول مع أحد المنتجات ، أو إنشاء خريطة حرارة ، وبناءً على هذه البيانات ، يمكنك زيادة أو تقليل تباين العناصر.

يلاحظ من استخدموا هذا الجهاز أنه يعمل بشكل جيد حتى في الظلام (ما يكفي من الضوء من الشاشة) ، والنظارات التي يمكن للمستخدم ارتداؤها لا تتداخل مع التشغيل الصحيح للجهاز.

يُعد Eye Tracker مثالًا رائعًا على كيفية تحسين الأساليب الحالية للتفاعل البشري مع الجهاز ، مع عدم إجبار المستخدم على إعادة التعلم ، ولكن مع استكمال العملية الحالية فقط بشكل متناغم.

واجهات عصبية

الواجهة العصبية هي تفاعل الشخص والآلة من خلال نبضات الدماغ. هناك العديد من الشركات التي تشارك في واجهات عصبية ، على سبيل المثال ، Ctrl Labs (احصل على معلومات من خلال قراءة نشاط عضلات المستخدم) أو Emotiv (تفاعل من خلال تحليل نشاط الدماغ للمستخدم). ومع ذلك ، لم تظهر أي شركة حاليًا تقدمًا كبيرًا في هذا المجال: كقاعدة عامة ، قدراتها محدودة عن طريق تحريك الكائنات حول الشاشة.

الخاتمة

في المقالة ، ربما تتأثر أكثر طرق التفاعل شيوعًا بين الإنسان والآلة. ولكن لا يزال هناك العديد من الأجهزة التي لم يتم وصفها هنا ، ولكن ليس هناك أجهزة أقل إثارة للاهتمام. لذلك ، هناك طرق للتفاعل مع الأجهزة لذوي الاحتياجات الخاصة - على سبيل المثال ، التحكم باستخدام اللسان أو الأرداف. ترتبط الأطراف الاصطناعية التجريبية بالنظام العصبي البشري والتعلم الذاتي: فكلما زاد استخدام الشخص له ، أصبح من الأسهل عليه إدارته ، وأصبح التحكم فيه أسهل.

يمكنك معرفة المزيد حول واجهات الإدارة والعناصر الأخرى لتصميم المنتج في دورة نهاية الأسبوع لتصميم المنتجات ، والتي ستعقد يومي 22 و 23 ديسمبر. سيخبرك ميخائيل فيدوسوف بكيفية تحسين المنتج وظيفياً ، وما الذي تبحث عنه عند تقييم الواجهة ، وكيف لا تضيع في الاتجاهات.