人工智能最早是在1956年的Dartmouth会议上被首次提出的概念。自此以后，人工智能受到了较为广泛的关注，其中的含义也逐步向外延伸，虽然始终没有一个统一的概念定义，但其中的技术和内容并无差异。目前的人工智能实际上是与人类自然智力相对应的机器智能，是一种感知环境并且最大化完成任务目标的设备。从定义中可以看出，人工智能的核心仍然是完成用户任务，这与用户驱动的、面向目标导向的产品设计和交互设计没有本质区别，重点是完成任务的方式。人工智能的逻辑是通过机器主动感知的，通过对用户任务非必要路径的删减和优化，帮助用户完成任务。

4.3.3.1　人工智能下的产品交互设计

1）传统人机交互技术现状

人机交互的概念简单来说就是人与机器的互动。人类参与机器的交互程度有简单的也有复杂的，因此在人机交互技术层面大致可分为物理层明、认知层面和情感层面。情感层面提出的时间相对较短，主要通过改变用户的态度和情感来增加用户的使用黏性，由于技术和伦理等多方面的问题，情感型的人机交互仍需要不断地探索和发展。目前，较为通用的、成熟的、广泛应用的人机交互技术更多的是停留在物理层面阶段。依靠普适计算、视觉、传感装置、音频及多通道人机交互系统来实现设备、产品与用户的交互，如可穿戴设备、无线设备、虚拟设备、军事加强设备（热视觉、跟踪其他士兵运动使用的GPS、环境扫描等）、个人数字助理（PDA）及房地产虚拟旅游业务等。

2）理念变化与设备升级

人工智能给人机交互带来的改变是根本的，传统的人机交互形式是从“输入到反馈”的不断循环逐步过渡到“推荐到选择”的循环。人机交互也将由单向从属关系转为双向训练关系。这种改变将重写“设计思维、方法、流程、规范”。针对部分领域，传统物理形态下的交互设备将逐渐被淘汰，更多的是语音交互方式，可同时满足多距离空间的使用，不会被触控式和穿戴式等方式所限。未来人机交互的设备更多的是以机器人为中心，代替人类的部分工作，比如某公司推出的二代智能音箱，它可以同时接入家中的多台电器设备，语音识别的准确性更高，能够实现“一语多控”的人机互联模式，让传统的家用空调、电视机、洗衣机及冰箱等变得更加智能。微软公司的情感机器人可以陪着老年人、儿童进行自然的对话交流，成为一个真正的家庭“成员”，真正实现解放双手的人机交互。那么以智能机器人为代表的最高水平的人工智能就到此为止了吗？实则不然。2017年3月，硅谷科技风向标Neuralink公司，计划在四年内开发出首个脑机接口产品，用于治疗脑部疾病，通过生物相容性的植入神经接口，实现人工智能植入人脑，取代人类的自然语言交流，实现颠覆性的智能人机接口技术，即脑机交互技术。对于脑机交互技术的研究还相当前沿，正如电影《黑客帝国》的场景一样，如果脑机技术得以实现，人类将用意念控制一切，那将会是人类科技革命历史上史诗级的巨变。

3）人机交互的自主性

未来的人机交互将全面提升自主学习系统化，它包含主动推荐、主动学习、自身的进化、自身的免疫。在这四个方面中，自主性是非常重要的一个概念。自主性是一个具有记忆性、选择性、匹配性及控制性的概念。美国有一个军事指挥和控制系统，其主要核心是自主性和主动推荐。它通过指挥员助手模块，对当前和过去的战场态势进行自主性分析，并实时有效地辅助指挥员进行决策，帮助部队在战争中取得胜利。除此之外，百度的人工智能代理也是运用自主性学习说话，类似于婴儿学习说话的方式，它与人产生语言上的交流，通过模仿其他会话者来产生言语行为，掌握字句生成的技巧，也会向其他会话者发出声音，并根据会话者的纠正和鼓励自己更正其言语行为。所以百度人工智能代理的交互自主性是旨在获取语言学习和理解能力，形成自主的学习、记忆及选择等能力。多年来，研究智能机器的自主和主动性一直是人工智能科学领域的热点和难点。相信在不久的将来，智能机器人能够实现自主进化与知识学习，为人类造福。

4）深度情景感知升级

这是一种人机共生的智慧表现，包含了人类的智慧和机器的智能。深度情景感知包括感觉、感知、规划和反馈四个环节。人的感觉和机器有所不同，人的感觉是由头脑想象和对自然环境事物的真实反应产生，所以人的感觉是具有真实和虚拟性的，感知就是一种联系，即对事物的理解。规划和反馈则是通过人对机器输入的经验知识，使机器能够及时地对事物、环境与情感等方面进行控制。在安防领域，人工智能似乎有着天然的应用场景，尤其是公安与交通等领域，有着海量的数据源。基于升级换代的需求催生了人工智能安防产品，依托于机器学习的自主性和感知能力，解决了复杂数据的问题，并拥有更高识别准确率、更强环境适应性和更丰富识别种类等的主要优点，完美解决了传统图像识别和处理技术在处理安防大数据时的痛点，使安防平台“智能化”，真正具备了可行性。在辅助诊疗方面，人工智能最大的优势是提高了诊疗的准确率，特别是针对一些疑难杂症，通过对大量医学文献的学习，其可以迅速具有一个“专家”所掌握的所有知识。

4.3.3.2　人工智能下的交互形式设计应用

1）产品交互设计概述

产品交互设计是一门关注交互体验的学科，也是一种系统设计。由于交互系统的构成要素包括人、行为、使用场景及交互技术，产品交互设计与人机交互的概念并不相同。人机交互属于产品交互设计系统的一部分，而产品交互设计的内容包括界面设计，界面设计更侧重于设计界面的形式，它是为交互行为服务的，也属于产品交互设计的一部分。产品设计会间接影响最终的用户设计，而产品交互设计则是一种基于技术手段的将产品智能化的设计方法，它更加注重交互双方的交互过程与体验感。

2）人工智能下的产品交互设计案例

目前，人工智能技术在语音识别技术、图像视觉识别技术和家庭服务机器人方面较为突出，应用比较广泛。因此，通过对传统家电设备的再设计，进一步分析人工智能在产品交互设计领域的具体应用。传统家电设备的物理操作区一般在设备的某个部分，属于半智能化，用户要完成一系列的操作才能启动设备。例如，用户回家后，在黑暗中摸索灯的开关、看电视需要遥控器来进行换台等，这些都是家用产品的困难操作。可见，传统家电设备还停留在如何提高产品的物理属性，比如外观、颜色、结构等方面，而人工智能家电则更加注重产品的交互体验，在“人—机器—产品”三者之间建立了互通的交互纽带。

（1）语音识别与深度学习技术在人工智能净饮机中的重要性。

近年来，随着机器深度学习技术的不断突破，语音识别的发展跨越了一大步，成为真正能够理解人类语音甚至是方言的系统。语音识别的核心是让机器更懂得人们的需求，理解命令并采取特定的行动和反应。目前，普遍流行的净饮机的功能按键较为复杂，显示面板触控不精准，面板内容排列过于复杂，有着主次功能按键不突出和按键大小相同等问题，这样的设计无疑对老年人造成了使用上的困扰。另外，一些净饮机没有滤芯的更换提醒，导致滤芯长期不更换，缩短产品的使用寿命。随着语音识别技术的逐渐成熟，可以完全取代可视化的物理按键，植入人工智能的语音识别硬件，进而满足不同用户的需求。通过用户对智能净饮机输入命令，语音识别系统会自动识别声音，然后准确地回复，并进行下一步的功能输出。例如，给出“我需要一杯温水”的指令，会有“好的，马上为您准备”的反馈。除此之外，开机启动、水质监测，甚至是陪伴交流，人工智能技术都可以胜任。

情感计算能够使机器更好地理解对话意图与深层语义。情感在人类决策、社交、感知、记忆、学习和创造力中都发挥着重要的作用。研究表明，在人类交流中，80％的信息都是情感的信息。从认知科学的角度看，情感本身是智能的一部分。由于情感在人类信息交流中具有重要意义，情感计算是人机交互中不可或缺的一部分。机器学习的自主性不断积累现实生活中的数据，收集如按时吃药的时间、冲奶的时间及次数、用水的温度等情感化陪护需求的数据。在基本实现与人对话的基础上，如何使净饮机通过机器学习，建立一套可满足各个家庭成员健康饮水习惯的解决方案，换句话说，在多样化的场景需求下，能够针对特殊人群提出一套个性化的服务系统，这无疑是对传统净水产品服务模式的一种创新。(www.daowen.com)

（2）对传统净饮机功能的升级换代。

情感交互功能可以说是人工智能净饮机设计上的一种创新，这种机器富有情感化的交互功能观点，也在唐纳德·诺曼的《设计心理学3：情感化设计》中有所映射。他认为：“未来的机器像人类一样需要情感，当机器面对与人类相同的情景时，应对复杂多变的世界时，机器将需要一种情感——机器的情感。”机器情感化是依托于“人工智能芯片+互联网”的形式，控制人们所需要的功能，而且在满足基本功能要求的前提下，可以拓展出其他的情感化服务功能。例如，当家庭成员离开家时，它会提醒今天的室外温度和天气，并加上注意增减衣物等话语；当家庭成员回到家时，它会主动向用户进行问候，并冲泡好温度适宜的水；当老人需要服药时，它能提醒老人及时服药。针对空巢老人，可以录制儿女的声音来代替机器本身的声音，无论是日常对话还是吃药提醒服务响起时，都能使老人产生一种虚拟的联想，感觉儿女一直在身边照顾自己，从而得到情感寄托。针对孕妇群体，它可以监测空气的湿度与温度，通过加湿模块的及时调整，为孕妇提供舒适的环境；通过机器学习，记录孕妇平时的用水量与次数，为孕妇制定周期的饮水计划和营养调节方案，如水质的pH值调节、饮水量的制定及提醒孕妇饮水等；孕妇所需的叶酸、维生素及药物等都可以放在净饮机上的置物盒里，方便拿取，并可对其进行实时监控，防止孕妇服用过多或忘记服用。此外，人工智能净饮机上的全面屏不仅用于显示功能运行状态，还是一个具有表情和语言变化的“饮水管家”，根据用户的连续输入做出具有情感化的反馈。目前的人工智能语音识别技术可以实现重音、音调、音量和发音速度等自然语言的变化。未来，具有情感化交互功能的智能净饮机将引领净水产品的发展，逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。

当超出人工智能净饮机的语音接收范围时，手机端的APP是仍可满足用户与机器进行交流的一种方式，进入对话页面就能够进行语音交互和文字交谈。当儿女在外工作时，通过APP就可以轻松、即时地掌握家中父母饮水和服药情况。

用户还可以通过机器物联化将个人数据上传到系统后台，经过大数据对其用户信息的分析，包括喜好、生活习惯及医疗保健等，将分析后的用户个人信息进行打包、输入给机器，进而通过机器学习即时掌握用户的情况。记录用户每日饮水的次数和用量，通过新增个人信息，可以同时记录家庭中多个成员的信息，并能针对不同的成员生成相对应的饮水报告。针对单身人群和特殊人群，可以根据作息时间、天气变化及身体需求等，制定相应的饮水计划，也可以让机器对其做出建议，并生成属于自己的饮水计划。对孕妇和老年人群体，机器会再次录入用户的详细信息，比如怀孕周期、孕后症状及情绪等，或者老年人的患病情况、用药时间及是否独居等，对特殊人群的具体信息进行分析后，制定出有针对性的方案。人工智能净饮机还可以针对不同城市的自来水和地下水进行质量监控，及时通知用户更换滤芯、调整用水的pH值，或提醒用户通过其他方式来达到符合人体的最佳pH值。人工智能净饮机智能化的情感交互与手机APP的设计分析体现了人工智能技术对传统家电产品的影响和改变。实践证明，人工智能技术是能够使产品交互设计的方式、方法及过程产生新的质变的。

（3）人机交互情感化新定义。

交互技术不断的革新为产品交互设计创造了更多的可能性，人工智能作为新型的交互技术，拓展了产品交互设计的视野与维度，于是人机交互之间的关系发生了“双向训练”的转变。这种转变将对传统的产品交互设计流程产生深远的影响。

①产品交互设计思维的突破。

从人工智能关联性上来讲，产品交互设计是作为工程技术人员及架构人员的载体模型存在的，所有操作都是有效配置、合理分配权利与义务，以实现最终架构方案的最优解。在明确交互方式之后确定与之匹配的人机环境，然后按照初始环节标准来完成交互方案。

②传统产品交互形式的创新。

现阶段人机交互方式主要是以近距离和有效接触的形式实现的，最后过渡到新型共生关系形式。具体来讲，用户可以通过移动和接触点选等形式来完成数据的导入与操控。然而随着人工智能的发展又进一步拓展了小范围的控制功能，除了实体操作，主要的形式转变成智能语音和图像识别等方式。而在大范围控制领域，更可以使用语音和动作来完成指令输入。

③人机交互情感化的增强。

传统的人机交互无法理解和适应人的情绪或心境，缺乏情感理解和表达能力，也很难期望人机交互做到真正的和谐与自然。情感是智能的一部分，而不是与智能相分离。使用生物计量传感器来测试皮肤反应、脑电波、面部表情和其他情感数据，经过数据的不断积累，自主性的机器学习能够识别用户的情绪状态并采取相应行动。例如，微软开发的机器人，它的情感交互能力像人一样，使得它在家庭场景中能够对环境中不同的人的身份和属性，完成不同的应对，甚至对一句打招呼也可以做出不同的回应。用户与它用语音进行交互时，更容易被打动，更容易被带入情感，这就是目前人工智能在情感交互上升级的体现。可以预见的是，人工智能改变下的交互方式已经开始迈向感官交互的新纪元，人机情感共鸣是人工智能的未来。

④交互信息架构的优化。

图形用户界面（graphical user interface，GUI）时代主体数据架构影响着流程和界面设计。随着数据信息的爆发式增长，各类数据对于载体的需求量也逐步提升，最终数据架构环节会更为烦琐与多样化，投入也逐步提高。在人工智能发展阶段，数据检索和指令调用可以通过智能语音输入或者特定关键词作为重要手段来完成，获得的信息流的准确性更高，同时可以极大地提高用户的交互效率水准，具有更高的兼容性和延展性。不仅如此，其在一定程度上还增强了系统的稳定性能。

⑤传统界面设计局限性的扩展。

随着物联网技术的不断进步，许多产品以智能化的形式来提升用户体验，用数字化的形式来展现，在未来都有可能达到人机交互的效果，成为人机交互的媒介。交互界面会以不同的形式来呈现，从而实现“有形”到“无形”的转变。另外，人机交互也逐渐从精准的交互形式变成模糊的智能化交互形式，达到从机械到自然的交互目的。

产品人机交互的发展趋势是从无到有、从无序到有序、从机械到自然的一个过程。人工智能在人机交互中起到的主要作用是将用户一些无意的或模糊的习惯识别为具体的、准确的交互意图，并用自然的方式来完成人与机器之间的交互，而不是让人去适应机器。由此可知，人机交互的过程是建立一套人与机器对话的语言体系的过程。