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出版者:

作者:Beigl, Michael; Intille, Stephen; Rekimoto, Jun

出品人:

页数:394

译者:

出版时间:2005-9

价格:632.80元

装帧:

isbn号码:9783540287605

丛书系列:

图书标签:

• UbiComp
• Ubiquitous Computing
• Human-Computer Interaction
• Mobile Computing
• Pervasive Computing
• Location-Based Services
• Context-Awareness
• Wearable Computing
• Sensor Networks
• Interaction Design

《计算的边界：理解与塑造下一代人机交互》 书籍简介 在信息爆炸与技术飞速迭代的今天，我们正经历着一场深刻的计算范式转型。从早期笨重的台式机到如今无处不在的智能手机、可穿戴设备，计算已不再局限于特定的物理空间，而是如同空气般渗透进我们生活的方方面面。这种无缝融合，正是“普适计算”（Ubiquitous Computing）的核心理念。本书《计算的边界：理解与塑造下一代人机交互》并非仅仅对这一概念进行浅尝辄止的介绍，而是深入剖析了普适计算在21世纪初所展现出的前沿思想、关键挑战与未来图景，特别聚焦于2005年左右，计算技术在传感器、网络、人工智能以及人机交互设计等领域所取得的突破性进展，以及这些进展如何共同指向一种更加自然、直观且个性化的人机交互方式。 本书的写作初衷，源于对“何为真正的普适计算？”这一根本性问题的追问。在21世纪的曙光初现之际，科学家、工程师和设计师们正积极探索，如何让计算的力量在不引起用户注意的情况下，以一种更加隐形、智能且适应性的方式，融入我们的日常环境，从而提升生活质量、工作效率乃至社会整体的福祉。这不仅仅是关于技术的堆砌，更是关于如何以人为本，重新思考计算与人类行为、环境和社会互动的关系。 核心探索领域 本书围绕普适计算的几个关键领域展开了深入的探讨，这些领域在2005年左右达到了重要的发展节点，并为后续的广泛应用奠定了基础。 传感器技术与环境感知： 普适计算的基石之一在于强大的环境感知能力。本书深入研究了当时新兴的各类传感器技术，包括但不限于加速度计、陀螺学传感器、GPS、RFID标签、图像传感器、音频传感器以及各种生物传感器。这些传感器如同人类的感官，能够收集关于用户状态、位置、活动、环境参数（如温度、湿度、光照）以及物体信息的多维度数据。书中详细阐述了这些传感器如何被集成到日常物品中，例如智能服装、家具、建筑甚至植被中，从而构建起一个能够实时感知和理解物理世界的“智能环境”。此外，还探讨了传感器数据融合、噪声过滤以及如何从海量原始数据中提取有意义的信息，为上层应用提供可靠的输入。 无线通信与网络化： 普适计算依赖于一个高度互联的网络基础设施。本书着重分析了当时无线通信技术的发展，特别是Wi-Fi、Bluetooth以及正在兴起的低功耗广域网（LPWAN）技术在普适计算场景中的应用。网络的重要性在于，它使得分布在各个角落的传感器和计算设备能够实现信息的实时共享和协同工作。书中深入讨论了如何构建能够支持大量设备连接、低延迟、高可靠性的网络架构，以及如何管理网络带宽、能源消耗和安全性问题。同时，也探讨了网络协议的设计，以确保不同设备、不同平台之间能够无缝地进行数据交换和通信，从而实现真正的“万物互联”。 情境感知计算（Context-Aware Computing）： 理解用户当前所处的情境是实现智能普适计算的关键。本书详细阐述了情境感知计算的理论基础和实践方法。情境可以被定义为用户、设备、环境以及事件的集合。通过分析来自传感器和网络的数据，系统能够推断出用户当前正在做什么、和谁在一起、在哪里、以及他们的意图和需求。书中探讨了多种情境推理模型，包括基于规则的推理、机器学习方法（如支持向量机、决策树）以及基于贝叶斯网络的推理。理解情境之后，系统才能提供个性化、及时且相关的服务，例如自动调整室内照明和温度、为用户推荐附近的活动、或者在用户忙碌时智能地过滤掉不重要的通知。 人机交互的演进： 传统的命令行或图形用户界面（GUI）在普适计算环境中显得笨拙且不适用。本书重点关注人机交互（Human-Computer Interaction, HCI）在普适计算时代的创新与变革。书中探讨了更加自然和直观的交互方式，包括： 语音交互： 尽管当时语音识别技术仍有局限，但已展现出巨大的潜力，本书分析了语音指令、声纹识别等在特定场景下的应用。 手势与动作识别： 利用传感器捕捉用户的身体动作，实现非语言的指令输入，例如通过挥手切换内容，或通过身体姿态表达意图。 触觉反馈： 通过模拟不同的触感，增强用户与数字世界的互动体验，例如在游戏中传递冲击感，或在导航时提供方向提示。 隐形界面（Invisible Interfaces）： 许多交互发生在用户无意识的情况下，计算系统主动适应用户需求，无需用户明确发出指令。例如，当用户走进房间，灯光自动亮起；当用户开始烹饪，厨房助手主动显示菜谱。 多模态交互： 结合多种交互方式（如语音、触摸、手势）以适应不同的情境和用户偏好，提供更丰富、更灵活的交互体验。 用户建模与个性化： 普适计算的目标之一是提供高度个性化的服务。本书深入探讨了如何构建用户模型，记录用户的偏好、习惯、能力以及过往的行为模式。通过分析这些信息，系统能够预测用户的需求，并主动提供定制化的支持。这包括但不限于个性化的信息推荐、内容呈现方式的调整、以及用户界面的动态适应。书中也讨论了在构建用户模型时所面临的隐私和安全挑战，并探讨了各种匿名化和保护用户隐私的策略。 分布式计算与云计算的萌芽： 尽管“云计算”这一术语尚未普及，但其雏形已在2005年左右显现。本书探讨了分布式计算在普适计算中的作用，即如何将计算任务分配到网络中的各个设备上，或者利用远程服务器提供强大的计算能力。这种分布式架构使得普适计算系统能够处理海量数据，并提供复杂的智能服务，而无需依赖于用户本地设备的强大处理能力。书中分析了不同分布式计算模式（如点对点计算、网格计算）在普适计算场景下的优势与劣势。 隐私、安全与伦理考量： 随着计算能力渗透到日常生活的每一个角落，隐私和安全问题变得尤为突出。本书并没有回避这些挑战，而是深入探讨了普适计算所带来的伦理困境。书中详细分析了数据收集、存储和使用过程中可能出现的隐私泄露风险，以及如何设计更加安全的系统来保护用户数据。同时，也探讨了关于用户知情权、数据所有权以及技术滥用等伦理问题，并呼吁在技术设计中融入责任感和道德考量，确保普适计算的发展能够真正造福于人类社会。 本书的意义与价值 《计算的边界：理解与塑造下一代人机交互》并非仅是对2005年技术现状的简单罗列，而是对当时前沿研究的深度梳理与前瞻性思考。它揭示了普适计算如何从一个科幻概念逐渐走向现实，以及这些早期探索如何深刻地影响了我们今天所习以为常的智能设备、智能家居、智能交通等领域。 对于研究人员而言，本书提供了理解普适计算发展脉络的宝贵参考，能够帮助他们洞察技术演进的逻辑，发现尚未解决的挑战，并从中汲取灵感，推动下一代人机交互的研究。 对于工程师和设计师而言，本书不仅介绍了关键的技术要素，更重要的是阐释了“以人为本”的设计理念，强调在设计过程中需要充分考虑用户的需求、行为和所处的环境。通过学习本书，读者将能够更好地理解如何设计出既智能又易用、既强大又安全的普适计算系统。 对于社会决策者和政策制定者而言，本书有助于他们理解普适计算的潜在影响，从而更好地制定相关的政策和法规，引导技术朝着更加健康、可持续和符合伦理的方向发展，最大化其社会效益，同时最小化潜在风险。 总而言之，《计算的边界：理解与塑造下一代人机交互》是一本深度探索普适计算核心理念、关键技术和前沿挑战的著作。它不仅记录了21世纪初计算领域的一段重要历史，更重要的是，它为我们理解和塑造更加智能、更加人性化的未来计算世界，提供了坚实的基础和深刻的启示。它提醒我们，技术的进步终究是为了服务于人，而真正的智慧，在于如何让计算在无形中，更好地赋能我们的生活，拓展我们的边界。

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