智能交互技術(shù)與應(yīng)用第2版 馬楠
定 價(jià)：69 元
- 作者：馬楠
- 出版時(shí)間：2025/3/1
- ISBN：9787111776826
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP18
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
智能時(shí)代已經(jīng)到來，大模型、具身智能等新技術(shù)不斷發(fā)展，使得機(jī)器與機(jī)器、機(jī)器與人之間的交互無處不在。本書深入淺出地探討和解讀了人工智能中的智能交互技術(shù)：第1章主要介紹智能交互技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)；第2章主要討論感知認(rèn)知與交互技術(shù)的結(jié)合；第3章講解交互設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則；第4章講解交互系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)；第5章講解移動(dòng)終端的交互設(shè)計(jì)；第6章講解智能語音交互設(shè)計(jì)；第7章介紹智能交互技術(shù)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法；第8章重點(diǎn)介紹智能交互前沿技術(shù)及應(yīng)用，包括具身交互智能、虛擬數(shù)字人、元宇宙等；第9章介紹e智能車交互設(shè)計(jì)。書中以自動(dòng)駕駛作為主要應(yīng)用場(chǎng)景，各章均配有習(xí)題，大部分章節(jié)配有翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。
本書可作為普通高校人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)字媒體技術(shù)、機(jī)器人工程、自動(dòng)化、電子信息工程等專業(yè)本科生、研究生的教材，也可作為相關(guān)技術(shù)人員的參考書。
本書配有教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)素材、教學(xué)視頻（配套大學(xué)MOOC“智能交互技術(shù)”）、電子教案、教學(xué)大綱，請(qǐng)選用本書作為教材的教師登錄www.cmpedu.com注冊(cè)后下載相關(guān)資料，或發(fā)郵件至jinacmp@163.com索取相關(guān)資料。
本書遵循教指委相關(guān)指導(dǎo)文件和高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律編寫而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。
前 言FOREWORD
當(dāng)今，社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)了人工智能的飛速發(fā)展，并不斷革新我們與機(jī)器的互動(dòng)方式�？v觀科學(xué)技術(shù)發(fā)展史，每一次變革都伴隨著交互技術(shù)的革新：鼠標(biāo)和鍵盤打開了計(jì)算機(jī)時(shí)代的大門；觸摸屏打開了移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的大門；語音交互、人臉識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別等多模態(tài)智能交互技術(shù)帶我們走進(jìn)全新的AI時(shí)代。本書深入淺出地探討和解讀了人工智能領(lǐng)域的智能交互技術(shù)，包括具身智能、虛擬數(shù)字人、元宇宙等智能交互前沿技術(shù)、智能交互設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、移動(dòng)終端的交互設(shè)計(jì)、交互原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)、智能語音交互設(shè)計(jì)、智能交互技術(shù)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)方法和e智能車交互設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了“智能+交互”。
第1章主要介紹了智能交互技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括人機(jī)交互的起源與發(fā)展、各發(fā)展階段的主要技術(shù)特征、智能交互技術(shù)研究的內(nèi)容、機(jī)器具身交互智能等。另外，因?yàn)橹悄芙换ゼ夹g(shù)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，所以第1章還介紹了智能交互技術(shù)與相關(guān)學(xué)科的交叉融合。
第2章主要討論了感知認(rèn)知與交互技術(shù)的結(jié)合。人工智能是人類智能的體外延伸，研究如何讓機(jī)器去做那些靠人的智力才能做的工作，模仿人的行為，因此智能交互就要模仿人的基本交互方式，這包括模擬人的感官體驗(yàn)、認(rèn)知方法、知覺特征、認(rèn)知過程及交互手段。讀者可通過第2章較好地理解智能交互技術(shù)的研究進(jìn)展。
第3章講解了交互設(shè)計(jì)的基本準(zhǔn)則：首先從用戶體驗(yàn)的角度介紹了各種應(yīng)用交互設(shè)計(jì)的流程和原則；其次，介紹了大模型時(shí)代的交互設(shè)計(jì)原則，以桌面系統(tǒng)、移動(dòng)應(yīng)用交互為例，介紹各種類型的應(yīng)用特點(diǎn)、交互設(shè)計(jì)原則及相關(guān)技術(shù)；最后，使用思維導(dǎo)圖實(shí)驗(yàn)，幫助讀者盡快理解產(chǎn)品功能的交互設(shè)計(jì)思路。
第4章講解了交互系統(tǒng)的原型設(shè)計(jì)，介紹面向智能軟件應(yīng)用的基本交互設(shè)計(jì)方法，包括交互設(shè)計(jì)的基本流程和基本方法，生成式人工智能與交互原型設(shè)計(jì)、各類原型設(shè)計(jì)工具，并以手機(jī)App原型設(shè)計(jì)為實(shí)例，以實(shí)驗(yàn)的形式指導(dǎo)讀者體驗(yàn)此類應(yīng)用原型設(shè)計(jì)。
第5章講解了移動(dòng)終端的交互設(shè)計(jì)，針對(duì)廣泛使用的Android操作系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用程序交互設(shè)計(jì)，詳細(xì)解讀了該操作系統(tǒng)的特點(diǎn)與架構(gòu)、應(yīng)用開發(fā)方法及手段，并通過App Inventor工具進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)。通過第5章的實(shí)驗(yàn)，讀者可以了解并掌握移動(dòng)端網(wǎng)絡(luò)接口編程及簡(jiǎn)單的移動(dòng)端人臉檢測(cè)開發(fā)方法。
第6章對(duì)智能交互技術(shù)中最熱門的應(yīng)用之一—語音交互技術(shù)進(jìn)行了講解，介紹了大模型時(shí)代的智能語音交互特點(diǎn)，通過語音識(shí)別和語音合成、對(duì)話交互的實(shí)驗(yàn)使讀者深入掌握智能語音交互技術(shù)。
第7章介紹了智能交互技術(shù)的設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)方法。如何從無到有設(shè)計(jì)一個(gè)完整的智能交互產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)中要考慮哪些因素，如何評(píng)估各類交互設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及如何對(duì)交互界面設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)都是本章重點(diǎn)討論的問題。
第8章重點(diǎn)介紹了智能交互前沿技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)前人工智能快速發(fā)展，智能交互技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，包括無人駕駛具身交互智能、智能網(wǎng)聯(lián)汽車、云機(jī)器人等。在新技術(shù)方面，第8章重點(diǎn)介紹了具身智能、虛擬數(shù)字人、元宇宙等智能交互前沿技術(shù)。
第9章講解了e智能車交互設(shè)計(jì)，以小型智能車為實(shí)踐載體，并通過移動(dòng)端智能交互控制、智能語音交互控制、智能手勢(shì)識(shí)別交互控制三個(gè)實(shí)戰(zhàn)加深讀者對(duì)智能交互技術(shù)的理解，同時(shí)提升科研實(shí)踐動(dòng)手能力。
書中各章均設(shè)計(jì)了習(xí)題，可使讀者及時(shí)強(qiáng)化新學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，大部分章節(jié)配有翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，使讀者通過實(shí)驗(yàn)鞏固和加深對(duì)智能交互技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的理解。本書可作為人工智能、智能科學(xué)與技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、數(shù)字媒體技術(shù)、機(jī)器人工程、自動(dòng)化、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)本科生、研究生的教材，也可作為從事交互設(shè)計(jì)、用戶界面設(shè)計(jì)、人工智能應(yīng)用、移動(dòng)軟件開發(fā)等相關(guān)技術(shù)人員的參考書。
北京工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院馬楠教授擔(dān)任本書主編，負(fù)責(zé)全書的主審、定稿；北京聯(lián)合大學(xué)工科中心徐歆愷副教授、北京工業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院李秀智副教授、北京順程高科技有限公司總經(jīng)理姚永強(qiáng)擔(dān)任副主編。第1章由馬楠負(fù)責(zé)編寫；第2~4章由馬楠、徐歆愷共同編寫；第5章由徐歆愷、汪成負(fù)責(zé)編寫；第6章由徐歆愷、姚永強(qiáng)、馬楠共同編寫；第7章由張歡、馬楠共同編寫；第8章由馬楠、李秀智、韓義恒、吳祉璇、穆堯、謝靜共同編寫；第9章由姚永強(qiáng)、馬楠、楊雅玨共同編寫。
中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司智能網(wǎng)聯(lián)科技有限公司副總經(jīng)理夏芹教授級(jí)高級(jí)工程師參與指導(dǎo)了書中與無人駕駛相關(guān)的應(yīng)用內(nèi)容，吳祉璇、張亦盈、汪成、韓天聰、
曹夢(mèng)鑫負(fù)責(zé)部分文字整理工作。在本書的編寫過程中，編者得到了中國(guó)工程院院士、國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長(zhǎng)李德毅院士，國(guó)務(wù)院參事、中國(guó)工程院院士、清華大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)戴瓊海院士，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能交互專委會(huì)主任、北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院院長(zhǎng)王蘊(yùn)紅教授，中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能駕駛專委會(huì)副主任、北京聯(lián)合大學(xué)原副校長(zhǎng)鮑泓教授的悉心指導(dǎo)和幫助，在此表示最衷心的感謝。機(jī)械工業(yè)出版社提供了大力支持，吉玲主任在本書的編寫過程中給予了熱情的幫助與指導(dǎo)。
本書部分內(nèi)容得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“面向質(zhì)量信任的多維據(jù)數(shù)校準(zhǔn)關(guān)鍵技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究”（項(xiàng)
高等院校教師
目 錄CONTENTS
序
前言
第1章 人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展 1
1.1 人機(jī)交互概述 1
1.1.1 人機(jī)交互的定義 1
1.1.2 人機(jī)交互的起源與發(fā)展 2
1.1.3 感知智能在交互技術(shù)中的作用 4
1.2 智能交互的研究?jī)?nèi)容 7
1.2.1 傳統(tǒng)人機(jī)交互技術(shù)研究?jī)?nèi)容及發(fā)展 7
1.2.2 智能交互技術(shù)研究?jī)?nèi)容 9
1.2.3 機(jī)器具身交互智能 10
1.3 智能交互技術(shù)與相關(guān)學(xué)科 12
1.3.1 智能交互技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué) 12
1.3.2 智能交互技術(shù)與智能科學(xué)和技術(shù) 13
1.3.3 智能交互技術(shù)與軟件工程 13
1.3.4 智能交互技術(shù)與工業(yè)設(shè)計(jì) 14
1.3.5 智能交互技術(shù)與生理學(xué) 15
1.3.6 智能交互技術(shù)與認(rèn)知心理學(xué) 16
1.4 習(xí)題 17
第2章 感知認(rèn)知和交互技術(shù) 18
2.1 知覺和認(rèn)知 18
2.1.1 人的感知 18
2.1.2 感官與交互體驗(yàn) 19
2.1.3 知覺的特性 21
2.1.4 認(rèn)知過程及影響因素 23
2.2 輸入/輸出設(shè)備 24
2.2.1 智能音箱語音交互 25
2.2.2 生物識(shí)別與動(dòng)作捕捉 25
2.2.3 AR/手勢(shì)/投影交互 26
2.2.4 支持性技術(shù)：云技術(shù)和大數(shù)據(jù) 26
2.3 交互技術(shù) 26
2.3.1 基本交互技術(shù) 27
2.3.2 語音交互技術(shù) 29
2.3.3 多點(diǎn)觸控交互技術(shù) 30
2.3.4 跨模態(tài)交互技術(shù) 31
2.4 基于感知技術(shù)的人車交互 31
2.5 實(shí)驗(yàn)1：AI圖像創(chuàng)作 33
2.5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖愋? 33
2.5.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 33
2.5.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 35
2.5.4 實(shí)驗(yàn)步驟 35
2.5.5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 41
2.5.6 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 41
2.5.7 考核辦法和成績(jī)?cè)u(píng)定 42
2.6 習(xí)題 42
第3章 交互設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 43
3.1 用戶體驗(yàn)的定義 43
3.1.1 體驗(yàn)設(shè)計(jì) 43
3.1.2 情感設(shè)計(jì) 45
3.1.3 交互設(shè)計(jì)流程 46
3.1.4 用戶體驗(yàn)的應(yīng)用環(huán)境 47
3.2 交互設(shè)計(jì)的原則 47
3.2.1 狀態(tài)可見原則 47
3.2.2 場(chǎng)景貼切原則 48
3.2.3 用戶可控原則 49
3.2.4 一致性原則 49
3.2.5 預(yù)防出錯(cuò)原則 49
3.2.6 協(xié)助記憶原則 50
3.2.7 靈活高效原則 50
3.2.8 美觀簡(jiǎn)潔原則 51
3.2.9 容錯(cuò)原則 52
3.2.10 人性化幫助原則 52
3.3 大模型時(shí)代的交互設(shè)計(jì)原則 53
3.3.1 透明度和可解釋性原則 53
3.3.2 上下文感知和適應(yīng)性原則 53
3.3.3 為心智模型設(shè)計(jì) 53
3.3.4 為適當(dāng)?shù)男湃魏鸵蕾囋O(shè)計(jì) 54
3.3.5 為共創(chuàng)設(shè)計(jì) 54
3.4 桌面系統(tǒng)應(yīng)用交互設(shè)計(jì) 55
3.4.1 桌面應(yīng)用的分類 55
3.4.2 桌面系統(tǒng)應(yīng)用界面設(shè)計(jì)原則 59
3.4.3 桌面系統(tǒng)應(yīng)用交互設(shè)計(jì)技術(shù) 61
3.5 移動(dòng)應(yīng)用交互設(shè)計(jì) 64
3.5.1 交互方式比較 64
3.5.2 App界面設(shè)計(jì)風(fēng)格 66
3.5.3 移動(dòng)應(yīng)用交互設(shè)計(jì)原則 69
3.6 實(shí)驗(yàn)2：思維導(dǎo)圖與產(chǎn)品功能設(shè)計(jì) 73
3.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖愋? 73
3.6.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 74
3.6.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 74
3.6.4 實(shí)驗(yàn)步驟 74
3.6.5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 81
3.6.6 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 82
3.6.7 考核辦法和成績(jī)?cè)u(píng)定 83
3.7 習(xí)題 83
第4章 交互原型設(shè)計(jì)84
4.1 交互設(shè)計(jì)基本流程84
4.1.1 需求分析84
4.1.2 架構(gòu)與流程設(shè)計(jì)84
4.1.3 方案設(shè)計(jì)85
4.1.4 方案驗(yàn)證85
4.1.5 設(shè)計(jì)跟蹤85
4.1.6 其他85
4.2 生成式人工智能與交互原型設(shè)計(jì)86
4.2.1 交互設(shè)計(jì)中的AI應(yīng)用86
4.2.2 AI與設(shè)計(jì)流程的融合87
4.3 交互原型設(shè)計(jì)工具簡(jiǎn)介87
4.3.1 Axure RP89
4.3.2 Sketch90
4.3.3 Figma90
4.3.4 Adobe XD91
4.3.5 墨刀（MockingBot）92
4.3.6 摹客（Mockplus）92
4.3.7 GUI Design Studio93
4.4 實(shí)驗(yàn)3：手機(jī)App原型開發(fā)設(shè)計(jì)94
4.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖愋?4
4.4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容94
4.4.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境95
4.4.4 實(shí)驗(yàn)步驟95
4.4.5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 107
4.4.6 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 107
4.4.7 考核辦法和成績(jī)?cè)u(píng)定108
4.5 習(xí)題108
第5章 移動(dòng)終端的交互設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn)110
5.1 Android操作系統(tǒng)110
5.1.1 Android系統(tǒng)特點(diǎn)與架構(gòu)110
5.1.2 Android開發(fā)工具簡(jiǎn)介113
5.1.3 Android應(yīng)用設(shè)計(jì)規(guī)范114
5.2 圖形化編程開發(fā)Android程序118
5.2.1 App Inventor開發(fā)環(huán)境119
5.2.2 App Inventor簡(jiǎn)單操作119
5.3 實(shí)驗(yàn)4：移動(dòng)端網(wǎng)絡(luò)接口調(diào)用的實(shí)現(xiàn)125
5.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖愋?25
5.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容125
5.3.3 實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備126
5.3.4 實(shí)驗(yàn)原理126
5.3.5 實(shí)驗(yàn)步驟及要求127
5.3.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求131
5.3.7 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)131
5.3.8 思考題131
5.3.9 考核辦法和成績(jī)?cè)u(píng)定131
5.4 實(shí)驗(yàn)5：移動(dòng)端人臉檢測(cè)實(shí)驗(yàn)131
5.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖愋?31
5.4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容132
5.4.3 實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備132
5.4.4 實(shí)驗(yàn)原理132
5.4.5 實(shí)驗(yàn)步驟及要求134
5.4.6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求142
5.4.7 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)142
5.4.8 思考題143
5.4.9 考核辦法和成績(jī)?cè)u(píng)定143
5.5 習(xí)題143
第6章 智能語音交互設(shè)計(jì)144
6.1 語音交互技術(shù)發(fā)展144
6.2 語音交互的優(yōu)缺點(diǎn)145
6.2.1 語音交互的優(yōu)點(diǎn)和痛點(diǎn)145
6.2.2 智能語音交互核心技術(shù)146
6.3 實(shí)驗(yàn)6：語音識(shí)別和語音合成147
6.3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮皖愋?47
6.3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容147
6.3.3 實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備147
6.3.4 實(shí)驗(yàn)原理147
6.3.5 實(shí)驗(yàn)步驟及要求148
6.3.6 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)149
6.3.7 思考題149
6.4
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