最近，微軟公司董事長比爾·蓋茨預(yù)言，計算機(jī)業(yè)將迎來下一個“數(shù)字10年”，計算機(jī)將成為人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚墓ぞ?。作為人機(jī)互動模式，目前的鍵盤和鼠標(biāo)將逐步被一種更為自然、更具直覺性的科技手段——聲控式和觸摸式界面所取代，從而給人們帶來全新的體驗(yàn)。

蓋茨說，多年來他一直在推廣這種自然的交互模式。為此，微軟已經(jīng)開發(fā)出語言識別和觸摸技術(shù)產(chǎn)品。例如，去年曾為福特汽車研發(fā)配備了Sync汽車音頻和移動電話系統(tǒng)，該系統(tǒng)能識別聲音指令，播放音樂或打電話；同時還開發(fā)了“平面計算機(jī)”，這是一臺咖啡桌形狀的個人電腦，像一個有大觸摸屏的電腦那樣，可以對放在其表面的東西作出反應(yīng)，比如描述有內(nèi)置微芯片的瓶子裝的酒。

無獨(dú)有偶，這種以聲控和觸摸技術(shù)取代鍵盤和鼠標(biāo)的研究，也引起了歐洲科學(xué)家的極大興趣，他們正在利用聲波能夠穿過絕大多數(shù)固體材料(如玻璃、桌面等)的優(yōu)良傳播特性，把包括三維物體在內(nèi)的日常物體變成新型的計算機(jī)界面。

研究人員把聲音傳感器附著在固體材料上，這樣他們就能準(zhǔn)確地對聲振動進(jìn)行定位和追蹤。在白板上的各個區(qū)域隨意敲擊就可以在計算機(jī)上產(chǎn)生音符。通過跟蹤手指在硬紙板上寫字時發(fā)出的聲音，計算機(jī)屏幕上就能實(shí)時顯示出所寫的字句，并不需要額外的覆蓋層或增音設(shè)備。試驗(yàn)證明，將固體物上的聲振動轉(zhuǎn)換成電子脈沖并不難。最難的是如何準(zhǔn)確地對振動源進(jìn)行定位，因?yàn)楣腆w的復(fù)雜結(jié)構(gòu)使得聲波傳播很難模擬，比如桌面上的木節(jié)疤就會改變聲振動的散布。

在研究這種聲控計算機(jī)界面的過程中，科學(xué)家主要是利用以下4種技術(shù)來解決振動源定位這一難題的：

其一是到達(dá)時間差技術(shù)。即利用三個以上的傳感器，通過比較每個傳感器上聲波到達(dá)時間的差別以準(zhǔn)確定位。事實(shí)上，聲波到達(dá)時間差的概念已經(jīng)有100多年了，如果你知道聲波通過固體材料的傳播速度，到達(dá)時間差就提供了一個雖然昂貴但非常實(shí)用的解決方案。

其二是時間反轉(zhuǎn)技術(shù)。它只需要一個傳感器，其工作原理是：固體表面上的每個點(diǎn)都會發(fā)出獨(dú)特的脈沖反應(yīng)，通過記錄就可以對物體進(jìn)行校準(zhǔn)。這種技術(shù)對平面和三維物體同樣適用。

其三是通過頻散反轉(zhuǎn)進(jìn)行多傳感器追蹤(MuST－RD)的技術(shù)。它需要對固體的聲波頻散特性有深入的了解。它的原理是，將通過試驗(yàn)材料的聲波頻散曲線圖與數(shù)據(jù)庫中一般物質(zhì)的頻散曲線圖資料進(jìn)行比較，從而計算出振動源的位置。

最后，是聲音全息照相術(shù)。通過聲壓、聲音密度或粒子的速度計算出位置和時問，從而定位并直觀顯現(xiàn)出聲音的來源，這與紅外照相定位熱源的方式相似。

責(zé)任編輯 薛擁祥