人机交互

摘要：随着人工智能、物联网等技术的快速发展，人机交互的技术手段日益丰富，包括语音识别、自然语言处理、图像识别等，使得人机交互更加便捷、自然。同时，人机交互的应用场景正在不断拓宽，涵盖了智能客服、智能家居、智能车载、智能医疗、智能教育等多个领域。越来越多的企业开始利用人机交互技术来改进产品和服务，提高用户体验。2022年中国人机交互核心产品市场规模达到129亿元，同比增长42.16%。未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，人机交互行业有望取得更加卓越的发展。

一、定义及分类

人机交互是指人与计算机之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程。人机交互可以根据交互的性质和方式可以分为反应式交互、主动式交互和双向交互，也可以基于交互的具体形式分为触控交互、声控交互、眼动交互、动作交互、虚拟现实交互和多模态交互等。

二、行业政策

1、主管部门和监管体制

人机交互行业的主管部门是中华人民共和国工业和信息化部，其主要职责包括：制定行业发展战略、发展规划及产业政策；提出优化产业布局、结构的政策建议，引导拟订并组织实施工业、通信业、信息业的发展规划，推进产业结构战略性调整和优化升级。

人机交互行业的主要自律组织包括中国软件行业协会、中国人工智能产业发展联盟、中国人工智能学会等。中国软件行业协会协助政府部门组织制定、修改行业的国家标准、行业标准及推荐性标准，并推进标准的贯彻落实；开展软件和信息服务行业的调查与统计，提出行业中、长期发展规划的咨询建议；根据软件行业发展需要，组织行业人才培训、人才交流等。中国人工智能产业发展联盟聚集产业生态各方力量，联合开展人工智能技术、标准和产业研究，共同探索人工智能的新模式和新机制，推进技术、产业与应用研发，开展试点示范，广泛开展国际合作等。中国人工智能学会组织和领导会员开展人工智能科学与技术的创新研究，促进人工智能科学与技术的发展；开展国内、国际学术交流活动，提高会员的学术水平；开展人工智能科学与技术的咨询与培训；组织开展对人工智能领域科学技术和产业发展战略的研究，向政府部门提出咨询建议等。

2、行业相关政策

中国人机交互行业的政策情况呈现出积极的发展态势。政府明确将机器人产业作为国家发展战略，并多次发布相关指南和政策文件，旨在促进人机交互技术的快速发展和广泛应用。2023年10月，工信部印发《人形机器人创新发展指导意见》，提出开发基于人工智能大模型的人形机器人“大脑”，增强环境感知、行为控制、人机交互能力，推动云端和边缘端智能协同部署。拓展人形机器人在医疗、家政等民生领域服务应用，重点提升人机交互可靠性和安全性，开发具有复杂区域引导、灵活操作、鲁棒行走、多模态人机交互的解决方案，满足生命健康、陪伴护理等高品质生活需求。推动人形机器人在农业、物流等重点行业应用落地，提升人机交互、灵巧抓取、分拣搬运、智能配送等作业能力。

三、发展历程

人机交互行业发展经历了四个阶段。第一次变革时期，在20世纪70年代，人们通过键盘打字，用文本字符和计算机直接交流，人机交互行为主要以大型计算机时代的打字为主。第二次变革时期，随着Apple在1984年推出Macintosh电脑，图形化用户界面（GUI）诞生了。几年后，微软也推出了Windows操作系统。同时又增加了一个交互模式——鼠标点击。人机交互行为主要以键盘和鼠标等形式为主。第三次变革时期，2007年智能手机的出现，带来了第三次交互模式变革。触摸改变了个人计算机并成为主流。第四次变革时期，人机交互主要以混合现实时代的语音对话、手势、眼睛互动为主。在这个时代，人们将通过敲击、眨眼，说话和手势来交互。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

人机交互属于技术密集型行业，技术涉及多个学科领域的交叉融合，包括计算机科学、心理学、人体工学等。在语音识别、自然语言处理、计算机视觉等关键技术领域，此外，随着人工智能技术的不断发展，人机交互技术也在不断更新迭代，对技术研发和创新能力提出了更高要求。因此，新进入企业需要在技术研发和投入上持续加大力度，才能突破技术壁垒，取得行业领先地位。

2、市场壁垒

人机交互技术的应用场景广泛，涉及智能家居、智能医疗、智能教育等多个领域。然而，由于不同行业的需求和标准各异，企业在进入新市场时需要面临不同的竞争环境和市场需求。此外，随着市场的不断扩大和竞争的加剧，企业还需要不断提升自身的品牌知名度和市场占有率，才能在市场中立足。因此，企业需要深入了解市场需求，制定合适的市场策略，以突破市场壁垒。

3、人才壁垒

人机交互技术需要具备跨学科知识和创新能力的人才支持。然而，目前中国在人机交互领域的高端人才供给相对不足，这限制了行业的发展速度和创新水平。为了突破人才壁垒，企业需要加大人才培养和引进力度，建立完善的人才培养和激励机制，吸引更多优秀的人才加入人机交互行业。同时，还需要加强与国际先进企业的合作与交流，借鉴国际先进经验和技术，提升中国人机交互行业的整体竞争力。

五、产业链

1、行业产业链分析

人机交互产业链涵盖了上游的感知层、中游的技术层和下游的应用层。产业链上游感知层主要通过语音交互、体感交互等方式实现信息的传达和指令的接收，其设备主要包括麦克风、高速相机、摄像头、红外传感器、重力传感器等。产业链中游技术层是研发生产人机交互设备的企业。产业链下游为人机交互的应用层，主要应用于游戏、医学、教育、商务服务业、制造业等。

2、行业领先企业分析

（1）科大讯飞股份有限公司

科大讯飞股份有限公司作为中国智能语音技术的领军企业，在智能语音交互方面拥有强大的研发实力和技术积累。其语音识别技术能够准确地将用户的语音指令转化为机器可识别的指令，实现了高效、准确地人机交互。同时，科大讯飞的语音合成技术也达到了业界领先水平，能够生成自然、流畅的语音输出，为用户提供了更加真实的交互体验。其次，科大讯飞在人机交互领域的应用场景也十分广泛。其技术不仅应用于智能手机、智能家居、智能车载等领域，还拓展到了医疗、教育、金融等多个行业。通过与各行各业的合作伙伴共同研发和推广，科大讯飞的人机交互技术得到了广泛应用，为用户提供了更加便捷、智能的服务。2023年前三季度，科大讯飞营业收入为126.14亿元，同比下降0.37%；归母净利润为0.99亿元，同比下降76.36%。

（2）百度集团股份有限公司

百度集团股份有限公司作为中国领先的AI公司，百度持续投入大量资源进行技术研发和创新，致力于为用户提供更加智能、自然和便捷的人机交互体验。公司于2015年申请的《基于人工智能的人机交互方法和系统》专利荣获中国专利金奖，这一专利综合运用了知识图谱及深度学习等技术，以深度语义理解为基础，实现了跨越语言、语音、图像等模态的智能人机交互。此外，百度还推出了基于视觉记号和Transformer模型的人机主动交互系统（TFVT-HRI），该系统不仅能观察场景主动发起交互和引导，其交互动作更是包含千余种多模态动作，能够像人类一样表现出自然的主动问候。2023年，百度集团总收入为1345.98亿元，同比增长8.83%。

六、行业现状

随着人工智能、物联网等技术的快速发展，人机交互的技术手段日益丰富，包括语音识别、自然语言处理、图像识别等，使得人机交互更加便捷、自然。同时，人机交互的应用场景正在不断拓宽，涵盖了智能客服、智能家居、智能车载、智能医疗、智能教育等多个领域。越来越多的企业开始利用人机交互技术来改进产品和服务，提高用户体验。2022年中国人机交互核心产品市场规模达到129亿元，同比增长42.16%。未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，人机交互行业有望取得更加卓越的发展。

七、发展因素

1、机遇

（1）技术创新的浪潮为人机交互行业带来了巨大的机遇

随着人工智能、机器学习等技术的快速发展，人机交互技术也在不断进步。语音识别、自然语言处理、计算机视觉等领域的突破，使得人机交互更加自然、智能和高效。这些技术的创新不仅提升了用户体验，还推动了人机交互在各个领域的应用拓展。例如，在智能家居领域，通过语音控制和智能识别技术，人们可以更加便捷地操控家电设备，享受智能化生活。

（2）市场需求的增长为人机交互行业带来了广阔的市场空间

随着人们对智能化生活的追求和各行业对自动化、智能化需求的提升，人机交互技术的市场需求不断增长。在医疗、教育、金融、交通等各个领域，人机交互技术都有广泛的应用前景。例如，在医疗领域，通过人机交互技术，医生可以更加精准地进行手术操作，患者也可以获得更加个性化的诊疗服务。

（3）移动互联网和智能设备的普及

中国移动互联网和智能设备的普及程度居全球前列，移动互联网的快速发展和智能设备的普及为人机交互技术的广泛应用提供了基础，为人机交互行业带来了巨大的市场机遇，同时也促进了新型交互方式和产品的涌现。随着智能手机、智能家居设备、智能穿戴设备等的普及，人们对于高效、便捷、个性化的人机交互方式的需求不断增加。

2、挑战

（1）用户体验与个人信息安全

人机交互行业在追求更好的用户体验的同时，也面临着用户个人信息安全的挑战。随着人机交互技术的不断发展，人们对于便捷、高效的交互方式有了更高的期待，而这也要求人机交互产品和服务在用户体验上不断提升。然而，随之而来的是用户个人信息安全和隐私保护的问题。人机交互产品通常需要获取用户的个人信息和数据，以提供个性化的服务，但这也容易引发用户隐私泄露和信息安全问题。因此，人机交互企业需要在提升用户体验的同时，加强个人信息安全的保护，遵守相关法律法规和标准，建立健全的信息安全管理体系，保障用户数据的安全和隐私。

（2）研发周期长、投入大

人机交互行业以其技术壁垒高、研发周期长、研发投入大等固有特点而著称。这些特点决定了企业在发展初期必须进行长期、大额的投入，涵盖研发、人才队伍建设以及产品体系建设等多个方面。即便企业经过多年的研发积累，成功实现技术或产品的商业化落地，也会因为前期基础研发的巨大投入而面临一定的经济压力。因此，在人机交互行业中，企业需要具备坚定的决心和长远的视野，以应对这些挑战，实现可持续发展。

（3）用户需求个性化与多样化

人机交互的终极目标在于优化用户体验，然而，这一目标在实现过程中面临着巨大的挑战，即如何满足不同用户群体千差万别的需求和习惯，实现个性化和多样化的人机交互。特别是针对老年人、残障人士等具有特殊需求的用户群体，人机交互的设计更需细致入微，贴合他们的独特需求。这就要求设计师和工程师在人机交互产品的设计和开发过程中，不仅要具备深厚的技术功底，还需具备敏锐的用户洞察力，能够深入了解不同用户群体的行为特点、心理需求和使用习惯，从而确保人机交互产品能够满足各类用户的期望，提供真正贴心、便捷的服务体验。

八、竞争格局

整体来看，国内人机交互领域的各细分领域均受到了科技巨头的青睐与深度布局。其中，百度、华为、腾讯等国内科技巨头在人机交互领域展现出了卓越的技术实力和市场主导力。这些企业凭借强大的研发团队、深厚的技术积淀以及丰富的应用场景经验，持续推陈出新，打造出众多具有创新性和实用性的人机交互产品。无论是智能音箱的精准语音交互、智能家居设备的智能联动控制，还是智能车载系统的便捷高效操作，这些产品均能够充分满足用户多样化的需求，为人机交互领域的发展注入了源源不断的活力与创新动力。

九、发展趋势

1、多模态自然人机交互

人机交互的未来发展趋势中，一个显著的特点将是告别单一模式，迈向多模态自然人机交互的新纪元。多模态自然交互融合了多种信息输入方式，如触控、AR互动、语音等，并辅以体感和手势识别、眼球追踪等先进技术，使得人机交互更加自然、直观。这种交互方式不仅将我们的五感——形、声、闻、味、触融为一体，更在表达效率和信息丰富性上远超单一感官交互。多模态人机交互更加全面地理解和回应用户的意图和需求，实现更加精准、高效的信息传递。这种交互方式不仅提升了用户体验，也为各行各业带来了无限的创新空间。

2、全方位感知的人机交互

未来人机交互发展的另一显著趋势将聚焦于全方位感知，致力于为用户带来更加精准、个性化的交互体验。以环境情景识别交互为例，这种交互方式能够深入分析用户所处的环境，并结合用户画像深入挖掘其深层次需求。通过巧妙利用各类传感器，用户能够实时掌握环境动态变化，进而为用户营造更加逼真的现实感。通过情景识别和全方位感知，未来无论是智能家居、智慧办公还是智能出行等领域，全方位感知的人机交互都将为用户带来前所未有的便捷与舒适。

3、实现万物互联的多技术融合

人机交互的又一重要发展趋势在于多技术联合与融合，旨在实现万物互联。为满足日益增长的市场需求，这就需要综合考虑并融合多种前沿技术，如基于生物信息的深度分析技术、全方位感知技术等，以打造更为精准、智能的人机交互体验。通过智能设备的互联互通，人机交互将极大地拓展人类的感官和认知能力，催生出一系列全新的使用场景。这不仅将重塑人与机器、设备与设备之间的交互方式，更将推动整个交互领域的革新与发展。