自然人机交互方法、技术与应用探究

学科前沿讲习班
The CCF Advanced Disciplines Lectures

CCF ADL 第83期

主题　自然人机交互方法、技术与应用

2017年9月23-24日 北京

       人机界面直接面向用户，一直以来都是研究的热点。自从乔布斯将触摸屏的交互体验优化到连两三岁的儿童都熟练使用起，人机界面的重要性再次得到了工业界和学术界的广泛关注。同时，随着感知技术、嵌入式技术的发展，很多与人机交互相关的学科也应运而生，包括普适计算、移动计算和穿戴计算等。人们期待在不久的未来，凭借着无处不在的感知和计算能力，输入信息和获取信息将变得更加便捷，随心所欲。但同时，要实现这一愿景也存在挑战：交互意图的自发性，输入数据的随机性，用户行为的差异性和交互场景的丰富性都是人机交互研究中的重要问题。从目前研究发展可以看到，具备了计算和感知能力并不意味着就能获得自然便捷的交互界面，还需要对人的生理、心理和行为规律的充分理解，并利用这些规律来指导交互界面的研发，即人机交互自然性的计算原理。

       本期CCF学科前沿讲习班《自然人机交互方法、技术与应用》邀请了国内人机交互领域的专家，将从自然动作的建模和优化、触觉交互的关键技术、认知行为智能计算和交互自然性的心理学理论等方面对人机交互自然性的计算原理进行剖析，涉及原理、方法、技术和应用多方面的内容。期待通过本次讲座，向大家介绍人机交互领域的前沿问题和研究方法，促进国内人机交互领域的发展。

学术主任：史元春 清华大学

主办单位：中国计算机学会

独家合作媒体：雷锋网

特邀讲者：

喻纯，清华大学计算机系副研究员，现任CCF人机交互专委会委员，中国图形图像学学会人机交互专委会副主任。研究课题围绕人机交互自然性的计算原理和优化方法开展，承担自然科学基金面上项目“无需视觉注意力的文本输入方法研究”，并参与十三五重点研发计划“人机交互自然性的计算原理”项目。在人机交互领域高水平期刊和会议CHI、UIST、Ubicomp和IJHCS上发表论文30余篇，6次获得论文奖励，包括 CHI 2013、MobileHCI 2013、CHI 2015、CHI 2016、CHI 2017的最佳论文提名奖和 IEEE UIC 2014的最佳论文奖，获得2016年CCF-Intel青年学者计划和2017年CCF青年人才托举计划的资助。

讲座题目: 自然动作交互中的建模和优化

摘要：当前，以触摸为代表的自然交互接口已逐步取代鼠标键盘成为人们访问信息世界的通道，而学术界和工业界仍在追求以手势、语音等多模态通道构建的自然交互界面。自然交互的目标是让用户方便、有效地表达交互意图。什么是决定交互自然性的关键因素，有没有科学的构建方法仍是开放的问题。近年来，人机交互领域持续在研究各种具有低学习成本的自然交互技术，让计算机能够准确识别用户意图。本课程将介绍自然交互领域的研究现状和代表性工作，结合我们的近期工作介绍动作交互中用户行为建模和意图推理方法，并分享人机交互顶级会议CHI/UIST的投稿经验。

王党校，北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室教授，博士生导师，IEEE 触觉技术委员会(IEEE Technical Committee on Haptics, TCH) 执行委员会主席，IEEE Transaction on Haptics编委（Associate Editor）。中国计算机学会人机交互专业委员会常委。IEEE高级会员，中国计算机学会高级会员，中国机械工程学会高级会员。主要研究领域为力触觉人机交互、虚拟现实、机器人学。在IEEE Transactions on Haptics、IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics、IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement等刊物发表论文十余篇，在触觉领域顶级会议IEEE World Haptics Conference、机器人领域知名会议IEEE ICRA和IEEE IROS等发表会议论文二十余篇。2008年入选北京市科技新星，2013年获教育部技术发明一等奖（第三完成人），2011年在机器人和自动化领域顶级国际会议IEEE ICRA获最佳论文提名奖。2014年在Springer出版触力觉合成方法专著1本。

讲座题目：触觉人机交互：从动作技能学习到认知能力训练

摘要：在人的五种基本感觉通道中，触觉被称为“感觉之母”，但在人与计算机的交互中，人的触觉感知能力基本被闲置。本报告将介绍触觉人机交互的研究背景和基本框架，然后以视听触反馈口腔手术模拟器为例，介绍触觉人机交互在动作技能学习方面的应用和关键技术，包括力触觉反馈装置、力触觉合成方法、力触觉测量感知等关键技术，最后简要介绍触觉交互在注意力、工作记忆等认知能力训练方面的最新进展和面临的技术挑战。

陈益强，中国科学院计算技术研究所研究员，博士生导师，泛在计算系统研究中心主任，兼任CCF监事，CCF杰出会员，CCF杰出演讲者,YOCSEF荣誉委员。2005年入选北京市科技新星。其研究兴趣是普适计算和智能人机交互，侧重于用户行为智能感知和理解。完成的运动与认知能力关联研究发表在Science专刊上，获得PRICAI，Gamenets等四个国际会议最佳论文奖，所提出多层迁移学习方法获国际期刊IJIT十五周年最佳论文奖，荣获国家科技进步奖二等奖，北京市科学技术奖二等奖（两项）。兼任欧洲ECMA可穿戴标准的中方负责人，正推动中日韩美瑞等国科学家共同制定面向健康的可穿戴数据标准工作，也是CCF普适计算专委会的副主任以及IEEE IWCD（交互穿戴计算与设备）的共同创始委员。

讲座题目：认知行为智能计算及医疗健康应用

摘要：健康监护是全球化的需求，目前重点是从传统的重视疾病治疗转为预防医疗为主。其挑战主要在于个人行为的连续实时智能感知和认知关联分析，可穿戴计算与物联网以及人工智能技术的发展为解决挑战提供了可能。本次报告主要介绍数据驱动的认知行为计算模型和方法，从数据获取，模型构建，关联分析三部分展开，主要包括：健康数据的非干扰感知模型，解决时空约束下稠密数据获取问题；行为增量迁移识别模型，解决不确定情境下行为识别精度低的问题；认知与行为的深度关联分析模型，解决非均衡小样本认知和行为关联挖掘难的问题；最后介绍模型在儿童多动症，中年抑郁症及老年帕金森病上的应用。

孙向红，中国科学院心理研究所研究员，博导，副所长。中国心理学会理事，工程心理学专业委员会主任，中国人类工效学会副秘书长、常务理事，中国人工智能学会理事。长期从事工程心理学研究。研究领域集中在人机界面设计与评价、驾驶行为、心理负荷与情境意识等。获得2001年度军队科技进步二等奖；2010年度作为“中国军人医学与心理选拔系统与标准”的主要参与人获得国家科技进步一等奖，在核心期刊和国际会议上发表论文30多篇。

讲座题目：面向人机交互问题的心理学研究与启示

摘要：心理学是人机交互的学科支柱之一，在历史上对人机交互技术的进步做出了重要的贡献，在当前的技术发展中也扮演了重要的作用，但不少原理和方法并未被计算机专业领域的研究人员所熟悉。本课程将面向计算机专业的学生和研究人员，介绍与人机交互有关的重要心理学原理，开展研究的方法，并结合最新的研究进展，介绍具身认知、应激决策、认知建模，交互自然性评估等方面的研究发现，及将其应用于交互设计开发的方法和思路。

学术主任

史元春，清华大学计算机系“长江学者”特聘教授，人机交互与媒体集成研究所所长，清华大学全球创新学院（GIX）院长。她的主要研究方向为人机交互、普适计算、多媒体、网络教育技术等，主持国家十三五重点专项等国家研发计划项目。其科研成果近年连续获得国际人机交互领域顶级会议最佳论文奖、并两次获得国家科技进步奖。史元春兼任中国计算机学会常务理事，人机交互专业委员会副主任。

日程安排

2017年9月23日
08:30-08:45　 开班仪式

08:45-09:00    合影
09:00-12:00　 学术专题讲座1
　　　　　　   题目：自然动作交互中的建模和优化

            　　　 喻纯，清华大学计算机系副研究员

12:00-14:00　 午餐
14:00-17:00    学术专题讲座2

                       题目：触觉人机交互：从动作技能学习到认知能力训练

　　　　　 　  王党校，北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室教授

2017年9月24日
09:00-12:00　 学术专题讲座3
　　　　　　   题目：认知行为智能计算及医疗健康应用

            　　　 陈益强，中国科学院计算技术研究所研究员

12:00-14:00　 午餐
14:00-17:00    学术专题讲座4

                       题目：面向人机交互问题的心理学研究与启示

　　　　　 　  孙向红，中国科学院心理研究所研究员

17:00             结业式

（如有变动，以现场为准）

地点：中科院计算技术研究所四层报告厅（海淀区科学院南路6号）

报名方式：即日起至2017年9月21日，报名请登录 https://jinshuju.net/f/fIHbRs  或扫描以下二维码报名

报名及缴费说明：
1、根据报名先后顺序录取，会员优先，报满为止，收到报名确认邮件后缴费；

2、2017年9月21日（含）前注册并缴费：CCF会员2000元/人，非会员报名同时加入CCF 2200元/人；非会员2500元/人；现场缴费：会员、非会员均为3000元/人；CCF团体会员参加，按CCF会员标准缴费；

3、公务卡缴费可现场刷卡，但需要提前提交报名信息可按优惠价格缴费；

4、请务必在报名表中填写CCF会员号，不填写会员号，按非会员处理；

5、注册费包括讲课资料、视频资料和2天会议期间午餐，其他食宿、交通自理；

6、缴费后确因个人原因未参加者，扣除报名费30%（开具服务费发票）；

7、本期ADL给予边远地区高校两个免费名额，可免注册费，限CCF会员，需个人提出书面申请并加盖学校公章，将电子版发至adl@ccf.org.cn, CCF将按照申请顺序进行录取。

缴费方式：

银行转账（支持网银、支付宝）：

开户行：北京银行北京大学支行

户名：中国计算机学会

账号：0109 0519 5001 2010 9702 028

请务必注明：姓名+ADL83

联系邮箱：adl@ccf.org.cn

咨询电话：010-62600321-16