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文档简介

20/24人机交互在辅助系统中的作用第一部分人机交互在辅助系统中的定义与范围 2第二部分人机交互技术的分类与应用场景 4第三部分人机交互设计原则与用户体验优化 6第四部分认知科学和人因工程在辅助系统中的作用 9第五部分多模态交互技术在辅助系统中的探索 11第六部分自适应交互系统与个性化辅助服务 14第七部分人机交互伦理与辅助系统中的平等获取 17第八部分未来人机交互技术在辅助系统中的发展趋势 20

第一部分人机交互在辅助系统中的定义与范围人机交互在辅助系统中的定义与范围

定义

人机交互(HCI)在辅助系统中的作用是指人与辅助系统之间信息的交换和处理方式,旨在优化辅助系统的可用性、可访问性和有效性。HCI关注于设计直观且易于使用的界面,使患有残疾或功能限制的用户能够有效地与辅助设备进行交互,从而提高他们的独立性和生活质量。

范围

人机交互在辅助系统中的应用范围涵盖广泛,包括以下方面:

界面设计:

*可视化设计:使用颜色、图标和图形创建直观且易于理解的界面元素。

*文本和语音交互:优化文本和语音输入/输出格式,确保不同的用户群体的无障碍访问。

*导航和控制:设计易于浏览和操作的菜单、导航控件和快捷方式。

输入设备:

*开关和按钮:提供不同形式的输入选项,以适应各种肢体能力和认知技能。

*跟踪和指向设备:使用眼球追踪、头部追踪和运动追踪技术,提供替代的输入方法。

*语音识别:允许用户通过语音与辅助系统进行交互。

输出设备:

*显示器:优化显示格式和内容,以满足不同的视觉需求。

*合成语音:通过文本到语音技术提供听觉输出。

*触觉反馈:使用振动、纹理和触觉反馈器提供非视觉提示。

用户定制:

*个人资料:允许用户创建和存储自定义配置文件,以适应他们的个人偏好和需求。

*背景和语言:提供不同的界面背景和语言选项,以满足多元化用户的需求。

*自适应界面:根据用户的输入和交互行为自动调整界面布局和功能。

评估和可用性测试:

*用户体验(UX)测试:收集用户反馈并评估辅助系统的可用性和可访问性。

*可用性分析:使用各种方法评估界面设计的有效性,如专家评估、可访问性指南和自动化工具。

*辅助技术兼容性:确保辅助系统与其他辅助技术无缝集成,例如屏幕阅读器和放大镜。

具体应用实例

*轮椅控制系统:使用语音识别、跟踪设备和触觉反馈,允许用户直观地控制轮椅。

*智能假肢:利用神经信号处理和机器学习算法,为截肢者提供近乎自然的肢体控制。

*视觉辅助设备:使用机器视觉和增强现实技术,为视力受损者提供环境信息和导航支持。

*认知辅助工具:使用自然语言处理和人工智能,为患有認知障礙症或其他認知困難的用户提供提醒、信息和社交支持。第二部分人机交互技术的分类与应用场景关键词关键要点主题名称:自然语言交互

1.利用自然语言处理技术,使系统能够理解和响应人类语言。

2.支持语音、文字和手势等多种交互方式,提升用户体验。

3.通过语义分析和机器学习算法,提高系统对用户意图的理解准确性。

主题名称:触觉交互

人机交互技术的分类与应用场景

人机交互技术是一个跨学科领域,涉及计算机科学、心理学、设计和工程等方面。它负责设计和开发人类与计算机系统交互的方式。在辅助系统中,人机交互技术至关重要,因为它使残疾或能力下降的人能够与技术有效互动,从而增强他们的独立性和生活质量。

人机交互技术的分类

人机交互技术可以根据各种标准进行分类,包括:

*输入模式:键盘、鼠标、触控板、语音识别、手势识别和眼球追踪。

*输出模式:屏幕、扬声器、打印机、触觉显示器和腕带。

*交互风格:命令行界面(CLI)、图形用户界面(GUI)、自然语言界面(NLI)和增强现实(AR)。

*辅助功能:放大、屏幕阅读器、语音控制和开关访问。

应用场景

人机交互技术在辅助系统中有多种应用,包括:

物理残疾

*言语障碍:语音合成、手势识别和眼球追踪使患有言语障碍的人能够与他人交流。

*运动障碍:开关访问、语音控制和眼球追踪使患有运动障碍的人能够操作计算机和设备。

*视觉障碍:屏幕阅读器、放大和触觉显示器使视障人士能够访问数字信息。

*听力障碍:字幕、手语翻译和振动警报使听力障碍人士能够感知声音和与他人交流。

认知残疾

*学习障碍:个性化学习工具、视觉提示和读写辅助功能使有学习障碍的人能够学习和完成任务。

*注意力缺陷多动障碍(ADHD):视觉和听觉提示、噪音消除耳机和中断管理工具有助于改善注意力和专注力。

*自闭症谱系障碍(ASD):社交技能训练、视觉时间表和感觉调节工具有助于改善社交互动和行为管理。

老年残疾

*老花眼:放大、对比度增强和字体调整使老年人能够轻松阅读和查看屏幕。

*记忆力减退:提醒、视觉提示和认知训练有助于改善记忆力。

*行动不便:语音控制、开关访问和远程操作设备使行动不便的老年人能够保持独立性。

其他应用

*医疗保健:患者信息系统、电子病历和远程医疗平台,为残疾患者提供了与医疗保健提供者互动和管理健康状况的途径。

*教育:辅助技术工具和资源使残疾学生能够充分参与课堂活动和获得教育机会。

*就业:无障碍技术、辅助软件和适应性设备,使残疾员工能够在工作场所充分参与并发挥其潜能。

结论

人机交互技术在辅助系统中发挥着至关重要的作用,使残疾或能力下降的人能够与技术有效互动。通过提供广泛的输入和输出模式、交互风格和辅助功能,人机交互技术赋予残疾人能力,使其能够克服障碍、增强独立性和充分参与社会。第三部分人机交互设计原则与用户体验优化关键词关键要点人机交互设计原则

1.用户中心设计:以用户需求和目标为中心,设计出满足用户心理与行为模式的交互体验。

2.简单性和清晰度:界面简洁明了,操作步骤清晰易懂,减少用户认知负荷。

3.一致性和反馈:保持不同交互元素和界面风格的一致性,提供及时明确的反馈,增强用户的可预测性和控制感。

用户体验优化

1.可用性测试和用户研究:通过可用性测试和用户研究收集反馈,迭代改进交互设计,提升用户满意度。

2.个性化体验:根据用户偏好、使用行为和设备类型进行个性化定制,提升用户参与度。

3.无障碍设计:确保交互界面对有不同能力的用户都是可理解、可访问和可用,促进包容性。人机交互设计原则与用户体验优化

用户中心设计

*关注用户需求和目标:以用户为中心进行设计,识别他们的需求、目标和痛点。

*认知和情感设计:考虑用户的认知能力、情绪状态和文化背景,设计易于理解、使用和愉悦的交互界面。

可访问性和包容性

*遵循可访问性准则:遵守国际准则(如WCAG),确保所有用户,包括残疾人士,都能访问和使用辅助系统。

*多模态交互:提供多种交互模式(例如语音、触觉、视觉),以适应不同用户的需求和偏好。

直觉性和可用性

*降低认知负荷:设计简洁明了的界面,减少用户的记忆负担和心理努力。

*提供反馈和帮助:使用清晰的视觉和听觉线索来提供实时反馈,并在需要时提供帮助或支持。

*保持一致性:在整个系统中保持设计的一致性,以建立可识别性和降低学习曲线。

个性化和适应性

*定制体验:允许用户根据自己的偏好和需求定制交互界面。

*自适应系统:根据用户行为、环境和可用资源,自动调整交互。

可用性测试

*早期和持续测试:在设计过程中进行可用性测试,以收集用户的反馈和优化交互体验。

*多种测试方法:使用多种测试方法(例如观察、问卷调查、访谈)来获取全面和可靠的数据。

*分析和改进:分析测试结果并进行迭代改进,以提升用户体验。

数据驱动优化

*分析用户行为:收集有关用户交互、偏好和行为的数据,以识别优化领域。

*A/B测试:使用A/B测试来比较不同设计方案的性能并确定最有效的交互。

*持续监测:持续监测辅助系统的使用情况,并根据用户反馈和使用模式进行调整。

用户体验优化方法

*可用性启发式评估:使用专家知识评估交互界面,识别可用性问题。

*认知遍历:模拟用户在使用交互界面时的认知流程,发现潜在的困难。

*情感设计方法:考虑用户的情感体验,设计引发积极情绪和动机的界面。

研究和未来趋势

*自然语言处理(NLP):整合NLP技术,以支持无缝的语音和文本交互。

*机器学习(ML):使用ML来个性化体验、检测异常情况并提供上下文相关的帮助。

*增强现实(AR)和虚拟现实(VR):探索AR和VR以提供更沉浸式和交互式的辅助体验。第四部分认知科学和人因工程在辅助系统中的作用认知科学和人因工程在辅助系统中的作用

认知科学

认知科学是研究人类心智和认知过程的科学领域。在辅助系统中,认知科学原则用于理解用户与系统之间的互动。

*记忆和认知负荷:辅助系统需要考虑到用户的记忆力和认知能力,避免信息过载和认知负担。

*信息处理和决策:认知科学原理帮助设计系统以促进有效的信息处理和决策制定。

*模式识别和认知模型:使用认知模型来模拟用户的思维过程,并改善系统的可预测性和可用性。

人因工程

人因工程学是一门学科,研究人与系统之间的交互,以优化人机性能和安全性。在辅助系统中,人因工程原则确保系统符合人类的能力和限制。

人机界面设计:

*可及性和可用性:确保辅助系统对所有用户(包括残疾人)都是可及、可用和易于使用的。

*信息显示:优化信息显示以提高可读性和理解力。

*交互机制:设计交互机制以符合用户的认知和身体能力,例如语音输入、手势控制和触觉反馈。

任务分析和工作流优化:

*任务模拟:使用任务模拟来分析用户的任务和工作流,并确定改进交互和工作流程的领域。

*工作流优化:重新设计工作流以提高效率、减少认知负担和改善用户体验。

评估和用户研究:

*用户测试:对辅助系统进行用户测试以评估可用性、可及性和整体用户体验。

*认知评估:使用认知评估技术来衡量用户的认知能力和信息处理能力,并据此进行系统优化。

*长期研究:进行长期研究以跟踪用户的适应情况和随时间推移的系统使用情况。

辅助技术类型

*屏幕阅读器:为视力障碍用户提供对文本和视觉内容的访问。

*语音识别软件:允许用户通过语音控制计算机。

*听觉辅助设备:放大声音和减少背景噪音,帮助听力障碍用户。

*认知辅助工具:提供提醒、组织和记忆支持,帮助记忆力受损的用户。

*触觉反馈设备:为盲人或视力障碍用户提供触觉信息。

影响

认知科学和人因工程原则在辅助系统中的应用产生了重大影响:

*improvedaccessandusabilityforallusers,includingthosewithdisabilities

*increasedindependenceandempowermentforindividualswithdisabilities

*enhancedproductivityandefficiencyinworkplacesandeducationalsettings

*reducedfrustrationandstressforusers

*overallimprovedqualityoflifeforindividualswithdisabilities第五部分多模态交互技术在辅助系统中的探索关键词关键要点【视觉交互技术】

1.眼动追踪技术:利用摄像头追踪用户眼球运动,识别视线关注点,实现非接触式交互,适用于残障人士或需要注意力分散的人群。

2.手势识别技术:基于计算机视觉,识别用户手势动作,提供直观且自然的交互方式,适用于肢体障碍人士或语音交互不便的人群。

3.面部表情识别技术:通过捕捉和分析面部表情,推断用户情绪和意图,增强辅助系统的个性化和情感化交互体验。

【听觉交互技术】

多模态交互技术在辅助系统中的探索

引言

多模态交互技术将多种输入和输出方式相结合,为辅助系统用户提供更自然、直观和高效的交互体验。本文将探讨多模态交互技术在辅助系统中的重要作用。

多模态交互的优势

*增强可访问性:通过提供多种交互通道,多模态交互使具有不同认知、感知和身体能力的人都可以轻松访问和使用辅助系统。

*提高效率:通过允许用户同时使用多个模式(例如语音、手势、触摸),多模态交互可以加快任务执行速度,提高生产力。

*增强用户体验:多模态交互提供更自然和直观的交互,从而提高用户满意度和参与度。

*促进包容性:多模态交互使辅助系统可以适应更多样化的用户群体,从而促进包容性和平等。

多模态交互方法

辅助系统中探索的多模态交互方法包括:

*语音交互:语音识别和合成技术允许用户使用语音来控制系统和获取信息。

*手势交互:计算机视觉技术使用户可以通过手势和动作来与系统交互。

*触觉交互:触觉反馈设备提供触觉提示,增强用户对系统和环境的感知。

*眼动追踪交互:眼动追踪技术监测用户的眼部运动,允许他们使用视线来控制系统。

*脑电图交互:脑电图技术将大脑活动转换为控制信号,使用户可以通过脑电波来与系统交互。

应用示例

多模态交互技术已用于辅助系统中的各种应用,包括:

*智能家居控制:用户可以通过语音、手势或触觉反馈来控制家电、照明和温度。

*无障碍访问:多模态交互使盲人和视力障碍者能够使用语音提示和触觉反馈来导航环境。

*教育和学习:多模态交互可用于个性化教育体验,并为有学习障碍的学生提供支持。

*医疗保健:多模态交互可增强远程医疗保健的便利性和可访问性,并为残疾患者提供更好的护理。

*虚拟现实和增强现实:多模态交互技术与VR/AR相结合,为残疾用户创造身临其境的体验。

挑战和未来方向

虽然多模态交互在辅助系统中具有巨大潜力,但也面临着一些挑战:

*技术复杂性:多模态交互技术的开发和集成需要高度的专业知识和资源。

*用户界面的一致性:确保跨不同模式提供一致且可预测的用户界面至关重要,但可能具有挑战性。

*成本和可用性:多模态交互设备可能成本高昂,并且可能无法广泛获得。

尽管面临挑战,但多模态交互技术仍在不断发展,并有望在未来对辅助系统产生重大影响。以下是一些未来研究和开发方向:

*机器学习和人工智能(ML/AI):ML/AI技术可用于增强多模态交互的准确性、鲁棒性和适应性。

*跨模式交互:探索并开发允许用户同时使用多个模式的交互技术。

*自适应和个性化交互:开发能够适应用户偏好和能力的多模态交互系统。

结论

多模态交互技术通过提供更自然、直观和高效的交互方式,在辅助系统中极具前景。虽然面临一些挑战,但持续的创新和研究有望克服这些障碍,并为残疾用户创造更加包容和赋能的环境。第六部分自适应交互系统与个性化辅助服务关键词关键要点【自适应交互系统与个性化辅助服务】

1.自适应交互系统能够根据用户当前状态、偏好和环境自动调整辅助服务的提供方式,从而提高交互效率和用户满意度。

2.这些系统利用机器学习算法不断学习用户的交互模式,识别其需求并优化操作界面和内容。

3.通过提供个性化的体验,自适应交互系统增强了辅助设备的可用性和可访问性,使残疾用户能够更有效地与技术进行交互。

【个性化辅助服务】

自适应交互系统与个性化辅助服务

引言

自适应交互系统和个性化辅助服务是人机交互在辅助系统中不可或缺的组成部分。它们旨在提升辅助服务的有效性、便利性和用户体验。

自适应交互系统

自适应交互系统是一种能够根据用户的个人需求和环境动态调整其行为的系统。在辅助系统中,自适应交互系统可以:

*适应用户的认知能力和残疾情况:系统可以识别用户的特定需求和限制,并相应地调整交互界面和内容。

*响应环境变化:系统可以感知用户的物理环境,并根据情况调整交互方式,例如在嘈杂环境中提高语音识别的音量。

*学习用户偏好:系统通过观察用户的行为和交互记录,可以学习用户的偏好和使用习惯,并相应地定制交互体验。

自适应交互系统的优点

*提高辅助服务的有效性:通过适应个别用户的需求,自适应交互系统可以优化辅助服务的提供,提高其效率和有效性。

*增强用户体验:定制化和响应式交互可以提供更自然、更符合人体工程学和更令人愉快的用户体验。

*降低认知负荷:自适应交互系统可以减少用户进行交互所需的认知负荷,使他们能够将注意力集中在主要任务上。

个性化辅助服务

个性化辅助服务是根据用户的具体需求和偏好量身定制的辅助服务。这些服务可以包括:

*定制化辅助技术:辅助设备和软件可以根据用户的个人需求进行配置,提供最佳的支持和便利性。

*个性化信息和建议:辅助系统可以提供根据用户的兴趣和目标量身定制的信息和建议。

*同辈支持和社区参与:辅助系统可以促进同辈支持和社区参与,为用户提供获得信息、支持和指导的机会。

个性化辅助服务的优点

*提升用户满意度:个性化服务可以满足用户的独特需求,提高他们的满意度和对辅助服务的依从性。

*促进独立性和自主性:通过提供定制化的支持,辅助系统可以帮助用户提高独立性和自主性,使他们能够参与更广泛的活动和社会互动。

*优化资源分配:个性化辅助服务可以优化资源的分配,确保用户获得最相关的和最有效的支持。

例子

*自适应语音合成器:可以调整语音合成器的语速、音调和语调,以适应用户的听力困难或认知能力。

*个性化屏幕阅读器:可以配置屏幕阅读器以突出显示特定内容或使用用户首选的朗读方式。

*基于兴趣的信息服务:辅助系统可以根据用户的兴趣推荐相关新闻、活动和资源。

*同辈支持网络:辅助系统可以提供在线论坛或讨论组,供用户与其他具有类似需求的个人联系和分享经验。

结论

自适应交互系统和个性化辅助服务对于人机交互在辅助系统中的作用至关重要。它们通过适应用户的个人需求、提供定制化的支持和增强用户体验,共同提高辅助服务的效果和用户满意度。随着技术的发展,可以预见这些系统将继续发挥越来越重要的作用,改善残疾人和其他需要辅助服务个体的日常生活。第七部分人机交互伦理与辅助系统中的平等获取关键词关键要点【人机交互伦理与辅助系统中的平等获取】

主题名称:用户需求与设计偏见

1.辅助系统应根据用户的特定需求和偏好进行定制,避免因设计偏见而造成不平等。

2.识别和消除设计中的偏见,确保系统对所有用户均具有包容性和可用性。

3.征求用户反馈,了解不同群体对系统的需求和体验,并据此改进设计。

主题名称:可访问性与包容性

人机交互伦理与辅助系统中的平等获取

引言

人机交互(HCI)在辅助系统中扮演着至关重要的作用,为残障人士提供无障碍环境和增强参与度。然而,在设计和实施辅助系统时,考虑人机交互伦理至关重要,以确保残障人士的平等获取。

平等获取的原则

平等获取的原则强调每个人,无论其能力或残疾如何,都应该能够获得、使用、受益于和参与产品、服务和环境。在辅助系统中,平等获取意味着:

*可访问性:系统应易于残障人士理解、导航和使用。

*可用性:系统应随时可供残障人士使用。

*适应性:系统应能够根据不同残障人士的个人需求进行调整。

*包容性:系统应设计为面向所有用户,包括残障人士。

人机交互伦理

人机交互伦理为辅助系统设计提供了一套指导原则,以促进平等获取。这些原则包括:

*尊严和尊重:辅助系统应尊重残障人士的尊严和权利。

*自主权:残障人士应能够独立使用辅助系统,无需依赖他人。

*隐私:辅助系统应保护残障人士的个人信息和隐私。

*透明度:残障人士应了解辅助系统的功能和限制。

*责任:辅助系统开发人员应对其设计和实施的后果负责。

保障平等获取的人机交互实践

为了保障平等获取,辅助系统的人机交互设计应遵循以下实践:

*用户参与:在设计过程中,充分融入残障人士的反馈和观点。

*可感知性:确保系统易于残障人士通过视觉、听觉、触觉或其他感官来感知。

*操作性:设计交互元素,使残障人士能够轻松操作。

*反馈:提供清晰且可访问的反馈,以帮助残障人士了解系统的状态。

*定制化:允许残障人士根据自己的需求定制系统。

*文档化:提供清晰易懂的文档,解释系统如何使用。

评估平等获取

评估辅助系统是否满足平等获取要求至关重要。评估方法可能包括:

*用户测试:与残障人士进行用户测试,以验证系统的可访问性和可用性。

*符合标准:检查系统是否符合可访问性标准,例如《网络内容无障碍指南》(WCAG)。

*专家评审:由熟悉残疾相关问题的专家审查系统。

案例研究

语音识别辅助系统:语音识别辅助系统可以为视障人士提供无障碍的电脑访问。通过遵守人机交互伦理和实施可访问性的实践,这些系统可以增强视障人士的自主性和参与度。例如,语音识别软件可以选择使用大字体或高对比度主题,以满足视力障碍人士的需求。

基于手势的控制辅助系统:基于手势的控制辅助系统允许行动不便的人通过手势控制设备。通过考虑人机交互伦理和设计直观且响应迅速的交互机制,这些系统可以增加行动不便人士的独立性和功能性。例如,智能家居系统可以使用手势识别控制灯具、风扇和设备,使行动不便人士能够更轻松地管理自己的环境。

结论

通过遵循人机交互伦理并实施包容性的实践,辅助系统可以在平等获取的环境中为残障人士提供有力的支持。通过赋予残障人士自主权、可访问性和参与度,这些系统有助于创造一个更具包容性和公平的社会。第八部分未来人机交互技术在辅助系统中的发展趋势关键词关键要点【多模态交互】:

1.融合多种输入和输出方式,实现了手势、语音、触觉等自然的交互体验,提升了辅助系统的易用性和包容性。

2.通过触觉反馈、声音渲染和视觉提示的多模态感知,为用户提供更加丰富的交互反馈,增强辅助系统的沉浸感和交互效果。

3.借助人工智能和机器学习技术,持续优化多模态交互算法和模型,提升系统识别精准度和交互效率。

【自适应交互】:

未来人机交互技术在辅助系统中的发展趋势

随着辅助技术的发展,人机交互技术在辅助系统中发挥着至关重要的作用。未来,人机交互技术将呈现以下发展趋势:

1.自然语言处理技术的发展

自然语言处理技术是指计算机理解、生成和翻译人类语言的能力。在辅助系统中,自然语言处理技术将使残障人士能够以自然而直观的方式与计算机和辅助设备进行交互。

例如,语音识别技术将使言语障碍者能够通过语音控制设备,而文本转语音技术将使视力障碍者能够收听书面材料。机器翻译技术将使残障人士克服语言障碍,与来自不同文化背景的人进行交流。

2.计算机视觉技术的进步

计算机视觉技术是指计算机理解和解释图像和视频的能力。在辅助系统中,计算机视觉技术将使残障人士能够“看到”和“理解”周围环境。

例如,物体识别技术将使视力障碍者能够识别物体和环境,而面部识别技术将使认知障碍者能够识别面孔和表情。手势识别技术将使行动障碍者能够通过手势控制设备和应用程序。

3.可穿戴和植入式技术的普及

可穿戴和植入式技术是指佩戴在身体上或植入体内的电子设备。在辅助系统中,可穿戴和植入式技术将使残障人士能够以更无缝和自然的方式与辅助设备进行交互。

例如,可穿戴式脑电波监测设备将使瘫痪患者能够通过脑电波控制设备。植入式义肢将使截肢者能够以更自然的方式控制假肢。

4.主动学习和个性化技术的应用

主动学习和个性化技术是指计算机从经验中学习和适应用户需求的能力。在辅助系统中,主动学习和个性化技术将使辅助系统能够根据残障人士的具体需求和偏好进行定制和调整。

例如,主动学习算法将使辅助设备能够随着时间的推移学习残障人士的交互模式,并根据这些模式调整其行为。个性化技术将使辅助系统能够根据残障人士的年龄、能力和文化背景进行定制。

5.无障碍设计原则的整合

无障碍设计原则是指确保产品和服务对所有用户都可访问的实践。在辅助系统中,无障碍设计原则的整合将确保残障人士能够轻松有效地使用这些系统。

例如,辅助系统将遵循无障碍设计指南,确保文本可读性、图像可访问性和键盘导航可用性。此外,辅助系统将提供多种交互模式,以满足残障人士的不同需求。

6.伦理和可持续性方面的考虑

随着人机交互技术的不断发展,考虑其伦理和可持续性影响至关重要。在辅助系统中,伦理和可持续性方面的考虑将确保这些系统公平、公正且对环境无害地使用。

例如,辅助系统将遵循伦理准则,确保用户隐私和数据安全。此外,辅助系统将采用可持续发展实践,减少能源消耗和环境足迹。

随着这些技术的发展趋势,人机交互技术将在辅助系统中发挥越来越重要的作用,

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