智能时代已经到来，大模型、具身智能等新技术不断发展，使得机器与机器、机器与人之间的交互无处不在。本书深入浅出地探讨和解读了人工智能中的智能交互技术：第1章主要介绍智能交互技术的基础知识；第2章主要讨论感知认知与交互技术的结合；第3章讲解交互设计的准则；第4章讲解交互系统的原型设计；第5章讲解移动终端的交互设计；第6章讲解智能语音交互设计；第7章介绍智能交互技术的设计与评价方法；第8章重点介绍智能交互前沿技术及应用，包括具身交互智能、虚拟数字人、元宇宙等；第9章介绍e智能车交互设计。书中以自动驾驶作为主要应用场景，各章均配有习题，大部分章节配有翔实的实验指导。 　　本书可作为普通高校人工智能、计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术、机器人工程、自动化、电子信息工程等专业本科生、研究生的教材，也可作为相关技术人员的参考书。 　　本书配有教学课件、实验素材、教学视频（配套大学MOOC“智能交互技术”）、电子教案、教学大纲，请选用本书作为教材的教师登录www.cmpedu.com注册后下载相关资料，或发邮件至jinacmp@163.com索取相关资料。

高等院校教师

目　录CONTENTS
序
前言
第1章　人机交互技术的发展 1
1.1　人机交互概述 1
1.1.1　人机交互的定义 1
1.1.2　人机交互的起源与发展 2
1.1.3　感知智能在交互技术中的作用 4
1.2　智能交互的研究内容 7
1.2.1　传统人机交互技术研究内容及发展 7
1.2.2　智能交互技术研究内容 9
1.2.3　机器具身交互智能 10
1.3　智能交互技术与相关学科 12
1.3.1　智能交互技术与计算机科学 12
1.3.2　智能交互技术与智能科学和技术 13
1.3.3　智能交互技术与软件工程 13
1.3.4　智能交互技术与工业设计 14
1.3.5　智能交互技术与生理学 15
1.3.6　智能交互技术与认知心理学 16
1.4　习题 17
第2章　感知认知和交互技术 18
2.1　知觉和认知 18
2.1.1　人的感知 18
2.1.2　感官与交互体验 19
2.1.3　知觉的特性 21
2.1.4　认知过程及影响因素 23
2.2　输入/输出设备 24
2.2.1　智能音箱语音交互 25
2.2.2　生物识别与动作捕捉 25
2.2.3　AR/手势/投影交互 26
2.2.4　支持性技术：云技术和大数据 26
2.3　交互技术 26
2.3.1　基本交互技术 27
2.3.2　语音交互技术 29
2.3.3　多点触控交互技术 30
2.3.4　跨模态交互技术 31
2.4　基于感知技术的人车交互 31
2.5　实验1：AI图像创作 33
2.5.1　实验目的和类型 33
2.5.2　实验内容 33
2.5.3　实验环境 35
2.5.4　实验步骤 35
2.5.5　实验报告要求 41
2.5.6　实验注意事项 41
2.5.7　考核办法和成绩评定 42
2.6　习题 42
第3章　交互设计准则 43
3.1　用户体验的定义 43
3.1.1　体验设计 43
3.1.2　情感设计 45
3.1.3　交互设计流程 46
3.1.4　用户体验的应用环境 47
3.2　交互设计的原则 47
3.2.1　状态可见原则 47
3.2.2　场景贴切原则 48
3.2.3　用户可控原则 49
3.2.4　一致性原则 49
3.2.5　预防出错原则 49
3.2.6　协助记忆原则 50
3.2.7　灵活高效原则 50
3.2.8　美观简洁原则 51
3.2.9　容错原则 52
3.2.10　人性化帮助原则 52
3.3　大模型时代的交互设计原则 53
3.3.1　透明度和可解释性原则 53
3.3.2　上下文感知和适应性原则 53
3.3.3　为心智模型设计 53
3.3.4　为适当的信任和依赖设计 54
3.3.5　为共创设计 54
3.4　桌面系统应用交互设计 55
3.4.1　桌面应用的分类 55
3.4.2　桌面系统应用界面设计原则 59
3.4.3　桌面系统应用交互设计技术 61
3.5　移动应用交互设计 64
3.5.1　交互方式比较 64
3.5.2　App界面设计风格 66
3.5.3　移动应用交互设计原则 69
3.6　实验2：思维导图与产品功能设计 73
3.6.1　实验目的和类型 73
3.6.2　实验内容 74
3.6.3　实验环境 74
3.6.4　实验步骤 74
3.6.5　实验报告要求 81
3.6.6　实验注意事项 82
3.6.7　考核办法和成绩评定 83
3.7　习题 83
第4章　交互原型设计84
4.1　交互设计基本流程84
4.1.1　需求分析84
4.1.2　架构与流程设计84
4.1.3　方案设计85
4.1.4　方案验证85
4.1.5　设计跟踪85
4.1.6　其他85
4.2　生成式人工智能与交互原型设计86
4.2.1　交互设计中的AI应用86
4.2.2　AI与设计流程的融合87
4.3　交互原型设计工具简介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　实验3：手机App原型开发设计94
4.4.1　实验目的和类型94
4.4.2　实验内容94
4.4.3　实验环境95
4.4.4　实验步骤95
4.4.5　实验报告要求 107
4.4.6　实验注意事项 107
4.4.7　考核办法和成绩评定108
4.5　习题108
第5章　移动终端的交互设计实战110
5.1　Android操作系统110
5.1.1　Android系统特点与架构110
5.1.2　Android开发工具简介113
5.1.3　Android应用设计规范114
5.2　图形化编程开发Android程序118
5.2.1　App Inventor开发环境119
5.2.2　App Inventor简单操作119
5.3　实验4：移动端网络接口调用的实现125
5.3.1　实验目的和类型125
5.3.2　实验内容125
5.3.3　实验仪器、设备126
5.3.4　实验原理126
5.3.5　实验步骤及要求127
5.3.6　实验报告要求131
5.3.7　实验注意事项131
5.3.8　思考题131
5.3.9　考核办法和成绩评定131
5.4　实验5：移动端人脸检测实验131
5.4.1　实验目的和类型131
5.4.2　实验内容132
5.4.3　实验仪器、设备132
5.4.4　实验原理132
5.4.5　实验步骤及要求134
5.4.6　实验报告要求142
5.4.7　实验注意事项142
5.4.8　思考题143
5.4.9　考核办法和成绩评定143
5.5　习题143
第6章　智能语音交互设计144
6.1　语音交互技术发展144
6.2　语音交互的优缺点145
6.2.1　语音交互的优点和痛点145
6.2.2　智能语音交互核心技术146
6.3　实验6：语音识别和语音合成147
6.3.1　实验目的和类型147
6.3.2　实验内容147
6.3.3　实验仪器、设备147
6.3.4　实验原理147
6.3.5　实验步骤及要求148
6.3.6　实验注意事项149
6.3.7　思考题149
6.4　大模型时代的智能语音交互150
6.4.1　从GUI到VUI再到LLM驱动的对话系统150
6.4.2　语义理解的新范式151
6.5　实验7：对话交互152
6.5.1　实验目的和类型152
6.5.2　实验内容152
6.5.3　实验仪器、设备153
6.5.4　实验原理153
6.5.5　实验步骤及要求154
6.5.6　实验注意事项159
6.5.7　思考题160
6.6　习题160
第7章　智能交互技术的设计与评价161
7.1　智能交互技术设计思路161
7.1.1　需求分析162
7.1.2　用户研究162
7.1.3　设计服务流程162
7.1.4　智能交互接口定义162
7.1.5　设计交互原型界面163
7.2　智能交互产品设计的相关因素163
7.2.1　产品使用者163
7.2.2　交互设施和产品165
7.2.3　产品服务过程165
7.2.4　交互产品的服务环境166
7.3　智能交互产品设计的质量评价166
7.3.1　交互需求评估166
7.3.2　交互设计评价167
7.3.3　服务任务评价168
7.3.4　交互性评价169
7.4　智能交互设计的测试170
7.5　智能交互界面设计的评价170
7.6　习题171
第8章　智能交互前沿技术及应用领域172
8.1　智能交互前沿技术172
8.1.1　人工智能时代的智能交互技术172
8.1.2　虚拟数字人174
8.1.3　虚拟/增强现实及元宇宙176
8.2　无人驾驶中的具身交互智能181
8.2.1　基于自然语言的交互认知182
8.2.2　基于多源数据融合的协同共驾模式多通道控制权交互研究简介184
8.3　智能交互技术在智能网联汽车中的应用185
8.3.1　智能网联汽车“车路云一体化”技术185
8.3.2　车路云一体化与智能交互技术应用187
8.4　基于云机器人平台的智能交互及其应用189
8.4.1　云机器人平台简介190
8.4.2　智能交互技术在云机器人平台的应用191
8.5　智能交互相关标准192
8.5.1　国际标准化192
8.5.2　国内标准化192
8.5.3　智能交互技术标准化及发展方向194
8.6　习题194
第9章　e智能车交互设计实战195
9.1　e智能车系统介绍195
9.1.1　e智能车系统195
9.1.2　e智能车控制框架197
9.1.3　e智能车虚拟仿真平台197
9.2　实验8：移动端智能交互控制实战203
9.2.1　虚拟仿真平台智能交互控制203
9.2.2　e智能车智能交互控制213
9.3　实验9：智能语音交互控制实战219
9.3.1　虚拟仿真平台智能语音交互220
9.3.2　e智能车智能语音交互233
9.4　实验10：智能手势识别交互控制237
9.4.1　虚拟仿真平台智能手势识别交互237
9.4.2　e智能车智能手势识别交互242
9.5　习题244
参考文献245