原文發(fā)表于《科技導報》 2026年第7期《人機交互與人工智能的關系》

以人為研究對象的人機交互（HCI）和人工智能（AI）是新一代信息技術的典型代表。作為密切相關的學科，二者必須協同發(fā)展。《科技導報》邀請中國科學院軟件研究所戴國忠、康文惠、田豐老師撰寫文章，從“人機共生”的視角出發(fā)，分析了歷史和當下AI和HCI發(fā)展中存在的問題，并提出了新用戶界面（New UI）的技術設想。

2020年為信息技術發(fā)展的分水嶺。第一代信息技術高潮被稱為“數字化1.0時代”，其核心是將辦公自動化和數字技術引入桌面工作場景。21世紀后，學術界圍繞新舊信息技術展開深入討論，焦點逐漸從以機器為中心轉向以人為本。數字化2.0時代的目標是實現計算的普適化與智能化，使計算更貼近人的需求與能力。

在這一歷史脈絡下，新一代信息技術的典型代表逐漸顯現，即以人為研究對象的人機交互（HCI）和人工智能（AI）。作為密切相關的姐妹學科，二者必須協同發(fā)展，攜手推動以人為本的技術創(chuàng)新進程。正因如此，當下亟需在更系統的框架下審視二者的協同邏輯，即人機交互與人工智能的關系（“2I”關系）。當前面臨2大關鍵挑戰(zhàn)：一是如何有效推進數字化2.0時代的轉型升級；二是如何構建符合人本理念的交互范式，實現以大模型為核心的智能技術的落地應用。為了應對這一挑戰(zhàn)，新一代信息技術必須關注“用戶想做什么”，遵循技術發(fā)展必須緊密契合用戶需求，實現真正的人機協同，確保技術普惠而非成為少數人的特權。我們提出并強調“2I”關系健康發(fā)展的核心，為下一代信息技術的發(fā)展提供思考框架。

1 對新計算環(huán)境下人機交互的新認識

自1960年“人機共生”概念被提出以來，人機交互始終以“人與計算機協作完成任務”為核心，聚焦于人與系統在行為、認知和社會性層面的交互機制研究。然而，隨著新一代信息技術的快速迭代發(fā)展，人機交互的核心驅動力正由單一的技術驅動轉向由社會生產需求、技術綜合進步與個人社交需求等多元因素共同推動的復雜機制。

盡管人機交互近年來隨著新興技術不斷拓展其研究深度與應用邊界，但其發(fā)展基礎仍深受傳統基礎模型的影響。圖靈機和馮·諾依曼體系為現代計算奠定了堅實的理論與結構基礎。然而，這些基礎模型在設計之初主要關注計算的可行性與邏輯實現，較少考慮人與系統間的實時交互需求。

人機交互的發(fā)展離不開交互范式的演進。技術革新推動交互范式的變遷，而范式的演化又反過來促進技術的發(fā)展，二者相輔相成、相互驅動。在這一過程中，關鍵的人物、事件與思想也發(fā)揮了重要作用，能夠深刻影響交互范式的演進。將交互范式用于具體應用時，必須充分關注人的心理與認知特性。因此，應用系統的輸入設計應該符合人的習慣，而輸出應以降低人的認知成本和學習成本為目標，盡可能貼合人的認知機制。

21世紀以來，新的信息技術迅速發(fā)展，計算環(huán)境從單一的桌面計算，發(fā)展成多種計算環(huán)境。在這一發(fā)展與演進過程中，新范式和界面平臺應在保證原有性能的基礎上，呈現系統的決策邏輯與行為機制，通過增強可解釋性推動人機協同，并促進人機能力的共生發(fā)展。

與此同時，人機交互的內涵已超越傳統意義上人對桌面計算機的命令操作，逐漸拓展為具有人類意圖表達和感知能力的“智能機器人”與能夠同計算機實現自然交互的“交互人”之間的協同交互。在這一過程中，交互人和智能機器人應在感知、認知與行為3個層面實現協同與互相促進，構建起物理世界（自然界）與數字空間（互聯網、物聯網）之間的無縫交互橋梁。

2 對人工智能的若干認識

人工智能自1956年達特茅斯夏季研討會首次提出以來，經歷了2次高峰與2次低谷的發(fā)展周期。從理論演進來看，人工智能最初源于圖靈對“具有獨立思維能力的機器”的設想，逐步演變?yōu)橐婚T以圖靈理論為基礎的系統性學科。

迄今為止，人們仍無法充分理解人類在解決問題過程中大腦的運行原理、認知過程，乃至心理發(fā)展，以及它們之間的相互影響機制。這種未知不僅使得“計算機如何模擬人類思維”成為人工智能研究的核心難題，也使得理清“腦?心靈?計算機”三元關系面臨前所未有的復雜性挑戰(zhàn)。

隨著深度學習與大語言模型的發(fā)展，人工智能研究與認知科學之間的關系受到廣泛關注。當代AI的若干核心機制在功能與方法論層面上，與認知科學關于注意、學習、預測與表征等問題的理論討論呈現出一定的呼應關系。

盡管對人類大腦的理解仍處于初級階段，但基于對大腦與人工智能的持續(xù)探索，學者已提出了諸多認知計算理論與模型。早在1937年，丘奇與圖靈就分別提出了人的思維能力與遞歸函數計算能力等價的假說。與此相對，哲學家德雷福斯等則堅決反對這一觀點，認為基于圖靈機的計算模型無法模擬人類智能。

圍繞上述問題，學界逐漸將討論進一步引向對形式系統內在局限性的反思。哥德爾在20世紀初提出的不完備性定理正是這一反思的邏輯起點。從哲學和認知科學的角度來看，哥德爾不完備性定理不僅揭示了形式系統的內在局限，也促使人們重新審視“計算”與“智能”的邊界問題，并成為人工智能哲學討論中不可回避的重要命題。

3 人機交互和人工智能的關系

人工智能與人機交互為計算機科學中2個密切關聯，但側重點在不同的子領域。人工智能側重于從算法和模型層面解決認知計算問題，試圖模擬或重建人的智能過程；而人機交互則強調以人為中心的交互設計，著眼于人的感知、認知與行為特征，致力于通過理論與實踐融合，構建自然、高效的人機協同體系。盡管兩者在實現路徑與方法論上各有側重，協同構成了從智能建模到交互設計的系統性研究框架，但在目標層面具有高度一致性，即理解和服務于“人”的認知與行為需求。

基于這一認識，我們將AI與HCI的關系概括為“2I”關系，用于刻畫智能系統從內部認知建模到外部人機協同實現的技術鏈條。

作為推動下一代信息時代發(fā)展的關鍵技術，“2I”關系對計算機科學領域的健康發(fā)展具有深遠影響。然而，歷史上這2個領域長期被獨立關注，導致資源配置上的競爭與不平衡：在人工智能發(fā)展相對緩慢的時期，人機交互迅速發(fā)展；而在人工智能進入高速發(fā)展階段后，人機交互的發(fā)展則顯得滯后，最終造成前2次人工智能浪潮均因應用落地不足而告一段落。

2022年ChatGPT的問世加速了生成式人工智能的發(fā)展進程，并被視為第3次人工智能浪潮中的重要階段性節(jié)點。有學者認為，以ChatGPT為代表的大語言模型標志著一種全新人機交互范式的形成，并在一定程度上推動了計算模式、認知協作方式與人機交互形態(tài)的協同變革。在人機交互領域，這一進程分別對應著交互范式的變革、多模態(tài)交互機制的形成、認知模型的構建，以及具身環(huán)境中的交互設計探索。

大語言模型是一種新的交互范式，而多通道交互和多模態(tài)大模型、具身交互和具身智能，體現了人機交互和人工智能在學術上的緊密關系和階段分工。這一技術軌跡反映出2個核心趨勢：一是，人們正在努力尋找實現大模型實際落地的關鍵路徑；二是，這一演化清晰地揭示了人工智能與人機交互的內在學術關系。這是一個極具潛力的開端，顯示出人工智能正在從封閉式智能向交互式智能演進的趨勢。

早在21世紀初，人機交互領域就提出了“自然人機交互”概念，作為機器智能演進的重要起點和第1個奇點，強調如何讓機器更準確地理解人類意圖，更自然地輔助人類完成任務，乃至于讓人類在使用過程中“忘記”機器的存在。

隨著AI的高速發(fā)展，AI與HCI的關系正經歷從割裂對立到融合協同的演化。AI在機器學習、自然語言處理與多模態(tài)理解等方面取得突破，推動HCI從傳統的“響應式交互”轉向“預測與引導式交互”。在此基礎上，機器開始具備與人類共同感知、推理和決策的能力，形成人–AI協同或人智組隊的交互模式。

在這一演化過程中，AI已由后臺算力轉變?yōu)橹厮芙换シ妒降暮诵尿寗恿Α?/strong>因此，當前的關鍵在于如何推動人工智能快速轉化為顯性的科技能力，并進一步融合人機交互的發(fā)展路徑，共同催生下一代用戶界面（即新交互范式）。“AI+HCI = New UI”正成為一個重要命題，期待新一代的用戶界面出現，以真正契合人類認知和行為習慣。而在即將到來的“意圖交互”新界面時代，必然也需要更契合這一范式的交互工具。筆式交互將會是新界面時代的核心交互工具之一。這一判斷也在筆式用戶界面平臺中得到了具體體現。該平臺體現了“2I”關系協同發(fā)展的應用實踐。

從更長遠的視角看，人工智能的目標不應局限于（或主要是）替代人類勞動，更應聚焦于讓人回歸到“人的腦力勞動”。因此，人機交互與人工智能不僅是學術上的并行學科，更在技術落地與應用推廣中互為支撐。它們的關系與協同程度，直接影響整個計算機科學領域的健康發(fā)展。

4 AI+HCI=New UI

伴隨AI在感知、理解、推理與可視化等技術的突破，HCI的核心理念由“工具性”向“智能協同性”轉型。這一變革不僅重塑了UI的功能定位，也對其設計原則與認知邏輯提出了全新要求——以智能融合、認知共構與動態(tài)演化為核心。因此，“AI+HCI=New UI”的“New”不僅關乎視覺與交互形式的革新，更體現在設計理念、交互范式、智能屬性與認知結構的系統性變革，標志著UI從“界面”向“認知模型”和“智能體”的躍遷。相較于以操作可視化、交互自然化或單一模型驅動為核心的既有界面范式，“New UI”更強調人工智能能力與交互機制在系統層面的協同演化。

這一范式轉變在交互層面上體現為從顯式指令邏輯向意圖導向交互的過渡。這種新型交互突破了傳統操作層的邊界，通過自然語言、多模態(tài)輸入及語境建模，重構了人機理解鏈條。UI由“被動響應”的容器轉變?yōu)榫邆淅斫馀c共感能力的交互主體，在語義、情境與認知層面實現智能協同。

從設計哲學層面看，“New UI”的理論根基已由“以人為中心”轉向“以人機共智為中心”。界面不再是單向服務對象，而是用戶認知的參與者與外化體。借助AI畫像、動態(tài)建模與持續(xù)學習等技術，系統可根據用戶特征與任務語境動態(tài)演化，實現“千人千界”的自適應交互，從而構建認知增強型共智體系。

在技術路徑上，AI的深度介入推動了UI從“人工設計”邁向“自主演化”。這一能力使UI由“靜態(tài)產品”轉為“可持續(xù)演化的交互生態(tài)”，實現“在使用中學習、在交互中進化”的邏輯，標志著軟件生命周期的范式躍遷。

從研究脈絡上看，“New UI”并非孤立提出，而是延續(xù)了合作式認知界面、混合主動界面與意圖感知界面等研究方向中關于界面主動參與認知分工與決策支持的思想。由此，“AI+HCI=New UI”并非技術要素的簡單疊加，而是對智能能力與交互機制協同重塑界面角色的概念性概括。

在認知理論層面，“New UI”的認知內涵正從傳統的“信息加工”范式，邁向以擴充心智與分布式認知為理論支撐的認知共構框架。

“New UI”的終極形態(tài)體現為混合智能驅動的共智界面。它以“共智邏輯”為核心，推動人機關系由“主客體”走向“共生體”，由“操作邏輯”邁向“認知共構”的智能邏輯。

5 迎接人機共生新時代

人機關系的理解與實踐不斷深化。從早期以文字為工具的“字符式交互”，到GUI實現的人機命令式操作，再到當下由人工智能驅動的“協同交互”與“智能代理”，人機交互逐漸從“命令界面”轉向“認知伙伴”。然而，進入21世紀以來，盡管人機交互在產業(yè)與應用層取得了顯著成就，但在思想創(chuàng)新、理論體系、范式建構等方面仍顯薄弱。基于“HCI+AI=New UI”的理念，推動界面從靜態(tài)的視覺窗口轉變?yōu)橹悄艽砼c用戶之間的動態(tài)對話空間，進而實現“人機共生”。這不僅是技術層面的突破，更是對人與技術、人與社會關系的系統性再定義。人機交互研究應跳脫狹義技術視角，從人類文明是否存亡的角度去思考和理解。同時，站在技術與人文的交匯點上，更應以全球視野看待人機交互的未來發(fā)展。唯有在人文與技術、東西方智慧、科學與藝術之間建立對話機制，才能真正走向一個人與技術共融共生的未來世界。

本文作者：戴國忠，康文惠，田豐

作者簡介：戴國忠，中國科學院軟件研究所，研究員，研究方向為人機交互、計算機圖形學。

文章來 源 ： 戴國忠, 康文惠, 田豐. 人機交互與人工智能的關系[J]. 科技導報, 2026, 44(7): 44?51.

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