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作者:[美]安珀·凯斯(Amber Case)

出版社:人民邮电出版社

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交互的未来:物联网时代设计原则

交互的未来:物联网时代设计原则试读:

前言

我第一次接触马克 · 韦泽和约翰 · 西利 · 布朗的作品《平静技术1设计》 是在 2005 年。那时,我还是大学二年级学生。尽管我非常热爱技术,但是我学习的课程及研究的领域主要还是人类学——那时,我还不知道这两门学科之间的联系会有这么紧密。当时,我才刚刚开始发现理解人类的行为对技术设计的重要性,具体来说,就是对人机交互方式的重要性。1该论文的原名是 Designing Calm Technology,由马克 · 韦泽(Mark Weiser)和约翰 · 西利 · 布朗(John Seely Brown)发表于 1995 年。——编者注

2005 年,智能手机才刚刚进入人们的视线,从此,其貌不扬的移动电话开始从美化版的步话机蜕变成了功能齐全的计算机,同时计算机用户界面的所有问题也随着智能手机进入了人们的日常生活。正是针对这些问题的研究,让我最终选择智能手机及其对人类文化的影响作为我的毕业论文题目。在研究中,我偶然发现了一篇鲜为人知却极具突破性意义的论文,这篇写于 20 世纪 90 年代中期的关于人机交互的论文名为《平静技术设计》。我后来才知道,原来施乐帕克研2究中心(Xerox PARC) 的一些背景各异的研究人员,包括技术专家和人类学家,研究技术对人类行为和幸福感的影响已经有很多年了。2其正式名称现已改为 PARC, a Xerox Company。——编者注

这些专家最关心的问题是,面向未来这个充满小型电子设备的社会,如何最好地设计新技术。我意识到“平静技术”及其背后的研究并不仅仅关乎互联网的走向,更关乎整个人类社会的走向。因此,这是一个值得更多关注的研究领域。图 P-1:这张照片拍摄于 20 世纪 80 年代施乐帕克研究中心计算机科学实验室。照片上,互联网先驱,同时也是该实验室主任的鲍勃 · 泰勒(Bob Taylor)3正坐在豆袋椅上和实验室的学生们一起讨论问题 3该照片由施乐帕克研究中心学术部提供,施乐帕克研究中心版权所有,本书经授权使用。

韦泽和布朗比他们所处的时代超前了至少十年,一骑绝尘,以至于他们的研究成果在今天已经有了被遗忘的危险……而现在恰恰又是我们最需要这些研究成果的时候。韦泽是普适计算之父,正是他和布朗于 1995 年在施乐帕克研究中心发表的那篇论文中首次引入了“平静技术”这个概念。虽然使用“平静互动”或“平静设计”可能更为准确,但是“平静技术”仍然是用来描述此类现象的最常用的词。

现在,我们比任何时候都更需要他们的理论框架、忠告和研究成果,否则我们将会越来越多地遭遇诸如丧失能动性、安全、隐私等问题,更不要说陷入带宽危机了。没有人愿意未来总是要去持续升级一个不用的程序,也没有人愿意总是中止自己的工作去等待技术自我修复。韦泽曾说,我们将无法以与台式计算机互动的方式和未来技术互动。他说的未来恰恰就是现在。

2005 年,我们才刚刚开始看到移动设备的发展前景,但早在 20 世纪 80 年代和 90 年代,韦泽和布朗就已经设想出一个充满各种设备的时代。那一系列设备与今天的电视机、智能手机和平板电脑非常相似,韦泽和布朗将它们称作“垫板、平板和直板”。随着时间的推进,我开始意识到他们的深刻见解在一个越来越被技术所介入的世界中将会是多么重要。

对手机、社交行为和界面设计的研究很快让我走上了研究用户体验和交互设计的职业发展道路。我最终意识到,绝大部分技术实际上妨碍了人们的生活,而不是带来便利。手机的电池寿命有限,却需要支撑“笨重”的网络应用,我们就这样被困在其中。即将到来的小型设备时代将如何解决这个问题?周围的一切都在呼唤我们,这必将导致我们变得更为焦虑、更加手足无措。

下一个十年将会出现新一代令人沮丧且极其复杂的联网设备。很多人十分兴奋地谈论着未来将要出现的新设备,但技术给我们带来的问题仍未得到解决。如果物联网的出现无助于解决这些问题,那么它的美好愿景也不过是幻想而已。物联网可不是在家里联着玩的——它必须有用才行。物联网时代的成功技术必须非常简单,并且具有极简的界面。我认为未来物联网发展的动力将会是优雅、人性化、不显眼的“平静技术”。

本书将为开发新一代设备提供一些指导原则。我们需要新的工具和新的视角来让物联网为生活带来便利,而不是妨碍我们的生活。令人惊奇的是,早在几十年前,就已经有一个研究团队拥有了这样的视角,他们预见到了这样的未来。本书的目的就是要介绍他们(韦泽和布朗等)的理念,以便向他们学习,而不必再去重复他们做过的研究。

我还会根据科技产业发展的现状进一步拓展韦泽和布朗的思想。采用这样一种历史视角的优势在于,我们可以由此观察科技发展的实际情况,从而验证这些思想家所提出的设想。智能手机、现代网络和廉价的传感器在他们那个时代都还只存在于理论层面,但他们却依然构建出未来世界的原型,让我们看到了未来的世界。

通过研究这些思想家对几十年后的未来世界的展望,我们可以从他们的概念框架中学到很多。从某种意义上说,他们没有被所看到的世界蒙蔽双眼,所以才能够清晰地构想出世界的其他模样,也才能够超越所处的时代思考技术的长远影响。

不显眼的技术(unobtrusive technology)并不是新概念。一个世纪以前,人们就在思考如何控制并创造第一种平静技术:电。电就在我们的身边。它在幕后为我们服务,不会引起我们的注意。

理想的应用程序或技术应该不动声色地发挥作用。它提供某种我们需要的功用,却不会过于吸引我们的注意。与电力设备不同,当前很多设备都会在没有任何警告的情况下停止工作,或者通过状态提示灯或软件更新提示干扰我们,将我们从工作流程中拉出来,让我们远离所追寻的目标。这样的设备站在了我们的对立面。

尽管我们可能认为技术冰冷且不近人情,但是必须记住,有着各种各样奇异怪癖的它,从根本上说仍是人类的产物。我们设计技术的目的是拓展自己的能力。现在,是时候为下一代理清这个关系了。读者对象

如果你正在使用或设计技术,或者正在作一些与技术有关的决策,那么就该读一读这本书。如果你碰巧是用户体验设计师、产品经理、工程师或管理人员,那么就更应该读一读这本书。如果你因为那些设计拙劣的信息系统而苦恼,并且想让它们变得更好,那么就必须读一读这本书。

本书是对未来 500 亿电子设备设计工作的展望。书中提到人们现在还不常思考的几个问题,但很快所有人都会开始关心这些问题:如何创造只有在绝对必要的情况下才会引起我们注意的技术?应该如何设计才能保护人们的隐私,突破带宽限制和电池电量瓶颈?如何才能平稳地将产品引入市场,并为产品生命周期的每一个阶段提供智能化设计?最后,如何才能设计出人们喜欢的技术?如何才能设计出融入生活而不干扰生活的设备?是否能设计出代代相传的设备,而不是不断过时的设备?

有人告诉我们,在不久的将来,冰箱会提醒我们什么时候该去商店买鸡蛋,“智能”标签会提醒我们上周买的香蕉快坏了。但是,我并不需要计算机来提醒我冰箱里的食物已经不太新鲜了。我想你也不会有这样的需求。香蕉作为“大自然技术”进化的完美产物,本身就能通过外表告诉我们它是否还新鲜。在我逛商店时,一条家里已经没有牛奶的提示信息对我是有价值的。但是,如果这条信息来自于只有在最佳环境下才能运转的设备,或者需要我不断保养才能有效工作的设备,那么它对于我而言就没有价值了。

烦人的设备给我们的生活带来困扰,它们还会妨碍我们完成要做的事情。你戴在手腕上的“智能手表”就是一个例子,它会不停地用生活中发生的各种事情(短信、状态更新、电子邮件)来烦你。

这样的设备出于默认设置,会不断地用你不需要的信息干扰你,结果反而让你脱离了生活。

生活中像这样由系统导致的摩擦随处可见:每次我们给手机升级新的操作系统都会出现类似的情况,每次我们租房子就会面对厨房里别人留下的有着各种奇怪按钮的电器。相反,低摩擦系统则能够以一种令人愉悦的方式给我们提供数据并提高我们的能力。我们需要的正是这样的技术:它增强我们的能力,同时却能够保留我们自身的选择权。

感谢你阅读本书!希望本书可以助你掌握一套理论框架,以便用来思考联网设备的未来,以及如何构建或改进现有设备。

若想了解更多关于平静技术的信息,或分享相关信息,请访问 http://calmtech.com、http://www.twitter.com/calmtechbook 以及 http://www.twitter.com/caseorganic。O'Reilly 的网站有关于平静技术的视频(http://shop.oreilly.com/product/0636920039754.do)。此外,你还可以在以下网站找到关于平静技术的最新练习资料:https://www.calmtech.com/exercises.html。如需联系我,请发邮件至:case@caseorganic.com。内容概要

本书分为 6 章。

第 1 章 为 500 亿设备服务的设计

这一章纵览各种设备从 20 世纪 50 年代到当今的普适计算时代所经历的飞跃性发展。对于人的注意力、带宽和电池寿命来说,500 亿台设备意味着什么?由设备组成的社交网络对人的能动性有什么危害?如何运用平静设计解决这些问题?

第 2 章 平静技术设计原则

这一章列出了平静技术设计的一些指导原则。我们将介绍如下概念:注意力的有限带宽、信息压缩与周边感官,以及怎样设计消耗注意力最少的技术。第 2 章列出了以下原则:● 应该尽可能减少设备所需的注意力;● 设备应该提供信息并创造平静生活;● 设备应该有效利用注意范围的边缘;● 设备应该放大自身及人类的优势;● 设备可以交流但并不需要说话;● 设备应该在出现问题时仍然可用;● 应该使用所需的最低技术含量解决问题;● 设备的使用应该遵守社会规范。

第 3 章 平静沟通模式

在这一章中,我们会看到几组关于平静技术的例子,分组依据是设备吸引注意力的方式。这一章还会讨论简单的状态指示信号,如灯光和声音,然后研究基于系统的复杂模式,如情境通知和劝导技术。第 3 章讨论的部分话题如下。● 可视状态指示器● 状态音● 触觉反馈● 状态呼叫● 环境知觉● 情境通知● 劝导技术

第 4 章 平静技术设计练习

这一章会给你机会,在一系列与日常生活用品有关的设计练习中应用你学到的知识。

以下是练习的完整列表。● 练习 1:更安静的闹钟● 练习 2:开启一天的闹钟● 练习 3:可续航一年的电池● 练习 4:更安静的厨房● 练习 5:让饮食更健康的冰箱● 练习 6:利用环境知觉● 练习 7:利用触觉反馈

第 5 章 平静技术在公司里的应用

这一章讨论如何在公司内部整合平静技术的概念,包括对隐私和安全的考虑。我们将介绍避免起步失败的策略、如何组建和测试团队,以及如何成功地将产品引入日常生活。

第 6 章 平静技术的历史与未来

最后一章详细介绍平静技术及普适计算在施乐帕克研究中心的起源。我们将介绍施乐帕克研究中心部分研究人员的理念,以及他们早期的研究工作对其世界观的影响。®Safari Books Online

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感谢 Mark Weiser、Rich Gold 和 John Seely Brown,他们在施乐帕克研究中心的研究成果为本书提供了灵感和启发。

感谢 Carl Alviani 和 Kellyn Bardeen 这两位主要的内容编辑,他们没日没夜地不辞辛劳,给了我很多深入的帮助。感谢既出色又有耐心的 O'Reilly 编辑 Angela Rufino、Mary Treseler 和 Jasmine Kwityn。

感谢 Scott Jenson、Christian Crumlish、Adam Duvander、Marshall Kirkpatrick 和 Josh Marinacci,他们审阅了本书的初稿及提纲。

感谢我的导师 Sheldon Renan、Douglas Rushkoff 和 Deborah Heath。感谢我的父母,是他们培养了我的好奇心。第1章为 500 亿设备服务的设计1.1 计算机技术发展的四波浪潮

计算机技术发展的第一波浪潮始于 20 世纪 40 年代,约在 20 世纪 80 年代结束。这个阶段的主要特征是很多人为同一台计算机服务。这是巨型有限大型机的时代,大型机主要是由技术熟练的专家使用的,他们负责学习如何操作那些复杂且设计拙劣的互动界面,并从中获得职业自豪感。

计算机技术发展的第二波浪潮也叫作台式计算机时代。这个阶段的主要特征是一人使用一台计算机。计算机的运算能力大大提高,但仍然需要安放在某处。这是个桌面出版的时代,用户界面取代了上一代计算机难用的文本输入系统。

马克 · 韦泽所设想的计算机技术发展的第三波浪潮则是互联网时代。在这个阶段,许多台式计算机通过无处不在的分布式计算技术连接在一起。这个阶段是台式计算机时代和普适计算时代之间的桥梁。人们会将很多小型设备与大型网络连在一起。

最后一波浪潮才刚刚开始(并且分布不均匀)。这个阶段的主要特征是很多计算机在世界各地为每个人服务。韦泽将这一波计算机技术发展的大潮称为普适计算(Ubiquitous Computing)时代,简称 Ubicomp 时代。

韦泽的普适计算理念认为全球的设备数量至少会达到人口数量的 5 倍。换句话说,如果世界人口是 100 亿(韦泽认为在 21 世纪完全有可能出现这么多人口),那么全球拥有 500 亿台设备的估算还是保守的。显然,设备数量与人口数量的比例在某些地方会比在其他地方高得多,但即便是这种差距现在也正在开始缩小。

有些人仍然只使用台式计算机,但绝大部分人的生活中都会有多台设备。这些设备包括智能手机、笔记本电脑、小型平板电脑、家中与互联网连在一起的恒温器,等等。

很多设备为同一人服务时,会发生什么事呢?我们会逼近数据存取和带宽的极限。这种极限也许最终会将我们卷入计算机技术发展的第四波浪潮:分布式计算时代。图 1-1 展示了计算机技术发展的这四波浪潮。图 1-1:马克·韦泽和约翰·西利·布朗在《即将到来的平静技术时代》(The Coming Age of Calm Technology,施乐帕克研究中心,1996)一文中提到了计算机技术发展的三个阶段。在他们的启发下,本书提出了计算机技术发展的四波浪潮

在普适计算时代,我们生活中的很多设备都具有一定的数据处理能力,但并不是所有设备都互相连在一起。我们今天所说的“物联网”描述的就是很多联网设备所形成的网络。它代表的是普适计算时代的联网阶段,也同时意味着网球鞋等很多日常用品可能会与无线网络连在一起,从而开启一系列新的功能领域,并带来更多的数据收集渠道及安全风险。尽管追踪记录日常生活中的点点滴滴可能显得很酷,但如果这些数据落入坏人之手,那可就不妙了。在分布式计算中,网络上的每一台设备都是一个潜在的信息存储节点。这就是说,即便没有了中央服务器,我们依然有可能访问一般由中央服务器存储的文件或信息。这是因为这些信息的一个个字节是“分布”在整个网络之中的。1图 1-2:中央式系统、非中央式系统,以及分布式系统 1图片来源:Paul Baran,“On Distributed Communications,”Rand Corporation, 1964. http://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/research_memoranda/2006/RM3420.pdf。

韦泽最初关于 Ubicomp 时代的设想还包括如何处理人均使用设备数量增加这个问题。当世界上有 500 亿台设备时,会出现什么情况呢?在这样的世界里,我们与设备互动的方式至关重要。如果我们一方面要增加设备的数量,另一方面又要保留目前我们与设备互动的标准,那么很快就会发现我们自己和整个世界都将淹没在一大堆分不清彼此的对话框、弹出框、推送通知和提醒信息之中。1.1.1 不再是台式机的世界

台式计算机时代那些昂贵的恐龙式计算机早已不复存在。人们再也不用将代码存储在光盘上,也不是每两年才更新一次代码。使用台式计算机是一种消耗性的过程——并非当前的所有设备都能支持这种奢侈行为。

桌面应用程序在处理能力、带宽使用和注意力方面曾有很多可供利用的资源。台式计算机假定你会坐在椅子上,扎根在那里,并把所有的注意力都放在眼前的屏幕上。移动设备则可能在与你周围的环境争夺你的注意力。你很少会在移动设备面前端坐下来,相反,你可能会在餐厅里使用移动设备,并处于技术专家琳达 · 斯通(Linda Stone)所说的那种“持续的部分关注”状态中。如今的小联网设备可能使用微小的处理器,必须充分利用它所拥有的全部处理能力。

小型设备要想得到普及,必须价格低廉;要想为人所用,必须有快速处理信息的能力;要想生存下去,则必须容易联网。与其说小型设备是一系列机械产品,不如说是一种全新的物种。也就是说,这种设备要遵循自然法则。快捷、轻便并且能够快速生产的小型设备最终会成为下一代人生活的一部分。但是,优秀的设计可以通过降低设备的复杂性和减少设备对保养的需求,制造出代代相传的设备。

我们正在走向一个生态系统,它有着更多生物性特征而非机械性特征。在这个系统中,计算机病毒有着与自然界病毒相似的运行机制。在这个新时代,代码膨胀不仅没有必要,而且十分危险。借用这个比喻,我们可以说,编写拙劣的系统会招来疾病和灾难。1.1.2 硬件设备的寿命越来越短

在台式机时代,硬件是稳定的。购买一台计算机之后,你会用上好几年——硬件本身就是一种投资。软件的更改或更新十分罕见,它们会存储在光盘上,或与计算机装在一起。现在,人们持续使用某些数据流和软件的时间比使用设备本身的时间还要长。一个人平均会用多少部手机来登录 Facebook ?尽管 Facebook 是由几十个快速更新的应用程序和软件组成的,它整体上却比人们使用它时所用的设备更加稳定。

人们购买各种设备已经不再是为了能够用上 10 年。现在,设备也许用不了一年就升级了。各个公司和运营商为用户提供按月付款方案,让用户可以自动“订购”最新的设备,从而不再需要购买每款新上市的设备。这是对功能和数据的投资,而不是对设备本身的投资。这更多与数据有关,而不是与为数据服务的设备有关。设备的存在不过是将数据提供给用户而已。

过去,设备的主要价值在于硬件;现在,更大的价值在于由用户产生的内容。这就是说,能够获得这种数据的最简单的设备才是最好的,这样的设备更容易使用、开发、维护和保养。1.1.3 500亿设备组成的社交网络

未来,联网设备的数量将远远超过人际网络中人的数量。

试想一下,未来的社交网络中有 100 亿人,但联网设备有 500 亿台。由设备组成的社交网络不仅要通过机器提醒人类,而且还要使机器相互提醒。

当人类有了这么多设备和系统时,最重要的一个问题就是这些分散的网络如何相互交流。这可能会引起一些实实在在的问题。你是否有过因为收费机器不接受你的钱而被困在停车场的经历?当整个系统都被自动化并且没有任何人为监控时,系统就可能会陷入一个怪圈。万一某个通知信息在一个系统中出了问题,而另一个系统又无法识别,会出现什么情况呢?倘若一项交易彻底失败,又会出现什么情况呢?会有通知告诉人们系统失灵了,还是所有人都必须等候操作人员介入?

在现实世界中,设备总有出问题的时候。事实上,设备常常会在你最需要它们的时候出问题。比如,你的车坏在路边,但偏偏这个时2候,你打不开 AAA 的 App,无法寻求帮助;再比如,你到了急诊室,但偏偏这个时候,手机死机了,或者社保卡丢在家里了,无法使用医疗保险,这可是性命攸关的大事。2AAA 是由美国汽车协会(American Automobile Association,AAA)提供的一款 App,为会员提供包括道路救援在内的各种服务。——编者注1.2 未来的500亿设备

未来,各种设备占用的资源不能太多。随着时间、注意力和支持服务等资源变得越来越稀缺,最终胜出的一定是那些最高效的设备。除非人们设计的是更为简化的系统,否则只能自食苦果。

尽管技术的发展可能没有极限,但人类本身是有极限的。我们所处环境的连通性和力量也是有限的。随着时间的推移,一切都会变得更加昂贵。

国际数据公司(IDC)在 2015 年全球物联网预测报告中称,在未来不到三年的时间里,“信息技术网络会从容量过剩状态进入由物3联网设备的重压导致的负荷过度状态”。3详见《IDC 未来展望:2015 全球物联网预测》,http://www.thewhir.com/web-hosting-news/half-networks-will-feel-stranglehold-iot-devices-idc-report。

这意味着那些占用太多带宽的设备将会出现连通性和性能的问题,并由此给用户带来不必要的花费。要想克服带宽极限,需要采取一揽子解决方案,在适当的环节解决相应的问题。其中一种解决方案就是分布式计算,这可能是克服带宽极限和内容容量瓶颈的最自然的解决方案了。另一种解决方案则是通过限制网站及其内容的大小来减少对带宽的占用量。本章稍后将分析这些解决方案。

电话线、电网和现代化道路从何而来?这些都需要政府和企业进行投资并付出努力才得以建成。没有它们,又何谈今天的便利和连通性?

如今的电信运营商和互联网服务商相互竞争,重复铺设了网络线路,而且彼此不愿分享网络容量,这使得设备之间的信息传递更难实现。

从长远来看,企业随着自身的发展增加带宽对它们是最有利的。但是,这样做会带来成本的增加,并有可能降低企业的初始收入,从而让竞争对手渔翁得利。将来,电信运营商和互联网服务商可能会被迫分开经营。如果它们能相互合作,就有可能设计出一种分摊基础设施建设成本并共享收益的好方法。如果它们不愿合作,那么政府则有可能需要扮演这个角色,就像美国前总统艾森豪威尔提出修建洲际高速公路网来消除危险道路和低效路线一样。1.2.1 限制带宽的占用量

设计师将网站设计得非常有吸引力,而资源的占用却只有在其影响到网站的可用性时才会引起设计师的注意。带宽占用率很高的网站会拖慢整个网络的速度。如今普通的智能手机用户通过移动网络和 WiFi 就能自由地通过流媒体技术浏览各种在线信息。所有这些数据流量和低效的数据使用行为正在消耗着很快将要用于连接物联网的带宽。这已经引发了企业之间的矛盾,而用户则被夹在中间。2014 年,互联网服务商 Comcast 和 Verizon 就曾限制来自在线视频播放服务商 Netflix 的数据流量。Netflix 为此不得不向互联网服务商购买更多带宽,以此换取它们解除对数据流量的限制。但即便如此,Verizon 仍然还在对来自 Netflix 的数据流量进行限制。

随着时间的推移,带宽限制可能自然会促使人们编写一些对带宽使用需求更小的软件。未来做得好的企业也可能会使用各种技术及互联网协议重写整个网络,并制定一些协议来避免数据在流向多个设备的过程中的冗余。

分布式 Web 网络是未来网络演变和发展的方向之一。在这种网络中,大量设备同时扮演着服务器的角色。这些设备再也不用从单一的服务器获取数据,而会越来越多地从网络上的其他设备获取一块块数据。今天,这样的网络正处于缓慢发展中。相信在将来,这样的网络会越来越多。1.2.2 不同类型的设备使用独立的专用通道

联网设备可以有各自的联网通道。这种专用通道也可以成为设备在紧急情况下相互传输数据的支柱。这样,即便一个网络负荷过重,另一个网络依然可以正常运行。在这种情况下,即便有数以百万计的用户在同时使用流媒体技术观看热播视频,也不会妨碍海啸预警信息在网络设备之间的传递,更不会妨碍人们拨打报警电话。图 1-3:万维网(World Wide Web)的第一台 Web 服务器是 Tim Berners-Lee 在欧洲粒子物理研究所(CERN)用的一个 NeXTcube 工作站。图中键盘上的文档就是《信息管理提案》(Information Management: A Proposal)。4该提案是 Tim Berners-Lee 关于万维网的最初设想 4图片来自 Coolcaesar(https://commons.wikimedia.org/wiki/File:First_Web_Server.jpg)(GFDL:http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html 或 CC-BY-SA-3.0:http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0),选自 Wikimedia Commons。1.2.3 使用低级语言编写关键任务系统

想要制造出真正能够适应各种情况的设备,就必须借鉴过去的一些做法——过去的设备故障率很低,这些设备的设计师充分考虑了各种极端用例。极端用例是指在极端环境下出现的无法预测的状况。比如说,跑鞋在普通的人行道上可能一切正常,但在非常炎热的夏天,这双鞋有可能在塑胶跑道上熔化。通常,极端用例在产品上市后才会被发现。如果情况极其严重,甚至有可能导致生产商不得不召回已经销售的商品。2006 年 6 月,在日本的一场科技大会上,一台戴尔笔5记本电脑突然起火 。起火的原因是一块有缺陷、容易过热的电池。这个型号的电池后来又引起了 6 起笔记本电脑起火事件,最终促使生产商不得不在全球范围内召回配备了该型号电池的笔记本电脑。所有产品都存在极端用例,这些情况可能很难预测,但是想要减轻其破坏程度,还是有些措施可以采用的。如果可能的话,邀请该领域的资深专家加入设计团队,并请他们帮助考虑各种极端用例,以及软件或硬件出现故障的各种可能情形。他们很有可能见过所有这些极端情形。在他们的帮助下,一场危机或一个棘手的状况就可能得以避免。5“Dell Laptop Explodes in Flames,”2006. http://gizmodo.com/182257/dell-laptopexplodes-in-flames图 1-4:NeXTcube 上残留的标签写道:“本机是服务器。切勿断电!!!”在网络发展的早期阶段(那时,这台机器是唯一的 Web 服务器),如果人们关6掉这台计算机,网络上的一切内容都会消失 6图片来源:同图 1-3。

若要生产绝对不能出故障的设备,就不能使用今天大家习以为常的产品开发技术。我们必须使用更为古老、更加可靠的方法来创建不会出故障的系统。

COBOL 语言是第一种在商业应用中被广泛使用的高级编程语言。尽管今天很多人认为这门编程语言已经过时,但关于它的下述信息值得我们注意。

在全球的各种商业和交易系统中,有 70%~75% 用的是 COBOL 语言。这其中包括信用卡系统、ATM 系统、购票系统、零售与 POS 机系统、银行系统、工资系统、固定电话与移动电话系统、交通信号灯系统,以及杂货店、医院、政府、航空业、保险业和汽车业所用的系统。全球金融交易中有 90% 是通过以 COBOL 语言编写的系统完7成的。7“Is there still a market for Cobol skills/developers?”report by Henry Ford College Computer Information Systems, 2009. https://cis.hfcc.edu/faq/cobol

COBOL 语言可能是一门复杂的编程语言,但是使用它的系统绝大多数时候都能正常运行。1.2.4 建设更多局域网

今天,如果像 Twitter 这样的网站出现瘫痪或过载,并不会给我们的生活带来太多不便。但是,如果因为手机电池没电而无法打开门锁,或者因为电动汽车和遥远的电网连接而只有部分时间能够使用的话,麻烦就大了。上述忠告对于那些建网站的人们和机构来说尤其重要——现实世界可不是网站。

我们真的需要把家里的照明系统连接至云端并通过互联网来控制灯的开关吗?万一出现服务器故障,难道我们想被困在黑暗中吗?不,我们想要能够直接控制灯的开关。与照明系统连接的网络最好是局域网或者虚拟网络。网站可以出故障,但家里的灯绝对不能。

我们需要优先设置一类设备,让它们首先执行局域性功能,然后再与互联网连接,以便上传数据或其他信息。并不是所有的设备都需要这种方式,但我们生活中每天都要用到的设备必须有足够的弹性,在联网和不联网的情况下都能正常运转。1.2.5 分布式计算与个体式计算

我们正在身边以外的地方完成越来越多的计算行为。尽管揣着十分先进的计算设备,但是我们所使用的数据来自相距甚远的互联网云端。大量数据在云端传输,必然会带来很多与隐私和安全相关的问题。2014 年 12 月,一份关于物联网发展前景的报告预测在未来 5 年内,8通过物联网产生的数据将有 90% 以上会存储在云端。 尽管这可能会让数据获取及联网设备之间的互动变得更加容易,但是,“基于云端的数据存储同时也会增加网络攻击的风险,90% 的信息技术网络都会出现与物联网有关的缺陷。”联网设备所产生的数据量让物联网成了诱人的攻击目标。8“Half of IT Networks Will Feel the Stranglehold of IoT Devices: IDC Report,”2014. http://www.thewhir.com/web-hosting-news/half-networks-will-feel-stranglehold-iotdevices-idc-report

下面这个事件可以说明这一点。2014 年,100 位名人的 iCloud 账号遭到黑客入侵,几位一线明星的私密照片遭到泄露,并流传到了网上。减少云存储风险的一种方法就是在私人局域网上运行联网设备。虽然这样做有可能会让人们由于没有实时与更大的网络连接而丧失一些机会,但是可以让黑客无法一下子从互联网上获取所有数据。

未来最好的产品和服务都会用到局域网和个人资源。比如说,如果将敏感数据存储在云端的共享服务器上,就会出现隐私和安全问题。最好将敏感数据存储在有共享限制的个人设备上(保护机制可以防止私密数据在未经授权的情况下被人检索),并在另一台本地设备上(如个人计算机或硬盘)备份。个体式计算可以帮助人们将个人数据存储在安全的地方,而不是遥远的某个有可能泄密的地方。在个人设备上存储数据还可以缩短人们与数据互动所需的时间。应用程序只有在绝对必要的情况下才会连接互联网。

在分布式计算时代,人们对于数据存储位置也会有更多的选择。表 1-1 列出了几种数据类型及其最佳存储位置。该表还列出了在数据泄密的情况下,可能出现的各种潜在后果。

表1-1:关于如何存储各种数据的建议,以及泄密后的潜在后果数据类最佳存储位置数据丢失、网型络泄密或中断的后果失业,在公共敏感数场合受辱,被存储于手机、笔记本电脑、备份硬盘据 / 个欺负或被社会或家用计算机等个人设备上人数据孤立,甚至可能自杀存储于局域网设备上,以便数据可以在医疗人员之间实时共享(“通过指定医疗数遭到勒索、失系统,为了指定目的,在指定时间内据业共享数据”;之后,数据将被删除,系统将被清理)商用数据(如 无(这类数据LinkedI存储于公用服务器上(共享模式)的目的就是共n 个人享)资料)无法打开或控家用自制照明系统、动化系存储于局域网中,不与互联网连接恒温系统或其统他家用系统1.2.6 互操作能力

未来最大的技术问题之一将会来自于那些无法相互交流的系统。如果不同的网络间没有连通性,那么人们就有可能陷入非常艰难的处境。

有一次,我租了一辆车去科罗拉多州的丹佛市开会。一开始,这辆车似乎一切正常。但一上高速,问题就出来了:车的时速始终上不了 50 公里。

我把车开进一家停车场,并拨打了紧急道路救援电话。电话并没有立即接通紧急救援热线,而是让我足足等待了 22 分钟才有人告诉我把车留在停车场,会有拖车来把车拖走。我开会要迟到了,所以就找了辆出租车去丹佛。在路上,我寻思着应该取消整个行程的租车订单。

于是,在乘坐出租车去酒店的 50 分钟时间内,我就给租车公司打了电话取消预订的租车服务。有一名客服人员帮我接通了四个不同的工作人员,还转接到了两个空号。我不得不向这四个工作人员一次又一次说明我的身份和遇到的问题。他们问我车现在在哪里。我告诉他们紧急道路救援人员已经把车拖走了。他们还没有得到确认车是否已经被拖走,也没有得到确认我究竟是谁。

我最终成功地让他们取消了订单,并向他们要了一个确认码。三天后,我收到了整个行程租车订单的收账单。我不得不让公司去打一个特别的号码来让租车公司退回所收取的费用并解释整件事情的原委。在这件事中,我落入了自动化陷阱。各个系统之间没有相互交流。

如何才能让某个产品将获取的信息告知另一个产品?如何才能让不同的系统,或者至少是操作这些系统的工作人员,了解工作流程的全部内容?现实世界是建立在相互连接的系统之上的,而不是建立在相互独立的系统之上。如果无法实现系统间的交流,我们就有可能彻底陷入困境。1.2.7 人工支持

在没有反馈的情况下,人们不会知道系统的真实情况。人们可能会认为系统内部正在执行某一项指令,但事实并非如此。随着自动化程度的提高,人们可能会对系统感到困惑,也可能会落入系统陷阱。因此,对于那些关键系统,一定要时刻确保有工作人员随时待命,以防系统出现问题;一定要确保有专门的系统负责系统间的信息传递,并且确保这些信息以人类可以识别的形式进行传递。1.3 技术的未来

拙劣的产品随处可见,急需更新。

一有新产品上市,我们就会去购买,这已经成为习惯了。而新产品会不断更新换代。于是,有人建议不要购买处于产品生命周期中间的苹果设备,而应该等到新一代苹果产品上市后再购买。我们总是在购买新产品的同时淘汰旧产品,这样做自然有道理:设备很快就无法与当前的硬件和软件兼容。结果,过去的几代设备已经成了无法使用的有毒垃圾,不得不被送到填埋场进行填埋。

曾经,家庭拥有的高质量产品极为稀少。现在,我们已经发现有人从郊区搬回到了城里环境优越的居民区,随时可以享用到各种高质量产品。问题是:我们还能否及时改进未来的设备,以防止在污染、人口膨胀和气候变暖等方面出现最糟糕的后果?或者,等到我们改进设备之时,是否为时已晚?

想设计出了不起的产品?只要改进那些普通的产品就可以!高质量产品可以让你和你周边的人一辈子都不愁没有工作。太多人忙于设计“新”产品,以至于忘记了这样一个事实:其实只要改进我们身边已有的产品就可以了!生活中你不喜欢却又不得不忍受的那一切,都已经到了需要更新的时候了!如果你设计的产品能够用上好几年,那么你就找到了成功之路。沿着这条路走下去,你将设计出用户喜爱的产品。1.4 小结

本章介绍了计算机技术发展的四波浪潮及其对未来的联网设备的影响,还介绍了在不久的将来,联网设备将会遇到的带宽和设计瓶颈问题,以及这些问题对设备及人类的影响。

韦泽和布朗在他们所发表的作品中提到了很多关于设备设计的指导性原则。下一章将介绍这些指导性原则,并将它们系统地组织起来,形成平静技术设计原则。

本章的要点如下。● 人类已经从多人服务于一台计算机的时代进入了多台计算机为一人服务的时代。计算机技术发展的新一波浪潮将在隐私、安全、带宽及注意力等方面对我们提出更高的要求。● 我们现在已经不能按照以前针对台式计算机的方式来设计技术了。现在需要思考的是,如何为未来的 500 亿台设备设计技术。编写高效的代码,使用低级语言设计关键任务系统,建设更多局域网,这一切都将有助于让未来世界变得更加合理。另外,还需要考虑分布式计算和个体式计算问题,以及系统间的互操作能力。第2章平静技术设计原则影响最深远的技术是那些隐匿不见的技术。它们如纤维

般融入人们的日常生活,丝丝入扣,直至不可分辨。譬如,文字可能是最早的信息技术了……不只有书籍、

杂志和报纸可以表达文字信息,街道上的标识、广告牌、商

店标牌,甚至涂鸦也可以。连糖果纸上都写满了文字。这些“文字技术”成果在生活中随处可见,人们并不需

要主动注意它们,但它们所传达的信息一眼就能明了。……我们试着用一种全新的方式看待计算机:考虑人类

所处的自然生活环境并让计算机融入其中。——马克·韦泽,《21 世纪的计算机》2.1 注意力的有限带宽

本章将介绍平静技术设计原则,以及怎样使平静技术维持并尊重人的注意力。如果存在什么根本原因要求我们采用新的技术设计方法,那么这个原因就是:尽管需要我们注意的提示信息已经大大增加,但我们自身所拥有的注意力始终未变。韦泽认为文字技术是理想的信息技术。试想,如果人们与文字技术互动所需要的注意力和今天的技术设备所要求的注意力相当,情况会如何?

今天,我们生活的方方面面都充斥着大量信息。数据不再是我们只在工作时才接触的分析对象,它已经成为我们的房子和车子的一部分,甚至成了我们的钱包和口袋里的“常客”。我们的社交生活、房子、电视机、笔记本电脑和手机时时刻刻都在用数据“轰炸”我们。

它们总是需要我们投入更多的注意力,但我们的注意力已经被手头的设备透支了。事实上,不是我们对设备不好,而是设备对我们不好。本书意在改善人类与设备之间的关系,从而节省成千上万小时的设备研发时间,减少设计过程中所进行的修改,避免数百万美元的损失。本书旨在为实体产品和虚拟产品的设计提供参考。我们需要所使用的设备更能融入环境,从而减少生活与技术之间的“不和”。

这意味着追求极简的设计:设计作品所需要的技术支持最少。但这并不意味着研发时间也最少,而是指设计者需要考虑各种极端用例以及生活中可能出现的各种情形,以便在产品上市之前就考虑到可能出现的各种问题,并在产品设计中体现解决方案。

倘若优秀的设计让人们能用最少的几步达到目的,那么平静技术则让人们能用最少的精力实现目的。以下是平静技术设计需要考虑的指导原则:

(1) 应该尽可能减少设备所需的注意力;

(2) 设备应该提供信息并创造平静生活;

(3) 设备应该有效利用注意范围的边缘;

(4) 设备应该放大自身及人类的优势;

(5) 设备可以交流但并不需要说话;

(6) 设备应该在出现问题时仍然可用;

(7) 应该使用所需的最低技术含量解决问题;

(8) 设备的使用应该遵守社会规范。

本章将以抽象的方式阐释平静技术设计原则,接下来的各章将讨论这些原则在设计中的应用。我们需要学习如何设计能够长期使用的设备,这意味着编码要少而不能多,系统要简单而不能复杂,产品要能世代相传而不能频繁地被淘汰。2.2 平静技术设计原则

平静技术设计原则并不是死板的规定。你可能会发现有些原则适用于你正在创建的某个具体的产品或服务,而有些原则却根本不适用。比如,火灾报警系统需要我们投入全部注意力(至少在它提醒我们有火灾的时候如此)。并不是每一个技术项目都需要完全遵循以上 8 条原则,有可能前 4 条原则并不起作用,但后 4 条原则会起作用。然而,我们步入的世界充满了新情况、极端用例和不可预测的连通性问题,越来越多的产品将会从这些原则中受益。在设计决策的早期记住这些原则可以大大减少产品首次上市时遭遇到的可用性问题。2.2.1 应该尽可能减少设备所需的注意力

如前文所述,注意力负荷过重是绝大部分设备所面临的最大瓶颈,也是进行“平静”技术设计的最充分的理由。我们需要注意的事情越多,真正用于做事的心智空间就越小,与设备的互动给我们带来的压力也就越大。

理想的设备应该让我们能够将注意力短暂地转移到它们身上,获取了所需信息后,就把注意力转回去,去处理身边更多其他的事务,而不至于手忙脚乱、不知所措。在设计产品时,应该尽量让产品不打扰用户完成主要任务,也能传递信息。

坐在计算机工作站前,你主要关注的是面前的计算机,而不是其他事物。对于这种要求专注的人机交互来说,将注意力放在机器上并无不妥。但是,这种交互行为在所有人机交互行为中所占的比重正在日益下降。今天,绝大多数人都生活在并行、移动、多平台的环境中。在这种情况下,再要求专注就是糟糕的人机交互范式。

如今有太多的移动设备需要占用我们的注意力,以至于不再可能像与台式计算机互动一样和这些设备互动了。而且也没有必要这样做:事实上,我们使用这些设备所做的绝大部分事情并没有明确地要求我们投入所有的注意力,即便某些事情有这样的要求,所占用的时间也不会太长。坐下来启动计算机,加载邮件程序,点击收件箱查看是否有新邮件,这样做在 1999 年还算合理,但在今天没有意义,就如同把人拉进专用的谈话间坐下来,却只是为了说声“你好”。

在技术设计中,注意力仍然不是普遍考虑的因素。这是因为今天我们所了解的绝大部分人机交互知识来自于台式计算机时代。在那个时代,注意力因素远没有像今天这样至关重要。从某种程度上说,今天的绝大部分设备依然设计得像是台式计算机。要想从这些设备获取有用的信息,我们不得不投入所有的注意力。与烤箱或茶壶不同的是,这些设备需要通过屏幕显示的信息进行反馈,而不是通过乐音或其他基于声音的提示信息。这使得我们在操作这些设备的同时很难做其他事情。设置好烤箱,让它预热,然后就不用再管它。我们对这样的事情已经习以为常了,但想象一下,如果在烤箱预热的整段时间里,我们都不得不盯着它,那又会是什么样的情形?

虽然我们在过去的几十年里已经取得了一些进步,但是许多联网设备依然不能开箱即用。它们必须首先连接网络或蓝牙。这些设备可能还没有启用,就已经需要更新,随后还需要不断更新。每一次更新都需要我们暂停工作,或重新找回一些信息。而且,它们还经常会在未经许可或者我们不知情的情况下,改变用户界面,迫使我们重新学习如何使用。

MacBook 的电源线无需界面就能告诉你电池是否在充电。打开笔记本电脑,你会在屏幕上看到充电指示器,但是指示灯与电源线是合在一起的(如图 2-1 所示)。在这种情况下,屏幕所显示的视觉信息属于产品的辅助信息系统(主要信息系统是指示灯)。你可以从屏幕上获取更多的信息,但是只要瞥一眼就能获取最相关、最重要的信息。所以,在进行技术设计时,可以考虑彻底放弃界面或屏幕,以按钮或指示灯取而代之。

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