文/劉小玲

背景

手機(jī)的市場普及雖然只有短短的20幾年，但其發(fā)展日新月異。人們不再簡單地滿足于簡單的語音通話和文本短信，而是將手機(jī)視為個(gè)人娛樂中心、個(gè)人網(wǎng)絡(luò)中心以及個(gè)人社交中心。從第一部摩托羅拉手機(jī)開始，已經(jīng)有上萬款手機(jī)推出到市場，但是經(jīng)歷了大浪淘沙以后，很多品牌的手機(jī)逐漸退出了人們的視線，而現(xiàn)在的蘋果、安卓手機(jī)卻發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。在激烈的技術(shù)和市場競爭中有什么樣的規(guī)律？能否預(yù)測技術(shù)發(fā)展趨勢？能否搶在競爭對手之前推出新的更有價(jià)值的產(chǎn)品？這是很多業(yè)內(nèi)研究者在探討的問題。

姜奇平通過對手機(jī)行業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)和商業(yè)走勢的變化預(yù)測未來2-3年的手機(jī)發(fā)展，認(rèn)為4G、3D、視頻等硬件和手機(jī)游戲，以及社交網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用會有長足發(fā)展。繆敬等分析了手機(jī)操作系統(tǒng)的演變，結(jié)合云技術(shù)的發(fā)展，提出未來智能手機(jī)必將是一種能夠與云計(jì)算技術(shù)充分結(jié)合的Web化的平臺。尹淑紅認(rèn)為手機(jī)和其他個(gè)人外設(shè)備將成為人們和其他計(jì)算機(jī)、設(shè)備及其互動(dòng)的界面。以上的這些分析都從一個(gè)或者兩個(gè)方面對手機(jī)的發(fā)展做了大膽的預(yù)測，但是并沒有回答手機(jī)發(fā)展趨勢的問題，無法為技術(shù)的發(fā)展做出科學(xué)的決策參考。

TRIZ是阿奇舒勒（Genrich S.Altshul?er）基于數(shù)以萬計(jì)專利文獻(xiàn)和自然科學(xué)知識進(jìn)行研究、整理、歸納起來的一整套系統(tǒng)化的解決發(fā)明問題的理論和方法體系。TRIZ認(rèn)為技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化過程不是隨機(jī)的，而是有客觀規(guī)律可循的，并提出了八大類的技術(shù)進(jìn)化法則，即技術(shù)系統(tǒng)的完備性法則、能量傳遞法則、動(dòng)態(tài)性進(jìn)化法則、提高理想度法則、子系統(tǒng)不均衡發(fā)展法則、向超系統(tǒng)進(jìn)化法則、向微觀系統(tǒng)進(jìn)化法則、協(xié)調(diào)性進(jìn)化法則。

但是在實(shí)際應(yīng)用中，如何從海量的產(chǎn)品信息和專利信息中挖掘有用信息并運(yùn)用技術(shù)進(jìn)化法則開展預(yù)測，是一個(gè)關(guān)鍵難點(diǎn)。尼古拉·什帕科夫斯基在經(jīng)典TRIZ進(jìn)化法則的基礎(chǔ)上提出了進(jìn)化路線和進(jìn)化樹，以分析技術(shù)系統(tǒng)的過去和現(xiàn)在，并預(yù)測技術(shù)系統(tǒng)的未來。本文對手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)行整理和分析，試圖構(gòu)建技術(shù)發(fā)展的進(jìn)化樹，由此來分析手機(jī)輸入技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，如表1所示。

手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹的構(gòu)建

本文利用友人網(wǎng)的手機(jī)大全數(shù)據(jù)庫（http://mobi.younet.com/），通過對13539款手機(jī)的信息檢索與排列，找出了具有典型意義的手機(jī)型號，并結(jié)合不同的技術(shù)發(fā)展路線進(jìn)行分析。

首先，手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹主干的建立。如下頁圖1所示。原則上，任何進(jìn)化路線都可以成為主干，但考慮到手機(jī)輸入法總體的發(fā)展趨勢應(yīng)該是屬于“物體的分割路線”，因此把該路線設(shè)定為主干路線。物體的分割路線從單個(gè)的整體物體開始，首先分割成兩個(gè)部分，然后分割成為多個(gè)部分，再變成顆?；蛘叻勰?，再分割就到了分子層次或者原子層次，最后分割到場的層次。

手機(jī)輸入技術(shù)也是按照這樣的路徑在發(fā)展。最早的手機(jī)沿用了固定電話的鍵盤，被稱為T9傳統(tǒng)鍵盤，一般為1至0的十個(gè)數(shù)字按鍵，然后再加上星號鍵，井號鍵等功能鍵，能滿足簡單的撥號以及英文字母的輸入。隨著手機(jī)輸入要求的提高，比如需要輸入非拉丁字母，往往采用了復(fù)用的方式。比如在一些提供了中文筆畫輸入的手機(jī)中，其中的一些鍵盤按鈕用來作為某種筆畫的輸入。T9傳統(tǒng)鍵盤兼顧了按鍵面積和輸入的便捷性，在對手機(jī)屏幕要求相對較低的手機(jī)中占據(jù)主導(dǎo)地位。

表1 技術(shù)系統(tǒng)變換時(shí)的作用與相應(yīng)的進(jìn)化路線

人與人之間的溝通需求不斷地推動(dòng)手機(jī)的發(fā)展，當(dāng)信息輸入量不斷增大，對引入類似電腦鍵盤的QWERTY（即：全鍵盤）的呼聲也越來越高，因?yàn)槿藗円呀?jīng)習(xí)慣了在電腦鍵盤上快速輸入，按一次輸入一個(gè)字母，避免了T9輸入法中重復(fù)按鍵的問題。這從技術(shù)發(fā)展路徑上來說是“分割”原理，分割的程度越高，其自由度越大，能滿足更多的控制需求。Palm的Treo系列手機(jī)和黑莓手機(jī)是較早引入全鍵盤的，因?yàn)樗鼈兊亩ㄎ欢际莻€(gè)人數(shù)碼助理，相比普通手機(jī)需要更多的輸入，因此全鍵盤是更為合理地選擇。

圖1.手機(jī)輸入技術(shù)的進(jìn)化樹主干

在T9鍵盤與QWERTY鍵盤之間，還有一種較為有趣的手機(jī)鍵盤，更加說明了分割原理。由于鍵盤的體積大小有限，如果放置了全鍵盤，其每個(gè)按鍵的個(gè)頭會非常的小，對于手指較大的男士操作會較為困難，而T9輸入的鍵盤個(gè)數(shù)又太少，需要多次按鍵才能完成輸入。索尼愛立信曾經(jīng)推出一款P1c手機(jī)，其正面布置了20個(gè)按鈕，每個(gè)按鈕分別代表全鍵盤中的兩個(gè)相鄰按鈕，可以作為全鍵盤輸入。不過這樣的設(shè)計(jì)并沒有廣泛推廣，可能還與使用者的習(xí)慣有關(guān)。

手機(jī)鍵盤無法無限分割，但是觸摸屏技術(shù)的發(fā)展為輸入又增添了新的方向。早期的觸摸屏都是基于電阻原理的，也就是利用兩個(gè)導(dǎo)電層之間的導(dǎo)電性能決定觸電的位置坐標(biāo)。這個(gè)位置坐標(biāo)就是輸入的信號了，這與實(shí)際的鍵盤相比，每個(gè)輸入點(diǎn)要小得多，已經(jīng)進(jìn)入到了“電場”的范疇中，這是一個(gè)很大的技術(shù)進(jìn)步。不僅可以通過點(diǎn)擊屏幕顯示的虛擬鍵盤進(jìn)行輸入，還可以直接手寫輸入，或者用來繪畫。觸摸屏技術(shù)的推出，對手機(jī)的最大好處就是可以把鍵盤裁剪掉，讓手機(jī)的屏幕占據(jù)更大的位置來顯

示更為豐富的內(nèi)容。但是對電阻式觸摸屏而言，也存在缺陷，比如為了提高輸入的精度，電阻觸摸屏的手機(jī)都會隨帶一只觸控筆。同時(shí)，一般在一個(gè)時(shí)間只能捕捉一個(gè)觸點(diǎn)，無法完成更加復(fù)雜的信息輸入。當(dāng)蘋果推出多點(diǎn)觸控電容屏之后，觸摸屏技術(shù)又向前推進(jìn)了一步，使得用戶可以采用多個(gè)手指的不同手勢來進(jìn)行輸入。

從技術(shù)進(jìn)化的角度，手機(jī)輸入方式還會進(jìn)一步的發(fā)展，從“場”的角度考慮，再結(jié)合人類的信息輸出途徑，包括正在蓬勃發(fā)展的語音輸入技術(shù)（以SIRI為代表），還處于實(shí)驗(yàn)階段的手勢輸入（比如谷歌的“Smart Glove”），以及眼神捕捉系統(tǒng)等（比如瑞典拓比電子技術(shù)公司(Tobii Technolo?gy)的視線輸入計(jì)測裝置“eye tracker”）。未來的手機(jī)輸入還將向哪個(gè)方向發(fā)展？可以直接受人腦電波意識流控制嗎？目前技術(shù)上還稚嫩，但我們覺得那將是一個(gè)重要的發(fā)展方向。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，從T9鍵盤，QWER?TY鍵盤，再到電阻屏、電容屏，乃至后來的語音輸入，手勢輸入，眼神輸入，意識流輸入，雖然都是一個(gè)技術(shù)發(fā)展階段的標(biāo)志，但它們所帶來的對功能完善程度的影響大小是不一樣的。從技術(shù)進(jìn)化的S曲線來看，T9鍵盤和QWERTY鍵盤輸入技術(shù)的發(fā)展空間已經(jīng)不大了，而新興的電容屏輸入技術(shù)“錢”途無量，現(xiàn)在是兵家必爭之地。另外，智能語音輸入發(fā)展非常迅速（國內(nèi)小米手機(jī)已推出了中文智能語音控制），大有后來居上之勢。

其次，手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹分支的建立。如圖2所示。在進(jìn)化樹的主干上，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以作為一個(gè)技術(shù)的分支。受到篇幅限制，這里以全鍵盤的發(fā)展為例來介紹分支的建立。全鍵盤的應(yīng)用在手機(jī)上的最大困難在于需要利用有限的空間布置盡可能大的全鍵盤，以方便用戶較為容易的按鍵輸入。這形成了TRIZ中的一對物理矛盾，也就是工程參數(shù)“33.可操作性”得到了改善，而“5.運(yùn)動(dòng)物體的面積”受到惡化。根據(jù)矛盾矩陣可以查到相對應(yīng)的發(fā)明原理包括：1.分割原理，17.空間維數(shù)變化原理，13.反向作用原理和16.未達(dá)到或過度作用。運(yùn)用以上發(fā)明原理，可以為手機(jī)全鍵盤的設(shè)計(jì)提供思路。

按照1.分割原理，可以將鍵盤分成兩個(gè)部分分別位于屏幕的兩側(cè)，如諾基亞5510和諾基亞E70。其中諾基亞E70的其中一邊的鍵盤還可以折疊回來，其動(dòng)態(tài)性更高，也減少了手機(jī)的大小。

按照17.空間維數(shù)變化原理，不僅可以在手機(jī)表面設(shè)置全鍵盤，還可以利用手機(jī)的厚度在三維方向設(shè)置全鍵盤。比如多普達(dá)700和D9000分別采用了底部滑動(dòng)和側(cè)向滑動(dòng)的方法，而西門子SK65則選擇了旋轉(zhuǎn)的方式調(diào)出位于底部的全鍵盤。

對于13.反向作用原理，摩托羅拉MPX選擇了改變屏幕的位置來解決鍵盤的問題，其手機(jī)有兩個(gè)軸，如果按照上下方式打開屏幕，那就是一部普通折疊手機(jī)，而如果選擇側(cè)面方式打開則可以直接運(yùn)用全鍵盤，其動(dòng)態(tài)性能更高。

通過這些全鍵盤演化，我們可以看到利用TRIZ的矛盾矩陣可以來預(yù)測某個(gè)具體方向上面的技術(shù)進(jìn)化，總體來說，這里全鍵盤的變化都是朝著動(dòng)態(tài)性增加的趨勢進(jìn)化的。如圖3所示。

圖3 全鍵盤的動(dòng)態(tài)性的進(jìn)化趨勢

圖4 手機(jī)外置鍵盤的進(jìn)化趨勢

手機(jī)全鍵盤的發(fā)展過程中，也有廠商認(rèn)為無論怎么樣設(shè)計(jì)手機(jī)鍵盤，都無法達(dá)到電腦鍵盤的輸入感受，為此他們選擇了給手機(jī)增加一個(gè)外置鍵盤。如圖4所示。

三星SPH-p9000選擇了較為傳統(tǒng)的方式，采用折疊鍵盤與手機(jī)機(jī)械連接，這種連接方式的動(dòng)態(tài)性較差，相對位置不能隨意改變。而ATOMEXEC引入紅外鍵盤，全鍵盤與手機(jī)是各自獨(dú)立的，但是通過紅外線的方式進(jìn)行通訊，紅外線相對于機(jī)械方式有了很大的改進(jìn)，但發(fā)射器與接收器之間需要對齊。藍(lán)牙技術(shù)的引入使得鍵盤與手機(jī)之間的組合更為靈活，缺點(diǎn)就是還需要攜帶一個(gè)獨(dú)立的鍵盤。鍵盤的作用是將信號采集起來并輸送給手機(jī)，那么能否將鍵盤的實(shí)體裁剪掉，只剩下有用的功能呢？Seabird推出了一款概念手機(jī)，安裝了兩部投影儀分別在兩邊投射出鍵盤的形狀，人在敲擊投影的時(shí)候同時(shí)將信息傳入到手機(jī)中，這大大提高了系統(tǒng)的理想度，不僅解決了手機(jī)全鍵盤的大小問題，還解決了手機(jī)重量的問題。

第三，手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹。從以上分析可以看出，在進(jìn)化樹的主線上，可以分出一支或者多支的進(jìn)化支線，每條支線都沿著一個(gè)進(jìn)化原理發(fā)展，當(dāng)我們整理出現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)化樹之后，我們就可以對未來的技術(shù)進(jìn)行預(yù)測。圖5是以物體分割路線為主干、以動(dòng)態(tài)化和單—雙—多系統(tǒng)路線為支線展開的手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹的一部分。如果再沿著“系統(tǒng)裁剪”或其他進(jìn)化路線，我們還可以畫出更多的支線，在此基礎(chǔ)上讓手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹“枝繁葉茂”。

圖5 手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹部分結(jié)構(gòu)

利用手機(jī)輸入技術(shù)進(jìn)化樹預(yù)測技術(shù)發(fā)展方向

T9鍵盤、全鍵盤輸入方式已經(jīng)較少的出現(xiàn)在最新款的手機(jī)里面了，現(xiàn)在的手機(jī)外觀越來越像，一般都是采用電容屏的大屏幕，基本上所有的操作都是在屏幕上完成。而語音輸入技術(shù)可能是下一代的發(fā)展重點(diǎn)，蘋果，谷歌等科技巨頭正在這個(gè)領(lǐng)域激烈競爭。那么能否采用進(jìn)化樹來預(yù)測語音輸入技術(shù)呢？

我們知道，語音輸入是將人們的聲波轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后在手機(jī)的芯片中進(jìn)行處理的，語音輸入的一個(gè)主要的問題是語音的識別準(zhǔn)確率與處理時(shí)間的矛盾。通過TRIZ矛盾矩陣分析工程技術(shù)參量“28.測量準(zhǔn)確度”和“39.生產(chǎn)率”，得到的可能的發(fā)明原理是“10.預(yù)先作用原理”，“34.拋棄或再生原理”，“28.機(jī)械系統(tǒng)的替代”，“32.顏色改變原理”等。那么結(jié)合“單-雙-多系統(tǒng)發(fā)展趨勢”，語音輸入法可能的發(fā)展路線有：預(yù)先在手機(jī)中設(shè)置語音數(shù)據(jù)庫，無需聯(lián)網(wǎng)即可完成語音的快速識別；按照當(dāng)前話語環(huán)境預(yù)測下面要說的話，提前縮小范圍，提高識別精度；能夠同時(shí)識別兩個(gè)不同人的語音，比如在開會的過程中，識別不同人的語音分別記錄；語音識別不再僅僅采用麥克風(fēng)輸入，同時(shí)協(xié)同處理屏幕表面的振動(dòng)，人臉表情識別等信息，以達(dá)到更為準(zhǔn)確的輸入。

結(jié)論

本文應(yīng)用TRIZ原理和技術(shù)系統(tǒng)的主要進(jìn)化路線，對手機(jī)輸入技術(shù)的發(fā)展趨勢做了回顧與前瞻，構(gòu)建了進(jìn)化樹的部分結(jié)構(gòu)。提出了手機(jī)輸入技術(shù)未來主要朝著“場”的角度進(jìn)化，語音、手勢眼神、腦電波等都將可能成為手機(jī)輸入方式，從而又進(jìn)一步解放了人類“雙手”；本文也應(yīng)用矛盾矩陣分析，重點(diǎn)對“語音”輸入技術(shù)的未來突破點(diǎn)進(jìn)行了預(yù)見。

本文對手機(jī)輸入技術(shù)的分析只是應(yīng)用了TRIZ原理，在實(shí)際中，技術(shù)的發(fā)展還受到專利、國家科技計(jì)劃、用戶習(xí)慣、乃至社會風(fēng)尚等等的影響，未來進(jìn)一步完善進(jìn)化樹的工作應(yīng)綜合這些因素考慮。