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智能表面、传感器和汽车HMI的未来


本文转载自公众号:HMI设计



我们正处于汽车的黄金时代,在过去的15年中,技术创新造就了我们今天在路上看到的现代汽车。这些创新是提高可靠性和安全性的关键,每百万英里行车死亡率降低了约25%。然而,尽管有这些进步,分心驾驶仍是高达58%的交通事故的主要原因。

重新思考汽车座舱

从20世纪80年代和90年代开始,汽车座舱从20世纪50年代的实用设计转变为更类似于飞机驾驶舱的设计。收音机是唯一可供驾驶员使用的电子设备的日子已经一去不复返了。电子门锁、电动车窗和后视镜、CD换碟机、空调、巡航控制、定时风挡雨刷,甚至座椅加热控制都成了标准,每个都有自己的一套按钮。跳转到今天,有了蓝牙配对、地图软件和全互联网连接的大触摸屏,功能已经超出了我们导航所有可用信息的能力,同时专注于前方的道路。汽车工业正被迫重新考虑他们的人机界面(“HMI”),以满足消费者对不断增长的内容和实用性的需求,同时重新设计一个光滑的、极简主义的设计,既美观又安全。

Mercedes Benz VISION EQS概念性智能表面内饰©Daimler AG

智能表面

汽车制造商首先从智能手机中汲取了灵感,再使用专有的操作系统创建触摸屏,并将各种控件划分为菜单和子菜单。这些早期采用失败的主要原因有两个:第一,菜单难以导航,与让你全神贯注的智能手机不同,缺少带有意图驱动的触觉响应的物理按钮使驾驶员无法尝试执行多任务。其次,现有的显示技术虽然对智能手机足够好,但不足以用于汽车。

阻式触控显示器在阳光直射下难以读取,多年来性能显著下降,同样,驾驶员也发现电容触摸也不适合。在寒冷的天气里,司机不脱下手套就不能操作HVAC。潮湿和电磁干扰等环境条件会干扰系统准确识别用户输入的能力,极大地降低了用户的体验。汽车上的技术必须在任何环境下都能保持响应,以防止分心驾驶和避免危险。


作为响应,工业设计师创造了概念车和渲染图,将仪表盘从拥有独立按钮的表面重新想象为具有相同功能的表面,除了隐藏在豪华表面之外:按需提供按钮,当不再需要时又会消失。他们想到了光滑、无间隙的实木或碳纤维面板,可以显示与驾驶员相关的控件。这些新的内饰不仅会很漂亮,而且也很实用。

通过去除传统的按钮,它们还将消除现代汽车的第一大保修费用:机械按钮故障。即使在理想的条件下,一个典型的机械开关在经过数十万次操作后也会失效。再加上来自油、污垢和滥用,失败的时间就缩短了。在概念车中使用了应变仪来展示这种无气流表面;然而,它们不具备从概念到大规模生产的敏感性、可重复性或汽车可靠性。愿景存在,但实现的技术还没有。

输入NextInput

NextInput, Inc.是基于ems的传感领域的领导者,凭借其颠覆性力量传感解决方案迅速吸引了汽车行业的关注。工业设计师不再被迫做出妥协或权衡取舍。NextInput获得专利的传感技术被广泛认为是目前唯一可行的解决方案,该解决方案既灵敏又可以检测意图(尽管使用任何材料),并且足够坚固以达到AEC-Q100汽车认证。一家创新的电动汽车(“ EV”)制造商已经开始量产,其下一代方向盘按钮控件采用NextInput固态无入口解决方案。实际上,多家汽车OEM已在NextInput解决方案中设计了适用于各种智能表面应用的产品,包括方向盘、支持3D-Touch的显示器和门面板控件。NextInput现在正在努力将情境意识带入汽车驾驶室。


语境意识

为了用智能表面真正替代仪表板控件,环境感知是协助驾驶员快速直观地获得所需功能的关键。像智能手机一样,现代汽车也装有各种各样的传感器。借助惯性传感器、麦克风、温度传感器、GPS、红外传感器、LiDAR系统、眼睛跟踪以及现在的力感测,可以将数十个传感器中的信息融合在一起,以检测、监视、预测驾驶员行为并控制结果。

作为一个基本示例,当你在用智能手机听音乐时,汽车可以检测到,将音乐传输到汽车音响,并在智能表面上打开音频控制。同样地,在一个非常寒冷的早晨,汽车可以自动打开暖通空调和显示控制座椅加热。现在,想象一下遇到危险的道路情况。音乐立刻被静音,一张地图弹出,为你提供另一条路线。通过人工智能和机器学习,汽车将学会如何保护你的安全,并预测你接下来想要什么。


声音的局限性

一些人预测,随着语音助手取代传统的按钮控制,智能表面将不再是必要的。错误的假设是,在客厅用声音控制电视或恒温器的便利直接适用于汽车客舱。然而,当语音助手在家里听不懂你的命令时,这只是一件令人讨厌的事情,但在路上这就成为了一个潜在的安全隐患。

语言学具有区域性和教育性差异,而触摸界面则没有。触摸是人类感官中最直观的一种,因为儿童早在开始说话之前就已经开始通过触摸与世界互动。有了声音,如果第一次没有意识到驾驶员的意图,或者孩子不断从后座上更换收音机,分心会固有地危害驾驶员和附近人员。为了确保关键功能的安全性,触摸提供了更强大、意图驱动的界面。


半自动和全自动驾驶

通过采用半自动驾驶技术,车内传感器驱动的上下文感知的另一个好处变得显而易见。用于确定驾驶员意图的相同传感器也可以用于测量司机的健康状况,并判断是否丧失能力。例如,NextInput在方向盘和座椅中的感应解决方案可用于确定驾驶员是否机警、主动接合或俯身而无法控制。如果探索到故障,汽车可以自动接管汽车,转向安全并寻求帮助,而不是简单地刹车,因为激光雷达探测到事故即将发生。
即使随着全自动驾驶的普及,对智能表面的需求也会增长。随着客舱转变成生产力和娱乐空间,随着客舱内互动的增加,消费者将对美学的要求更高。现在,每次交互的“触摸和感觉”体验都变得更加重要,因为它们的关注点不再是外部的。未来的汽车客舱将满足乘客的所有需求,而且触手可及。


随着目前正在设计具有智能表面的汽车,全新的汽车HMI将在未来几年内投放市场,从根本上改变了消费者与汽车互动的方式。

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