智能座艙技術預測
智能座艙概念
多屏聯動、智能表面、自動駕駛、新材料、情感引擎正在迅速普及到中高端豪華電動車型中，智能座艙的下一個十年，更多數字化技術將會完美融入到智能座艙中，智能座艙也勢會以更全新的形式呈現出來！
電動化、智能化、網聯化、共享化成為汽車行業未來發展趨勢，已經成為行業共識。這些趨勢將帶來人的生活與出行的極大變革，也會導致汽車座艙形態、座艙功能、交互方式的變化，因而汽車智能座艙的設計成為未來汽車發展和創新的關鍵因素，也是打造差異化、吸引用戶非常重要的方面。
長期以來，汽車座艙都是以機械按鈕為主，整體信息顯示簡單、功能比較分散。近幾年隨着手機等電子設備的快速發展，電子信息技術開始向車內轉移，產生了智能座艙。對於智能座艙，業內一直沒有明確的定義，我們認為智能座艙就是通過各種智能化手段滿足不同人在車內的不同需求，智能座艙相比現有座艙更加智能、人性，能夠洞察到用戶的需求，又能很好地滿足用戶的需求。
那么智能座艙是由什么構成的呢？首先是用戶需求的實現，就是用戶希望車機幫他完成什么功能，這是智能座艙最為基礎也是核心的，其他的一切都是圍繞着功能展開。其次為了實現這些功能，需要人將這些需求傳遞給車，也就是信息輸入（控制）。車機實現了相應功能后，還需要將信息傳遞給用戶，也就是信息輸出（顯示）。功能的實現、信息輸入、信息輸出就構成了我們所說的智能座艙，因此我們將從這三方面論述智能座艙的發展。
一．從被動到主動的交互模式
真實駕駛場景中，駕駛者視線與雙手被駕駛任務占據，但駕駛員擁有與外界交互的需求，在人車交互體系中，駕駛員的核心注意力一定是被“開車”這件事占據的。所以，駕駛人員和車機系統進行“沉浸式”的交互短時間內並不現實。
除了注意力這種無形的交互限制外，駕駛人員的雙手和視線兩個重要的交互通道也被占用了。駕駛員可以偶爾單手操作，但可交互的距離被限制在了臂長范圍內，同時，由於路面可能會顛簸、單手操作時的肘部是懸空的，這些都會導致操控的精准度下降。
而另一方面，駕駛員的視線無法離開路面超過3秒，尤其是在高速駕駛的場景下，1秒鍾內汽車的移動距離最高可達30多米，眨眼間，可能就會造成慘劇。
但是，人們其實很難在駕駛過程中老老實實的，雙手握好方向盤，視線緊盯路面，別的什么都不做。通過我們的調研發現，用戶在開車時，會做很多事情，比如看看路況、聽聽音樂、和朋友聊聊天，甚至下班的路上順便定個外賣，到家剛好能吃上。在這個數字化的智能時代，我們不可能讓駕駛人員一坐進車里就突然斷掉與外界的一切溝通，不去處理任何生活和工作的相關信息，只做開車這一件事。
結合前面說的駕駛場景下的交互特點，就會發現被動式交互是不適合在車內使用的。
用戶需要發起和推進每一個節點，這樣會導致視線需要頻繁從路面上移開，不僅帶來不安全的隱患，整個過程也是非常低效的。於是我們設想，人與車的交互可不可以打破這種由人來發起再逐層深入的方式？汽車能不能在我需要的時候主動的把對應的服務放到我面前，而不再需要我在開車時手忙腳亂的去找。這樣美好的體驗設想，我們把它稱為“主動式交互”。
那么什么是主動式交互呢？不同於被動式交互由人來發起，主動式交互以機器為起點，主動輸出執行結果或建議給使用者，其次，機器可以自己主動的從外界輸入信息然后進行決策判斷，不再需要人來輸入指令。隨着智能化，自動化，電子化的趨勢發展，車艙交互目標方向都為之動態變化。
智能化：隨着技術，硬件和成本的發展，車里會越來越智能，智能化對交互方式影響是機器會增加擔任主動輸入的能力，所以隨着車越來越智能化，車主在輸入方面投入加少，效率更快。
自動化：隨着自動駕駛的技術越來越成熟和普及，車主會逐漸釋放注意力資源和手眼，可以更多投入車艙更多的娛樂操作當中。也會導致在輸入輸出反饋中更好利用視覺反饋。
電子化：去掉實體控件，科技感，簡化內飾，降低成本，變成一種趨勢。但是無論是觸摸屏還是語音，都沒有辦法完美取代實體控件交互。然而，趨勢仍然是站在觸摸屏這邊的。所以這也導致在車艙里交互的變化。
我們把車艙交互階段抽象歸納為3個階段進程，用戶主動式交互---機器建議式交互---機器主動式交互。我們目前處於用戶主動式交互到機器建議式交互到過渡期。而我們能推理出用戶輸入，機器輸出/反饋和場景信息采集在這3個階段進程里的趨勢。
所以我們在規划未來的多模交互時，要增加對機器輸出/反饋界面的重視，逐漸降低對用戶輸入的投入，重視場景信息采集，讓機器承擔更多主動輸入輸出的角色，從而真正解放用戶的思考，達到自然交互的目的。
主動式交互的車機系統，應該做到精准與無感知的主動輸入
主動輸入的體驗目標有兩個，精准度和無感知。如果一開始機器對外界的感知就不精准，判斷出錯，那么機器的主動輸出很有可能不是用戶需要的，所以我們要確保精准。另一方面，機器的主動輸入過程也不能干擾用戶，那最好的方式就是讓用戶感知不到，也就是無感知交互。
我們把車和人感知世界的方式做比較，人有感官，可以通過看和聽來感知周圍的環境。同樣的，我們通過在車內搭建一套硬件傳感系統作為車的感官，借助AI的識別技術，讓汽車也具備和人類似的聽、說、看的能力。
主動式交互的車機系統，應該做到簡潔高效的主動輸出
說完了主動輸入，我們再來看看主動輸出；輸出是機器主動和人進行溝通的重要環節，在駕駛這個特殊的場景下，機器的主動輸出要尤為注重減少駕駛干擾和提升傳達效率。
主動式交互能有效減少用戶視線轉移次數，提升安全性，主動式交互能省去記憶和尋找功能入口的麻煩，提高效率，無人車時代的“主動式交互”將由車內拓展到車外。
人工智能技術使得機器的自主性越來越強，機器會變得越來越智能，隨之交互也會變得越來越主動。那么，在更加智能的無人駕駛時代，汽車又會怎樣的“主動”的和人類交互呢？
事實上，在無人駕駛的時代，車不僅要和車內用戶交流，還要主動的和車外行人、道路上行駛的其他車輛進行交互。
而車和外部環境的溝通方式，由於距離和噪聲的影響，也會有很大不同。
當我們走向車輛，汽車會通過傳感器或人臉識別等技術來以語音、燈光、全息影像、車外屏等形式來給我們來打招呼。同時，會對我們進行全面識別，以確定我們是否攜帶行李和兒童，從而為我們提供行李搬運機器人，並為我們打開車門，安排適合我們乘坐人數的座椅配置方案。
二.從按鍵-語音-到多模態交互進階
語音成為多模態融合的主流交互方式
隨着科技發展和車主的期望，車內外的信息和功能越來越多，作為HMI設計師的任務就是讓車主減少注意力資源占用，減少駕駛分神，所以交互方式由此產生階段性變化：
物理旋鈕/按鍵——數字觸屏——語音控制——多模態交互
車內信息和功能隨着越來越多，物理旋鈕/按鍵的交互方式已經滿足不了內容的擴展，數字界面由此在車內出現。但是當網聯化后，娛樂信息成為了車內一大內容，數字界面的弊端也逐漸暴露出來了。界面層級導致操作效率的下降，而數字組件控件雖然解決了空間，成本，擴展迭代的問題，但是同時也缺失了物理旋鈕/按鍵原本的觸感反饋，易定位性及效率精細操作等優勢，一定程度上影響到駕駛安全。
而此刻語音的出現，可以有效的提高操作效率，減少車主視線移開路面的時長，提高了駕駛安全。那么語音交互就是最終的理想形態了嗎？答案是否定的，功能不可見性/輸入輸出效率低/識別正確率/意圖理解/勿擾性等等弊端導致語音交互並不能解決所有問題。而近幾年多模態交互方式概念的提出並應用，試圖改善這些問題。
個人覺得車艙交互的未來一定是以語音為主的多模態交互方式，從車輛、環境、駕駛員狀態等全面的感知、融合、決策、交互。豐富多模的輸入，語音作為主交互模式，其余模態作為輔助與增強作用。語音又是人工智能的先鋒，也是最先落地的技術，當前還有很大的提升空間。
區別於以往的交互方式，語音交互在輸入和輸出方式上發生了質的變化，語音可以解放人們的雙手和雙眼，降低駕駛場景的操作風險，提高安全度。但目前語音交互仍不夠自然，會受諸多條件限制，例如需要在安靜環境下，先喚醒然后發出指令，使用普通話交流等，這些並不符合人們日常對話的習慣。
未來，隨着語音技術的不斷完善，語音交互的自然度將進一步提升，並愈加趨向人類自然對話的體驗。
具體表現為：
1 語音交互將從機械的單輪對話進階到更流暢的多輪對話
2 合成語音更自然、真實，接近真人水平
3 語音交互具備聽覺選擇能力，提升多人對話體驗
4 語音交互將支持多種方言，並針對細分群體進行差異化設計
5 語音具備人設，情感，智能
目前，語音形象的人設的設計和表達主要聚焦在語音（如音色，語氣語調等）和語言層面（如表達方式），並且通常局限在部分場景，部分話術上，缺少一致性和全局感。
未來，語音形象人設的設計和表達將以多維度整體設計的理念解決全局感弱的問題：從語音，產品外觀，虛擬形象等維度進行整體的設計，甚至聘用編劇設計具有統一形象特點的話術，利用混合現實，全息投影等技術將人設具象化，以讓用戶在不同場景下均感受語音助手一致，明顯的人設特征。打造用戶喜愛的人設也將成為企業在市場競爭中形成差異化，吸引更多用戶的重要方式。
在情感識別的基礎上，語音助手開始具備對情感的應對能力。通過合理借鑒人對於情感的應對策略，語音助手將從硬件層面（光效，肢體動作），VUI層面（如音樂，音效，話術），GUI層面（表情，顏色）等給出立體的情感反饋。智能體在人機交互過程中將體現出更多“情感智能”，帶來更人性化的交互體驗。
從語音交互到多模態交互
人臉交互利用人自身固有特征進行交互，具有自然，方便，快捷等特點；伴隨計算機視覺技術發展，深度學習算法的不斷突破，用於身份驗證的人臉檢測和識別技術已經成熟，被廣泛應用於個人和公共場景的身份驗證，並會繼續擴大應用落地場景。
未來，車里還可以准確地識別人臉更多細節信息，如表情，微表情，精神狀態（是否疲勞，是否專注），視線注意等，以判斷人的情緒，疲勞狀態，專注度等，並在情感互動，疲勞駕駛預警，專注力監測與應對等場景發揮作用。
三．智能互聯，多場景銜接
未來，將會打破單車智能的孤島效應，形成一個互聯智能場景。在此場景下，設備之間將互聯互通，場景直接實現無縫銜接：一種情況是一個大腦（中控）連接並控制多個終端，例如通過智能中控，控制家里空調，窗簾等等。通過設備互通，場景融合，形成數據交互，共享的嶄新智慧生態，共同提升人們的生活品質。
智能互聯下的多場景銜接需要人機信任
隨着自動駕駛智能汽車的發展，智能汽車可以輔助甚至替代人們做出一些決策。在這種情況下，人類能否信任AI成為人機能否實現深度協同的重要前提。
人與人的信任通常建立在理解對方和了解其可靠性的基礎上。而AI對於大多數人來說都較為陌生，決策過程也難以理解，這種不確定性往往會引發焦慮。同時，決策權和控制權的過渡也讓我們對AI可能發生的錯誤異常敏感。
因此，信任構建的關鍵在於保證系統更加透明可靠（如在協作中給出決策依據），以及讓人參與到AI的訓練中，可以對智能系統進行指導和校正。通過人和AI的持續有效互動，AI成為可指揮，可糾正，可理解，可自我解釋的系統，而人也學會如何更好地理解AI，用戶AI來滿足自己的需求。
車聯網與家庭物聯網正在逐漸整合，汽車與家庭之間的互聯性增加，對汽車到家庭門戶網站的需求將不斷增長。
寶馬和SmartThings合作，讓寶馬客戶在旅途中與家人保持聯系。從BMW數字儀表板，任何配備ConnectedDrive服務功能的BMW都將允許駕駛員在智能家居中單獨配置房間和連接設備、打開和關閉家庭報警系統、在家庭緊急情況下接收警報等操作。
可以通過手機遠程控制車門、車窗、車燈、空調 等，提供用車相關服務，包括加油、違章提醒、停車位拍照尋車等，以后在大型停車場再也不會有找不到車的尷尬了。華為智能家居 HiLink 服務的演繹視頻中顯示 ，通過中控屏幕控制家里的智能設備，包括燈具、窗簾、門鎖以及各種家用電器 。
四. AR-HUD等新技術的成熟與普及
在未來三年內有量產基礎的八項交互新技術中，AR-hud、智能機器人、智能表面、空中手勢等技術正在逐漸成熟。HUD抬頭顯示中，可以有效發揮車載AR在智能車艙中的應用價值。
不同用戶如單一用戶或多用戶如駕駛員、副駕駛、車內乘客，針對不同的信息內容維度：安全、導航、車輛監控、娛樂交流工作等，在不同的駕駛模式下等都呈現出非常大的設計空間。分享相應的內容到HUD屏幕上，通過AR地圖導航技術疊加眼動跟蹤技術，可以讓駕駛員體驗到更加逼真的導航服務。
AR-HUD是通過內部特殊設計的光學系統將圖像信息精確地結合於實際交通路況中，將胎壓、速度、轉速等信息投射到前擋風玻璃上。使車主在行車中，無需低頭就能查看汽車相關信息。下面我們將結合部分案例，來看一下AR-HUD在未來的發展。
在駕駛安全方面，AR-HUD將結合ADAS、汽車傳感器來做出安全提醒。比如，跟車距離預警、壓線預警、紅綠燈監測、提前變道、行人預警、路標顯示、車道偏離、前方障礙物、駕駛員狀態監測等等。同時，通過顏色的變化來提醒駕駛員安全度。
五．總結
下一個十年，隨着5G和車聯網技術的發展，科技、智能、人性化，正在重新定義未來智能座艙人機交互新體驗。