智能座艙技術預測
智能座艙概念
多屏關聯、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，更多數字化技術将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。這些趨勢将帶來人的生活與出行的極大變革，也會導緻汽車座艙形态、座艙功能、互動方式的變化，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、吸引使用者非常重要的方面。
長期以來，汽車座艙都是以機械按鈕為主，整體資訊顯示簡單、功能比較分散。近幾年随着手機等電子裝置的快速發展，電子資訊技術開始向車内轉移，産生了智能座艙。對于智能座艙，業内一直沒有明确的定義，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内的不同需求，智能座艙相比現有座艙更加智能、人性，能夠洞察到使用者的需求，又能很好地滿足使用者的需求。
那麼智能座艙是由什麼構成的呢？首先是使用者需求的實作，就是使用者希望車機幫他完成什麼功能，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。其次為了實作這些功能，需要人将這些需求傳遞給車，也就是資訊輸入（控制）。車機實作了相應功能後，還需要将資訊傳遞給使用者，也就是資訊輸出（顯示）。功能的實作、資訊輸入、資訊輸出就構成了我們所說的智能座艙，是以我們将從這三方面論述智能座艙的發展。
一．從被動到主動的互動模式
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互動的需求，在人車互動體系中，駕駛員的核心注意力一定是被“開車”這件事占據的。是以，駕駛人員和車機系統進行“沉浸式”的互動短時間内并不現實。
除了注意力這種無形的互動限制外，駕駛人員的雙手和視線兩個重要的互動通道也被占用了。駕駛員可以偶爾單手操作，但可互動的距離被限制在了臂長範圍内，同時，由于路面可能會颠簸、單手操作時的肘部是懸空的，這些都會導緻操控的精準度下降。
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秒鐘内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，别的什麼都不做。通過我們的調研發現，使用者在開車時，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裡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資訊，隻做開車這一件事。
結合前面說的駕駛場景下的互動特點，就會發現被動式互動是不适合在車内使用的。
使用者需要發起和推進每一個節點，這樣會導緻視線需要頻繁從路面上移開，不僅帶來不安全的隐患，整個過程也是非常低效的。于是我們設想，人與車的互動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“主動式互動”。
那麼什麼是主動式互動呢？不同于被動式互動由人來發起，主動式互動以機器為起點，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資訊然後進行決策判斷，不再需要人來輸入指令。随着智能化，自動化，電子化的趨勢發展，車艙互動目标方向都為之動态變化。
智能化：随着技術，硬體和成本的發展，車裡會越來越智能，智能化對互動方式影響是機器會增加擔任主動輸入的能力，是以随着車越來越智能化，車主在輸入方面投入加少，效率更快。
自動化：随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。也會導緻在輸入輸出回報中更好利用視覺回報。
電子化：去掉實體控件，科技感，簡化内飾，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互動。然而，趨勢仍然是站在觸摸屏這邊的。是以這也導緻在車艙裡互動的變化。
我們把車艙互動階段抽象歸納為3個階段程序，使用者主動式互動---機器建議式互動---機器主動式互動。我們目前處于使用者主動式互動到機器建議式互動到過渡期。而我們能推理出使用者輸入，機器輸出/回報和場景資訊采集在這3個階段程序裡的趨勢。
是以我們在規劃未來的多模互動時，要增加對機器輸出/回報界面的重視，逐漸降低對使用者輸入的投入，重視場景資訊采集，讓機器承擔更多主動輸入輸出的角色，進而真正解放使用者的思考，達到自然互動的目的。
主動式互動的車機系統，應該做到精準與無感覺的主動輸入
主動輸入的體驗目标有兩個，精準度和無感覺。如果一開始機器對外界的感覺就不精準，判斷出錯，那麼機器的主動輸出很有可能不是使用者需要的，是以我們要確定精準。另一方面，機器的主動輸入過程也不能幹擾使用者，那最好的方式就是讓使用者感覺不到，也就是無感覺互動。
我們把車和人感覺世界的方式做比較，人有感官，可以通過看和聽來感覺周圍的環境。同樣的，我們通過在車内搭建一套硬體傳感系統作為車的感官，借助AI的識别技術，讓汽車也具備和人類似的聽、說、看的能力。
主動式互動的車機系統，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幹擾和提升傳達效率。
主動式互動能有效減少使用者視線轉移次數，提升安全性，主動式互動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“主動式互動”将由車内拓展到車外。
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，随之互動也會變得越來越主動。那麼，在更加智能的無人駕駛時代，汽車又會怎樣的“主動”的和人類互動呢？
事實上，在無人駕駛的時代，車不僅要和車内使用者交流，還要主動的和車外行人、道路上行駛的其他車輛進行互動。
而車和外部環境的溝通方式，由于距離和噪聲的影響，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别等技術來以語音、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别，以确定我們是否攜帶行李和兒童，進而為我們提供行李搬運機器人，并為我們打開車門，安排适合我們乘坐人數的座椅配置方案。
二.從按鍵-語音-到多模态互動進階
語音成為多模态融合的主流互動方式
随着科技發展和車主的期望，車内外的資訊和功能越來越多，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，是以互動方式由此産生階段性變化：
實體旋鈕/按鍵——數字觸屏——語音控制——多模态互動
車内資訊和功能随着越來越多，實體旋鈕/按鍵的互動方式已經滿足不了内容的擴充，數字界面由此在車内出現。但是當網聯化後，娛樂資訊成為了車内一大内容，數字界面的弊端也逐漸暴露出來了。界面層級導緻操作效率的下降，而數字元件控件雖然解決了空間，成本，擴充疊代的問題，但是同時也缺失了實體旋鈕/按鍵原本的觸感回報，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。那麼語音互動就是最終的理想形态了嗎？答案是否定的，功能不可見性/輸入輸出效率低/識别正确率/意圖了解/勿擾性等等弊端導緻語音互動并不能解決所有問題。而近幾年多模态互動方式概念的提出并應用，試圖改善這些問題。
個人覺得車艙互動的未來一定是以語音為主的多模态互動方式，從車輛、環境、駕駛員狀态等全面的感覺、融合、決策、互動。豐富多模的輸入，語音作為主互動模式，其餘模态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，目前還有很大的提升空間。
差別于以往的互動方式，語音互動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。但目前語音互動仍不夠自然，會受諸多條件限制，例如需要在安靜環境下，先喚醒然後發出指令，使用國語交流等，這些并不符合人們日常對話的習慣。
未來，随着語音技術的不斷完善，語音互動的自然度将進一步提升，并愈加趨向人類自然對話的體驗。
具體表現為：
1 語音互動将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，接近真人水準
3 語音互動具備聽覺選擇能力，提升多人對話體驗
4 語音互動将支援多種方言，并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），并且通常局限在部分場景，部分話術上，缺少一緻性和全局感。
未來，語音形象人設的設計和表達将以多元度整體設計的理念解決全局感弱的問題：從語音，産品外觀，虛拟形象等次元進行整體的設計，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，全息投影等技術将人設具象化，以讓使用者在不同場景下均感受語音助手一緻，明顯的人設特征。打造使用者喜愛的人設也将成為企業在市場競争中形成差異化，吸引更多使用者的重要方式。
在情感識别的基礎上，語音助手開始具備對情感的應對能力。通過合理借鑒人對于情感的應對政策，語音助手将從硬體層面（光效，肢體動作），VUI層面（如音樂，音效，話術），GUI層面（表情，顔色）等給出立體的情感回報。智能體在人機互動過程中将展現出更多“情感智能”，帶來更人性化的互動體驗。
從語音互動到多模态互動
人臉互動利用人自身固有特征進行互動，具有自然，友善，快捷等特點；伴随計算機視覺技術發展，深度學習算法的不斷突破，用于身份驗證的人臉檢測和識别技術已經成熟，被廣泛應用于個人和公共場景的身份驗證，并會繼續擴大應用落地場景。
未來，車裡還可以準确地識别人臉更多細節資訊，如表情，微表情，精神狀态（是否疲勞，是否專注），視線注意等，以判斷人的情緒，疲勞狀态，專注度等，并在情感互動，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，将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，裝置之間将互聯互通，場景直接實作無縫銜接：一種情況是一個大腦（中控）連接配接并控制多個終端，例如通過智能中控，控制家裡空調，窗簾等等。通過裝置互通，場景融合，形成資料互動，共享的嶄新智慧生态，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
随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成為人機能否實作深度協同的重要前提。
人與人的信任通常建立在了解對方和了解其可靠性的基礎上。而AI對于大多數人來說都較為陌生，決策過程也難以了解，這種不确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。
是以，信任建構的關鍵在于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，可了解，可自我解釋的系統，而人也學會如何更好地了解AI，使用者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将不斷增長。
寶馬和SmartThings合作，讓寶馬客戶在旅途中與家人保持聯系。從BMW數字儀表闆，任何配備ConnectedDrive服務功能的BMW都将允許駕駛員在智能家居中單獨配置房間和連接配接裝置、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。
可以通過手機遠端控制車門、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，以後在大型停車場再也不會有找不到車的尴尬了。華為智能家居 HiLink 服務的演繹視訊中顯示 ，通過中控螢幕控制家裡的智能裝置，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
在未來三年内有量産基礎的八項互動新技術中，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擡頭顯示中，可以有效發揮車載AR在智能車艙中的應用價值。
不同使用者如單一使用者或多使用者如駕駛員、副駕駛、車内乘客，針對不同的資訊内容次元：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。分享相應的内容到HUD螢幕上，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是通過内部特殊設計的光學系統将圖像資訊精确地結合于實際交通路況中，将胎壓、速度、轉速等資訊投射到前擋風玻璃上。使車主在行車中，無需低頭就能檢視汽車相關資訊。下面我們将結合部分案例，來看一下AR-HUD在未來的發展。
在駕駛安全方面，AR-HUD将結合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、路标顯示、車道偏離、前方障礙物、駕駛員狀态監測等等。同時，通過顔色的變化來提醒駕駛員安全度。
五．總結
下一個十年，随着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互動新體驗。