人机共驾时代的交互新趋势

2023-12-15 新能源车

【摘要】：从蒸汽汽车到内燃机汽车，再到现在流行的混动和纯电动汽车，汽车的驱动能源发生了翻天覆地的变化。与此同时，汽车与人的交互方式也在不断演进中。汽车人机交互设计将在“人车系统

从蒸汽汽车到内燃机汽车，再到现在流行的混动和纯电动汽车，汽车的驱动能源发生了翻天覆地的变化。与此同时，汽车与人的交互方式也在不断演进中。汽车人机交互设计将在“人车系统”范畴的基础上，发展成为未来人类与智能体和谐共存的代表性设计。

2023年3月17日，由盖世汽车主办的2023第三届中国汽车人机交互创新大会上，雄狮汽车科技有限公司 HMI设计负责人谭学潮认为，实现人机共驾有三个问题需要解决，包括信息感知层面的人机交互、规划决策层面的人机协同、规划后执行层面的协同共驾。

随着驾驶等级的提升，技术的发展，人的交互方式发生了变化。设计以人为本。人类对自身和事物的认识已不再是一种“自然的”概念，而很大程度取决于“技术延伸”，即通过技术让人类在身体、认知和思想层面达到更好层次。每一种技术都是人类身体和感官的延伸并超越了人类的身体和心理的限制，从而得到自由愉悦感和美感享受。从这个角度来说，智能与网联技术背景下的人车交互包含了人类移动情境下的一种身体超越，其未来具有巨大的潜力。

以下为演讲内容整理：

芜湖雄狮汽车科技有限公司成立于2004年7月，是奇瑞控股集团有限公司的子公司，注册资本为2亿元。雄狮科技是奇瑞集团智能化业务的实施和推进单位，旨在实现奇瑞在研发、制造、营销、用户服务等全生命周期的数字化、智能化布局，为用户提供聪明、贴心的移动空间，使出行充满乐趣。

此外，雄狮科技拥有完整成熟的研发和整车开发体系，包括芜湖、南京、上海三个研发中心，被认定为高新技术企业、新型研发机构和安徽省智能网联汽车产业创新中心。雄狮科技还设立了院士工作站，团队成员拥有多年智能网联汽车领域的研发经验，并初步形成了智能座舱、智能驾驶、网联服务和数据运营四个方面的核心软件技术研发能力。雄狮科技现有近350名研发人员，涵盖软件开发、数据开发、人工智能、测试验证、工程应用、量产推进等方面的人才。

首先，我想分享一下为什么我会用这张日本摄影师拍摄的封面作为PPT封面。

这张封面让我想起我们目前所处的阶段——一道曙光照进来，让我们看到了广阔的天地和星辰大海。接下来，我们将讨论人机交互在过去、现在和未来的发展。从蒸汽车到内燃汽车，再到现在流行的混动和纯电动汽车，汽车驱动能源发生了翻天覆地的变化。与此同时，汽车与人的交互方式也在不断演进。

汽车与人的交互模式的演进历程

最初的交互系统是纯机械式仪表的，任务单一且简单，即单纯的驾驶任务。经过多年的发展，我们现在拥有了现代化的人机共驾交互系统。在这个阶段，交互系统承担了复杂繁多的驾驶任务。未来的终极阶段是无人驾驶汽车系统，从第二个阶段到第三个阶段，交互系统从以驾驶为中心的性能导向转变为旅程相关的服务导向。

在人机共驾阶段的发展中，一个核心的难题就是人的不确定性。这一点主要可以从以下三个方面进行理解：首先，信息感知层面的人机交互是一个关键问题。由于人的认知和教育背景不同，他们对机器的理解没有一个统一的标准。因此，作为人机交互设计师，我们需要考虑如何将信息感知层面的人机交互设计得符合不同人群的使用习惯。

其次，规划决策层面的人机协同也是非常重要的。目前，人机交互阶段主要分成两种模式：双驾单控和双驾双控。双驾单控关注点在于人机介入时的控制方式，如何实现人与机器的接管与移交；而双驾双控涉及到驾驶信任的问题，即谁更值得信任，是人还是车。

最后，执行层面的协同共驾也需要引起我们的关注。随着技术的演进，可以将人类驾驶员的风格融入到机器中，让机器在数据中学习。

智能座舱发展的四个阶段

具体而言，智能座舱的发展主要会经历四个阶段的变化：第一阶段是陪伴式智能座舱，包括虚拟形象、智能语音、地图导航、多媒体、智能提醒、手机互联、生活服务、多模识别、在线视频、车载KTV和车家互联；第二阶段是情感式智能座舱，用户更关注主动交互、沉浸式情感体验、聚合生态、跨生态多场景交互、零层级交互、通感设计、个性化定制设计、3D视觉引擎、多模态交互、AR导航、场景融合、视觉显示、可视化和直接操控；第三阶段是移动空间智能座舱，用户需要情感化和个性化的体验，例如个性化语音播报、个性化虚拟形象、智能场景引擎、情境个性化主题、智慧车身、自定义个性化组合联动模式、车载游戏、3D AR HUD、3D虚拟投射路面、超高清远程通话会议、在线视频、超高4K视频、安全助手、V2X应用、车内健康监测和流媒体后视镜；最后是全自动驾驶的第三生活空间，是介于第一空间和第二空间的转场，强调超越出行的车内情境，将社交化、私人化场景和智能汽车所构成的个人空间进行融合。

综上所述，随着驾驶等级的提升和技术的发展，人的交互方式发生了变化。由于设计本身以人为本，人类对于自身和事物的认识不再是自然的概念，而很大程度上取决于所谓的技术延伸。通过技术，人类可以在身体、认知和思想层面上达到更好的层次。每一种技术都是人类身体和感官的延伸，并可以超越人类的身体和心理的限制，带来一种自由愉悦感的美感享受。从这个角度来看，智能与网联技术背景下的人车交互具有非常大的发展潜力。

新技术发展所带来的交互趋势和相关思考

接下来，我着重介绍新技术的发展带来的交互趋势和相关思考。

第一，人车融合交互。这是一个早已被提出的概念，但随着技术的不断进步，人车交互度也越来越高。在全域自动驾驶实现之前，汽车将长期处于L1-L4的等级阶段，人与车共同驾驶将是人机交互的主流。在此背景下，我们应该关注以下三个方向：一是控制权的弹性，因为人车融合程度越高，控制权就越需要灵活切换。二是车内的差异化体验，因为用户对于车内功能的需求也越来越多样化。三是车机显示的与车相关性，因为车机显示应该提供与车相关的功能，而不是过于冗余的信息。例如，在L1或L2阶段，当我想要休息的时候，我可以让车辅助我驾驶，而我希望车机显示提供一种舒适的体验，而不是仅仅显示地图和导航。

第二、人机共驾中，自然的交接管十分必要。据统计，目前43%的车祸由人为操作失误引起。而且，车机交互系统从用户手中接管或移交时，过程并不流畅。为了适应人车融合交互日益增强的趋势，我们需寻求一种更自然的接管方式，利用人类的直觉反应，实现低意识水平下的人机交互策略，从而缩短人工接管所需时间。

第三、基于情感计算的生物识别和感知方式，构建车辆对人的主动交互。在人车融合的较高阶段，人们对车辆的要求也越来越高，要求车辆能够对人进行主动交互，并减轻驾驶员在驾驶过程中与车辆的交互负担，从而解放驾驶员。此外，车辆与外部的交互也非常重要，因为大多数评估表明，由于外部人机界面的存在，人们可以更加信任自动驾驶汽车。

具体而言，随着汽车技术的发展，车外人机交互的形式和范围也不断扩大。从最早的微笑汽车向行人发出友好的邀请信号，到现在的汽车顶部、挡风玻璃、散热器隔离、车门后视镜、把手等部位都能显示信息或接收指令，甚至道路表面也能成为交互媒介，例如奔驰在道路上投射一个虚拟的人行道。

此外，还有周边交互。当我们把控制权交给汽车时，汽车就要与路上所有的系统进行实时通讯，通过整合全球定位系统GPS、导航技术、车对车交流技术、无线通信及远程感应技术等实现与其他周边车辆、行人、设施等的信息交换，构成车机周边交互。周边交互不仅允许汽车传递速度、位置、方向等基础信息，也允许汽车与附近所有可能的连接进行通讯，包括骑自行车的人、交通灯、信息架构等。值得注意的是，进行周边交互设计的关键就在于对信息进行合理的架构和层次划分，以便有效地解决问题。

还有多感官交互，感官这个词是德国生理学家提出来的生物学的概念，生物凭借感知新冠与经验来接受信息的通道，学者研究得知人类感知信息的途径通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉获取外界信息的比例为83%、11%、3.5%、1.5%、1%，因此，多感官交互是一种非常重要的设计原则。

多感官交互主要分为三个小方向：一是声音交互。声音交互非常重要，语音是对用户注意力和操作占用最小的交互方式，基于减少分心，专注驾驶的设计原则，鼓励应用加入影音交互系统；二是创新增强触觉交互，触觉交互是一个比较传统的交互方式，为什么我们觉得它还是一个未来的交互趋势呢？因为触觉交互本身的操作效率非常高，错误率相对较低，在人机共驾阶段，安全是首先要考量的重要标准；第三是嗅觉交互。现在国内做嗅觉交互的不太多，基本上还是停留在概念的阶段。

第四，信任体验与伦理设计。用户主观信任与系统性能可信度之间存在紧密联系，信任不足或过度信任都会对行车安全造成影响。那么怎么样的设计才能让用户信任车机系统？第一个方向是：给用户提供一个可解释的易用性、透明性的系统界面，通过正确的方式向用户解释这些行为背后的原因。一旦用户理解了页面，知道干什么，也知道背后的意图是什么，对车机系统的信任度就会慢慢的增加。

第二个方向是：邀请用户参与共享决策过程。即使到了全自动驾驶阶段，人还是要参与到决策过程中，不能完全脱离决策，所以可以让人类拥有对智能系统进行训练，并对训练结果进行指导和校正的权力。

第三个方向是伦理设计，这里涉及到电车难题，在行车过程中的场景，自动驾驶系统如何解决电车难题？目前为止这块也没有比较好的解决方案。但这是我们从人机阶段迈向自动驾驶阶段期间不可回避的问题，我相信未来会有更好的答案。

第五，智能汽车行为与人设。人设是指用户在与智能体互动过程中，根据感知到的综合特征推断出一种具有一致性的角色形象。未来，智能体人设的设计和表达将从多维度进行，让用户在不同场景下感受到更加鲜活的智能人设。例如，在驾驶场景中，智能体不仅要与驾驶员交流，还要学习驾驶员的行为习惯，形成特定的驾驶风格；在拟人化场景中，智能体要注意避免恐怖谷效应，即机器人与人类相似度和可爱度之间存在非线性的关系，当机器人接近人类程度时，人类的好感度反而会下降。因此，在未来发展过程中，我们要更加关注智能体类人的程度是否符合用户的心理期待和接受能力。

综上所述，人机共驾阶段的目标是为了实现自动驾驶阶段的平稳过渡，让人对车的信任逐渐增强。我们在人机共驾领域做了很多人机交互设计，就是为了达到这个目标。当进入自动驾驶阶段时，人对车的信任度会呈现一个线性图，这是一个正常且理想的状态，也是我们人机交互设计的意义所在。

（以上内容来自雄狮汽车科技有限公司 HMI设计负责人谭学潮于2023年3月17日由盖世汽车主办的2023第三届中国汽车人机交互创新大会发表的《人机共驾时代的交互新趋势》主题演讲。）

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