面向“無人駕駛技術”的車輛設計趨勢研究

張明，江磊

（1.北京工商大學，北京 100048；2.中國北方車輛研究所，北京 100072）

前言

近一個世紀以來汽車已經成為人們生活中的必需品。由一個發動機、一套金屬車殼、幾個輪子組成的系統平臺，從誕生被使用就未發生本質變化。隨著人工智能技術、無線網絡、以及微型傳感器的普及，全球各個產業都在發生根本性的變革。汽車工業也正在被波及而進化，非智能汽車的時代終將結束。汽車最具吸引力的地方就是它能與人的情感聯系起來[1]，科技日新月異對設計來說是激勵更是挑戰，因此急需形把握新的設計方向，形成人與車新的情感鏈接。

1 “無人駕駛技術”的層級與發展現狀

“無人駕駛技術”是通過給車輛裝備智能軟件和多種感應設備，包括車載傳感器、激光雷達、GPS 以及攝像頭等，實現車輛的自主安全駕駛，安全高效地到達目的地[2]。隨著人工智能的發展，無人駕駛技術在未來10-15年里，勢必引發車輛設計的一場變革，繼而影響到人們的生活。

美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）為應對汽車主動安全技術的爆發增長，發布了汽車自動化的五級標準，按照此標準特斯拉(Tesla) Model 3的“自動駕駛”處于L2級，只能算是由人工監控的半自動駕駛，屬于輔助駕駛。目前，宣傳無人駕駛汽車的企業的水準基本上還處在2級和3級階段。2017年7月在量產L3級別自動駕駛技術的全新奧迪A8發布之后，人工智能技術驅動的理想化無人駕駛汽車離我們又近了一步。隨著無人駕駛技術的逐步成熟，它無疑將給汽車設計帶來重大變革。

2 面向無人駕駛技術的“人車關系”分析

“無人車”是無人駕駛汽車的簡稱，指無人實時參與直接控制車輛，實際上屬于人工智能機器人的一種。對于汽車行業而言，無人駕駛技術不僅是要打造獨立的智能機器人，更關鍵是如何以人工智能為大腦，結合智能交通發展帶來全新產業生態，這也將重新定義未來人車關系。

傳統意義上人駕駛汽車只是操作機器部件，隨著無人駕駛技術的介入，車輛將接管全部駕駛工作，乘客在車廂內的時間變得相對自由，座艙對乘客的意義會發生根本上的改變：不僅解放了雙手和注意力，人與車之間形成了一種新型、復雜、動態的互動關系。此時的汽車對乘客來說，不是為了出行被迫坐在里面，而是找到了一個相對私密，屬于自己的空間進行活動，所以未來汽車內飾會更加側重于讓人們感覺身處一個情感釋放的空間，未來汽車將不再只是一個代步工具，而是像智能手機一樣，成為移動的數據中心，不僅人認識車，車也認識人。人車關系從車輛提供用戶安全、可靠的駕乘空間，演化為提供乘客空間位移同時激活情感與理性的互動關系。

可以預計，無人駕駛汽車的里里外外看起來都會和現在的汽車不一樣。方向盤會消失，儀表盤將變成靈活的工作區間，車廂中將配備人們所需的辦公、休閑設備，車子外部不再需要后視鏡，新技術絕不會僅對從前的狀態做片面延伸，車輛的設計同樣需要重新理解與思考。

3 無人駕駛車輛的設計趨勢

從設計觀點來看，近20年汽車經歷了根本性的轉變。過去的車身制造師（之后叫造型師，然后才是設計師）負責汽車造型的風格特點，關注車的外在形象[3]；20世紀80年代，關注的焦點轉向了車的內部設計；最近，技術的更新和使用環境的改變帶領汽車設計步入了第三個階段，即關注人與車的互動，能讓用戶享受高度的舒適感和安全保障。從最近設計和展示的一些“無人駕駛”的車型中，我們可以發現一些共性，從中洞悉未來車輛設計的發展方向。

3.1 車身設計趨于“親和力”與輕薄化

車身設計不僅僅關乎車輛造型，還要考慮用戶的使用感受、行車安全等因素[4]。無人車的受眾用戶是乘客和行人，而不是司機，因為無人車并不再需要人來駕駛，這是車身設計需要改變的重要原因之一。車輛設計可以有“微笑”或“冷酷”的外觀，但是如果割裂了人與車的關系而獨立存在就會顯得很生硬。作為第一代“自主”交通機器人，在沒有駕駛者空載的情況下，如果車身造型過于強調科技感、未來感反而會讓人們對車的功能產生疑慮，也不是體現車輛安全性的最好選擇。因此車身設計應該趨于溫和、友好、具有親和力，采用圓潤形態、“親切”的表情，整體造型及細節遵循空氣動力學原理的同時，滿足用戶的實際及心理安全的訴求。

Google從零開始設計制造的一輛真正的無人車 Firefly（螢火蟲）選擇了溫暖友好的外形，通過內斂的設計方案——極簡的造型很容易讓用戶忽略它的內部其實還裝載著許多傳感器和人工智能軟件。2017年大眾集團全新概念車Sedric首次亮相，也是大眾第一款以 L5級全自動駕駛為目標的概念車，Sedric車身設計敦厚可愛，有人形容它為“萌萌的烤面包機”。同時來自法國的兩家初創公司和來自美國的一家初創公司也都發布了他們的無人駕駛汽車。從車身設計上來看，法國Easy Mile公司和Navy公司旗下的無人駕駛汽車都努力通過車身設計創造出直觀的乘車體驗。美國Local Motors公司旗下的無人駕駛公共汽車Olli的外觀也采用簡潔的弧線造型體現無人車的安全性與親和力，見圖1。

圖1 五款國外無人車的車身設計方案

同時新動力系統的出現導致新的汽車構造出現，從現有的無人車可以發現大多都采用了電力作為車輛的動力系統，這就意味著將車身設計帶入一個新的時代。片狀板材和非連續性概念的引進讓“表面”成為結構本身，使得現在車骨架可以被更輕薄的金屬取代。汽車表面可以采用低成本、輕量的類似顯示屏的“涂層”，車表面也就變成一個新的交流平臺，正迎合了習慣于網絡社交的一代人。IDEO公司對未來交通工具的設想中可以發現車身設計的輕薄化趨勢，家用無人車Nate車身80%被設計成可以調節透明度玻璃窗；無人駕駛小型貨車 Cody同樣通體透明，作為顯示屏還可以提示必要的運送信息，見圖2。

圖2 IDEO家用無人車（左）；無人小型貨車（右）

3.2 空間內飾設計“情景化”

無人車的用戶從原來的駕乘者變為單純的乘客，人與車的關系更多集中于車輛的內飾空間之中。設計應該與以往的將車身作為一個容器的這種慣性做法區別開來，因為這種做法限制了汽車的內部空間。IDEA（都靈汽車設計中心）提出了一種逆向的方法，即以“原始包裹”（以用戶為中心展開空間布置）這種思路展開設計，體現車輛內部空間布局的特點[5]。

無人駕駛技術對車輛內飾帶來的最直接影響就是空間變大，儀表盤、中控臺、方向盤、腳踏板等駕駛設備都會消失；由于無人駕駛汽車多采用電動汽車的平臺，車里不再有發動機，所以未來汽車內飾的布局也將會徹底改變——傳統的三廂車會回歸四輪馬車的轎廂樣式，變成一個空間更大的廂式整體，這樣座椅在相同空間大小的情況下可以由過去的四座變為六座甚至是八座。而且人們不再需要觀察交通情況，座椅的布局也會發生許多變化，由原來的同向布局變為對面而坐，或C型圍坐等形式。由于座椅布局的改變，人們可以相對而坐，打破了以駕駛者為重心的艙內格局，提供了平等交流的環境。因此這個環境將以“人的活動”為中心而變化，比如奔馳公司的未來巴士（The Mercedes-Benz Future Bus）對內飾進行了重新設計，其設計靈感來自于城市廣場和公園，車內有三個不同的乘坐區域，分別適合乘坐時長不同的乘客。將內飾空間中的燈光、座椅、空間分割形式都采用了仿生手法，燈具模擬自然界中的樹冠，車內立柱模擬樹干，座椅而像岸邊的大塊鵝卵石，打造出“休閑方舟”的情景化空間效果，見圖 3。美國知名設計咨詢公司 IDEO在 Tomorrow in Progress項目中，提出的Work On Wheel（逆通勤—移動辦公室）將辦公情景融合在無人車的內飾空間中，見圖 4。移動辦公室中融入各種交互設備，玻璃窗可以用作一個交互顯示器，桌子可以作為整個辦公室的控制面板，并可以提供一些相關辦公服務，預言了“辦公情景”的未來車廂。

圖4 Work On Wheel 移動辦公情景

3.3 多通道自然交互，提升用戶體驗

2016年11月，中國工程院院士李德毅在演講中提出“要讓智能車成為可交互的輪式機器人，交互認知是非常重要的?！比绻麩o人車缺乏有效的交互，乘客會覺得它像幽靈不敢乘坐。面對不同“利益相關者”（stakeholder），包括與乘客、與行人、與周邊車輛等“眾生”的交互應該根據優先級排序，選擇視覺、語言、動作等不同的交互途徑，將信息有效、及時、生動的進行傳達。正如騎手與馬的關系，騎手通過口令、手勢、動作與馬進行溝通，馬通過奔跑的速度、方向、步伐等方面提供認知主體之間的交互反饋。

互動過程中“對話”是最直接最便捷的交互途徑，是幾乎所有服務機器人必備的，也將是與無人車交互的突破口。IBM與美國亞利桑那Local Motors的制造商合作，打造了第一款使用Waston認知計算平臺的無人車Olli。設計者希望通過獨特的聲控打破隔閡，讓人們接受無人車進入他們的生活。在與車內乘客互動的過程中，通過語音的形式回答乘客日常問題。對話過程中的語音、語速、音調也是需要進一步設計的重要方面。

在交互通道選擇中，視覺主導著我們的情感知覺，影響我們的思維方式。CES 2017展出了即將量產的“城市移動包廂”，車前面設計了一個LED屏幕進行與行人的交互，比如說它發現前方有行人就會停下來，屏幕上會顯示一個行走的小人，等待行人通過。奔馳也設計了一個有趣的功能，當無人車在遇到行人停車時，會在地面上投影出一條斑馬線，提示并協助行人安全通過。在2017日內瓦車展前夕的大眾之夜上，大眾正式發布的Sedric無人車，前臉造型可愛，前大燈模擬了人的眼睛，LED矩陣可以顯示不同的圖案（比如眨眼、微笑）與行人交互。大眾還為Sedric配備了一個召喚手柄，當觸摸手柄上的按鈕時，Sedric就會知道乘客所在的地理位置，然后向乘客駛來。當車輛抵達時，召喚手柄會震動，并發出不同色彩的光，這一設計是為了方便有視力障礙的人出行，這個召喚手柄成為乘客和Sedric連接的紐帶。不難發現，交互通道的選擇、組合，要以用戶能夠與車輛自然溝通為原則，才能讓無人車盡快融入人們日常生活，體現它安全、可靠、高效的優勢。

4 結語

隨著人工智能技術的迅猛發展，未來汽車必將更加智能化。汽車設計需要有一種開放的全局觀和共同的價值觀，而不是僅局限于“設計本身”。需要持續關注探索汽車世界相關領域的發展變化，理解瞬息萬變的社會行為和需求。無人駕駛只是人工智能顛覆汽車行業的一個方面，其核心還是在于人車關系的重構。面對人口膨脹、資源緊張、城市化困境等危機，成功的無人駕駛汽車一定會激起層層漣漪，汽車行業也將展現出自身新的價值。