我國新能源汽車交互設計現狀及發展趨勢研究

蘭卉

關鍵詞：新能源汽車；交互設計；用戶體驗；發展趨勢

0 前言

自19 世紀80 年代卡爾本茨創造出第一輛單缸二行程三輪汽車以來，汽車經歷了一百多年的發展歷程，這期間汽車領域的科學技術不斷更新迭代，與之相關的交互設計也隨之發展與進步。

1 汽車交互設計的類別

交互設計從廣義上可以分為硬件交互與軟件交互2 個維度，而具體到汽車交互設計上可以細分為物理交互、界面交互及自然交互3 個方面。

1. 1 物理交互

在人類使用汽車的過程中，運用方向盤、操作桿、制動踏板等物理形式操作汽車的方式稱為物理交互，它是硬件交互的主要呈現方式。物理交互是人類最初控制汽車的主要方式，也是人與汽車最基礎的交互形式之一，人們可以利用物理旋鈕、按鍵、滑塊、撥桿等方式與汽車交流互動。物理交互因其設計簡便，易于操作和學習，且具有較為直觀的操作反饋一直沿用至今。

1. 2 界面交互

隨著車內信息成倍地增長，汽車相關的界面也越來越多，因此人們利用各種屏幕進行操作和反饋便成為一種主流的交互方式，界面交互是汽車軟件交互的方式之一。汽車界面將車內復雜的操作和指令整合到一塊或多塊顯示屏幕中，優化了車內空間，同時帶給用戶良好的操作體驗。目前，汽車交互界面已經不局限于車內的中控屏幕、主駕駛儀表盤、后排娛樂界面、后排中控界面，平視顯示、手機APP 界面、車窗顯示等也在進一步研發和完善，汽車界面交互的外延正逐步擴大。

1. 3 自然交互

自然交互是指以人的自然行為為基礎，通過計算機、人工智能等技術實現的人機交互，例如利用語音、手勢、人體感應、人臉識別等的交互方式，自然交互是一種新興的汽車軟件交互。相較于物理交互及界面交互，自然交互一方面極大地節省了用戶的視覺資源，降低了駕駛過程中由于視覺資源過度占用而導致事故的風險；另一方面，自然交互基于人的自然行為進行研究和拓展，能夠有效地節省操作成本，增加操作流暢度，從而提升用戶體驗。

2 國內新能源汽車交互設計現狀

國內領先的新能源汽車制造廠商比亞迪自主研發了DiLink4.0 智能網聯系統，目前已在比亞迪新推出的所有車型中搭載。車內的智能旋轉中控屏幕，集合了智能語音交互、休閑娛樂、導航等多種功能，用戶可根據自己的行車習慣和娛樂喜好自主設置界面布局，充分滿足了其個性化的需求。在界面顯示方面，比亞迪將部分行車必要信息，如車速、導航信息、限速圖標等通過全息投影的方式投射至汽車的前擋風玻璃上，駕駛員只需要低下頭3°～7°即可獲取以上信息，顯著提升了行車的安全性。此外，用戶可通過藍牙、網絡信號在手機端APP 和車輛實現遠程互聯，實時掌握汽車的電量、續航里程、發動機狀態等，并可通過APP 實現遠程開啟空調、汽車高溫殺菌、遠程尋車等功能。部分車型加入了手機近場通信（NFC）車鑰匙功能，手機靠近左前外后視鏡指令區域即可解鎖或鎖定車輛，解決了用戶因忘帶車鑰匙而無法使用汽車的煩惱。

2023 年4 月比亞迪發布了基于車聯網和物聯網技術的智能車身控制系統——“云輦”，它采用了人體感應技術，只需手掌一揮，即可實現門鎖、車窗、車燈等功能的控制。同時，它還可以通過手勢控制自動駕駛的加速、剎車、轉彎等操作。這使得駕駛人員能夠更加輕松地掌控車輛，提高了行駛的安全性和穩定性。

蔚來汽車的人工智能（AI）實體——NOMI 能夠通過自身的表情、動作、音調來提供更加精微和情感化的互動。例如，NOMI 會識別到用戶的方位，在進行語音交互時把頭轉向用戶并做出相應的表情。在對話時可以較為流暢地進行多輪語音交互并同時完成多個指令。后視鏡中安裝了包含附加傳感器的攝像頭，當駕駛員行駛過程中出現走神的情況，NOMI 能夠準確識別并將頭轉向駕駛員進行提醒，有效提升了駕駛安全和用戶體驗。

值得一提的是蔚來汽車內增強現實（AR）技術的應用。在ES8 車型中搭載了蔚來聯手Nreal 共同打造的N-box 增強娛樂主機，可以同時支持4 副AR 眼鏡連接，只需要戴上AR 眼鏡，用戶即可感受到沉浸式的娛樂影音體驗。

理想汽車首創的以深度學習為基礎的多模態三維空間交互系統，能夠捕捉車內任意位置乘客的語音指令，并通過聲源定位技術識別說話者的身份和位置，實現跨音區的多輪語音交互；IR+3D ToF傳感器可以捕捉乘客的手勢動作，并通過深度學習算法識別手勢意圖。通過融合語音和手勢2 種模態，該多模態三維空間交互系統可以更準確地理解并響應乘客的需求，同時能夠將感知到的多源數據還原成具體的事件，形成“事件圖譜”，從而對乘客的指令進行語義分析、邏輯推理和決策規劃，最終給出最佳回應。

小鵬汽車的智能語音助手將語音使用范圍由僅限前排用戶拓展為車內所有成員。并在此基礎上做到了聲源定位與聲源分離，用戶交談互不打擾。例如，當車輛行駛過程中前排用戶正在交談而后排用戶要求打開車窗，此時語音助手能夠準確識別后排指令并做出響應，其響應速度達到了毫秒級，從喚起語音助手到完成指令幾乎實現了無縫銜接。此外，語音助手支持并行指令操作，用戶可以同時下達多個指令，如關閉天窗、打開空調、開啟音樂、調高音量等，語音助手都能夠準確捕獲并一一高質量執行，在此過程中提升了人機交互效率，優化了用戶體驗。

在中控界面設計上，小鵬汽車與Unity 3D 渲染引擎進行深度合作，打造出了3D 用戶界面（UI）人機交互系統，將車輛信息、導航情況等以3D 的形式呈現在中控屏幕上。例如，在車型狀態界面，車輛以立體的效果顯示，用戶可以進行相關交互，用觸控的方式控制車窗、后視鏡、后備箱蓋等。此外，能夠將現實世界投影到車機屏幕上，配合相關駕駛感知信息，為用戶帶來更為直觀的交互體驗。

威馬汽車W6 人臉識別系統，可以在用戶上車3 s 內識別其身份，并將座椅慣用位置及系統使用習慣進行快速同步，用戶不需要進一步調節即可進入最佳駕駛前準備狀態。在車輛行駛過程中，人臉識別系統還可以對用戶的駕駛疲勞狀態進行有效檢測并及時做出提醒，確保了行車安全。

在科技日新月異的背景下，汽車在具備了多種功能、滿足用戶不同需求的同時，也越來越注重使用過程中的用戶體驗。智能語音交互、人臉識別、智能旋轉大屏、AR 技術的應用等為用戶提供了更加智能、高效、愉悅的交互體驗，與此同時，交互設計的外延得到了進一步的擴大。

3 新能源汽車交互設計的發展趨勢

3. 1 注重用戶體驗

用戶體驗關系到消費者對于品牌或企業的信任感，進一步影響產品的銷量。因此，注重用戶體驗是新能源汽車設計的重中之重。在此背景下，各大車企紛紛嘗試通過各種交互方式提升用戶的體驗。例如，通過面部識別技術識別用戶身份后車輛根據其使用習慣調整為用戶的慣用狀態，節省了手動設置的步驟和時間；平視顯示系統讓行車必要信息的獲取更加輕松、便捷，用戶不需要大幅度的低頭即可查看相關信息；AR 技術的應用給用戶帶來了沉浸式的娛樂體驗等。注重用戶體驗逐漸上升為新能源汽車交互設計的核心理念。

3. 2 塑造智能空間

新能源汽車的設計初衷是為了解決環境污染及能源消耗的嚴峻問題，然而，隨著科技的發展及用戶需求的不斷提升，對于新能源汽車的智能化也提出了更高的要求。在休閑娛樂層面，音樂、視頻已經成為新能源汽車的標配，在此基礎上呈現出以提升用戶體驗為目標的多樣化發展趨勢，例如AR 娛樂主機的應用、多種游戲下載與應用的支持、智能語音交互的娛樂體驗等；在服務層面，除了包含與車輛關聯度較強的汽車保養與維修、導航、充電提醒、泊車等，還增加了生活服務的相關功能，例如訂餐、購物、社交等場景。新能源汽車已經逐步成為一個智能化的獨立空間。

3. 3 多通道協同交互

在傳統的汽車交互系統中主要依賴于人的視覺及觸覺完成車機的交互與反饋。然而，較為單一的交互形式容易增加駕駛員的認知負荷，降低駕駛安全性。而多通道協同交互是指利用人的多個感官通道與車輛完成交互動作，包含視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺、軀體感覺等，使人們可以從多個維度綜合感知和體驗產品，進而獲得更加愉悅、豐富的交互體驗。

近年來，隨著語音識別、人體感應技術和情感計算等多項技術的發展，多通道協同交互逐漸受到各大車企的廣泛關注。語音交互正在成為新能源汽車的標準配置；手勢交互的準確率也在進一步提高；通過人體感應技術控制車身已在部分國產車型應用等。未來，多通道協同交互將成為新能源汽車交互設計的一大發展趨勢。

3. 4 交互維度拓展

隨著新能源汽車智能化進程的加速發展，汽車的系統數據、用戶相關數據、車內外信息正在成倍地增長，這使得汽車的交互維度也在進一步拓展。從顯示界面的角度來看，新能源汽車已經不再局限于傳統的中控臺、儀表盤等區域，而是逐步延展至多個空間和維度，例如副駕駛顯示屏、抬頭顯示、車窗、手機界面、ipad 界面甚至手表界面等。這種多維度的交互和多樣化的顯示方式能夠將復雜的車輛及用戶相關信息進行層級分解，從而合理地布局，對于信息的有效傳遞、交互效率的提升及駕駛的安全性具有積極的意義。因此，交互維度拓展將成為未來新能源汽車交互設計的重要發展趨勢。

4 結語

本文完整、全面地梳理了國內新能源汽車的發展現狀，并總結其發展趨勢，可以發現新能源汽車成為未來汽車的主要發展趨勢已是不爭的事實。我國新能源汽車的交互設計呈現出快速發展的態勢，汽車的交互設計已成為提升用戶體驗的主要渠道。本文分析了具有代表性的5 個國產品牌新能源汽車的交互技術，并運用科學的方法歸納總結出新能源汽車交互設計的4 個發展趨勢，即注重用戶體驗、塑造智能空間、多通道協同交互和交互維度拓展。