我国新能源汽车交互设计现状及发展趋势研究

兰卉

关键词：新能源汽车；交互设计；用户体验；发展趋势

0 前言

自19 世纪80 年代卡尔本茨创造出第一辆单缸二行程三轮汽车以来，汽车经历了一百多年的发展历程，这期间汽车领域的科学技术不断更新迭代，与之相关的交互设计也隨之发展与进步。

1 汽车交互设计的类别

交互设计从广义上可以分为硬件交互与软件交互2 个维度，而具体到汽车交互设计上可以细分为物理交互、界面交互及自然交互3 个方面。

1. 1 物理交互

在人类使用汽车的过程中，运用方向盘、操作杆、制动踏板等物理形式操作汽车的方式称为物理交互，它是硬件交互的主要呈现方式。物理交互是人类最初控制汽车的主要方式，也是人与汽车最基础的交互形式之一，人们可以利用物理旋钮、按键、滑块、拨杆等方式与汽车交流互动。物理交互因其设计简便，易于操作和学习，且具有较为直观的操作反馈一直沿用至今。

1. 2 界面交互

随着车内信息成倍地增长，汽车相关的界面也越来越多，因此人们利用各种屏幕进行操作和反馈便成为一种主流的交互方式，界面交互是汽车软件交互的方式之一。汽车界面将车内复杂的操作和指令整合到一块或多块显示屏幕中，优化了车内空间，同时带给用户良好的操作体验。目前，汽车交互界面已经不局限于车内的中控屏幕、主驾驶仪表盘、后排娱乐界面、后排中控界面，平视显示、手机APP 界面、车窗显示等也在进一步研发和完善，汽车界面交互的外延正逐步扩大。

1. 3 自然交互

自然交互是指以人的自然行为为基础，通过计算机、人工智能等技术实现的人机交互，例如利用语音、手势、人体感应、人脸识别等的交互方式，自然交互是一种新兴的汽车软件交互。相较于物理交互及界面交互，自然交互一方面极大地节省了用户的视觉资源，降低了驾驶过程中由于视觉资源过度占用而导致事故的风险；另一方面，自然交互基于人的自然行为进行研究和拓展，能够有效地节省操作成本，增加操作流畅度，从而提升用户体验。

2 国内新能源汽车交互设计现状

国内领先的新能源汽车制造厂商比亚迪自主研发了DiLink4.0 智能网联系统，目前已在比亚迪新推出的所有车型中搭载。车内的智能旋转中控屏幕，集合了智能语音交互、休闲娱乐、导航等多种功能，用户可根据自己的行车习惯和娱乐喜好自主设置界面布局，充分满足了其个性化的需求。在界面显示方面，比亚迪将部分行车必要信息，如车速、导航信息、限速图标等通过全息投影的方式投射至汽车的前挡风玻璃上，驾驶员只需要低下头3°～7°即可获取以上信息，显著提升了行车的安全性。此外，用户可通过蓝牙、网络信号在手机端APP 和车辆实现远程互联，实时掌握汽车的电量、续航里程、发动机状态等，并可通过APP 实现远程开启空调、汽车高温杀菌、远程寻车等功能。部分车型加入了手机近场通信（NFC）车钥匙功能，手机靠近左前外后视镜指令区域即可解锁或锁定车辆，解决了用户因忘带车钥匙而无法使用汽车的烦恼。

2023 年4 月比亚迪发布了基于车联网和物联网技术的智能车身控制系统——“云辇”，它采用了人体感应技术，只需手掌一挥，即可实现门锁、车窗、车灯等功能的控制。同时，它还可以通过手势控制自动驾驶的加速、刹车、转弯等操作。这使得驾驶人员能够更加轻松地掌控车辆，提高了行驶的安全性和稳定性。

蔚来汽车的人工智能（AI）实体——NOMI 能够通过自身的表情、动作、音调来提供更加精微和情感化的互动。例如，NOMI 会识别到用户的方位，在进行语音交互时把头转向用户并做出相应的表情。在对话时可以较为流畅地进行多轮语音交互并同时完成多个指令。后视镜中安装了包含附加传感器的摄像头，当驾驶员行驶过程中出现走神的情况，NOMI 能够准确识别并将头转向驾驶员进行提醒，有效提升了驾驶安全和用户体验。

值得一提的是蔚来汽车内增强现实（AR）技术的应用。在ES8 车型中搭载了蔚来联手Nreal 共同打造的N-box 增强娱乐主机，可以同时支持4 副AR 眼镜连接，只需要戴上AR 眼镜，用户即可感受到沉浸式的娱乐影音体验。

理想汽车首创的以深度学习为基础的多模态三维空间交互系统，能够捕捉车内任意位置乘客的语音指令，并通过声源定位技术识别说话者的身份和位置，实现跨音区的多轮语音交互；IR+3D ToF传感器可以捕捉乘客的手势动作，并通过深度学习算法识别手势意图。通过融合语音和手势2 种模态，该多模态三维空间交互系统可以更准确地理解并响应乘客的需求，同时能够将感知到的多源数据还原成具体的事件，形成“事件图谱”，从而对乘客的指令进行语义分析、逻辑推理和决策规划，最终给出最佳回应。

小鹏汽车的智能语音助手将语音使用范围由仅限前排用户拓展为车内所有成员。并在此基础上做到了声源定位与声源分离，用户交谈互不打扰。例如，当车辆行驶过程中前排用户正在交谈而后排用户要求打开车窗，此时语音助手能够准确识别后排指令并做出响应，其响应速度达到了毫秒级，从唤起语音助手到完成指令几乎实现了无缝衔接。此外，语音助手支持并行指令操作，用户可以同时下达多个指令，如关闭天窗、打开空调、开启音乐、调高音量等，语音助手都能够准确捕获并一一高质量执行，在此过程中提升了人机交互效率，优化了用户体验。

在中控界面设计上，小鹏汽车与Unity 3D 渲染引擎进行深度合作，打造出了3D 用户界面（UI）人机交互系统，将车辆信息、导航情况等以3D 的形式呈现在中控屏幕上。例如，在车型状态界面，车辆以立体的效果显示，用户可以进行相关交互，用触控的方式控制车窗、后视镜、后备箱盖等。此外，能够将现实世界投影到车机屏幕上，配合相关驾驶感知信息，为用户带来更为直观的交互体验。

威马汽车W6 人脸识别系统，可以在用户上车3 s 内识别其身份，并将座椅惯用位置及系统使用习惯进行快速同步，用户不需要进一步调节即可进入最佳驾驶前准备状态。在车辆行驶过程中，人脸识别系统还可以对用户的驾驶疲劳状态进行有效检测并及时做出提醒，确保了行车安全。

在科技日新月异的背景下，汽车在具备了多种功能、满足用户不同需求的同时，也越来越注重使用过程中的用户体验。智能语音交互、人脸识别、智能旋转大屏、AR 技术的应用等为用户提供了更加智能、高效、愉悦的交互体验，与此同时，交互设计的外延得到了进一步的扩大。

3 新能源汽车交互设计的发展趋势

3. 1 注重用户体验

用户体验关系到消费者对于品牌或企业的信任感，进一步影响产品的销量。因此，注重用户体验是新能源汽车设计的重中之重。在此背景下，各大车企纷纷尝试通过各种交互方式提升用户的体验。例如，通过面部识别技术识别用户身份后车辆根据其使用习惯调整为用户的惯用状态，节省了手动设置的步骤和时间；平视显示系统让行车必要信息的获取更加轻松、便捷，用户不需要大幅度的低头即可查看相关信息；AR 技术的应用给用户带来了沉浸式的娱乐体验等。注重用户体验逐渐上升为新能源汽车交互设计的核心理念。

3. 2 塑造智能空间

新能源汽车的设计初衷是为了解决环境污染及能源消耗的严峻问题，然而，随着科技的发展及用户需求的不断提升，对于新能源汽车的智能化也提出了更高的要求。在休闲娱乐层面，音乐、视频已经成为新能源汽车的标配，在此基础上呈现出以提升用户体验为目标的多样化发展趋势，例如AR 娱乐主机的应用、多种游戏下载与应用的支持、智能语音交互的娱乐体验等；在服务层面，除了包含与车辆关联度较强的汽车保养与維修、导航、充电提醒、泊车等，还增加了生活服务的相关功能，例如订餐、购物、社交等场景。新能源汽车已经逐步成为一个智能化的独立空间。

3. 3 多通道协同交互

在传统的汽车交互系统中主要依赖于人的视觉及触觉完成车机的交互与反馈。然而，较为单一的交互形式容易增加驾驶员的认知负荷，降低驾驶安全性。而多通道协同交互是指利用人的多个感官通道与车辆完成交互动作，包含视觉、触觉、听觉、嗅觉、味觉、躯体感觉等，使人们可以从多个维度综合感知和体验产品，进而获得更加愉悦、丰富的交互体验。

近年来，随着语音识别、人体感应技术和情感计算等多项技术的发展，多通道协同交互逐渐受到各大车企的广泛关注。语音交互正在成为新能源汽车的标准配置；手势交互的准确率也在进一步提高；通过人体感应技术控制车身已在部分国产车型应用等。未来，多通道协同交互将成为新能源汽车交互设计的一大发展趋势。

3. 4 交互维度拓展

随着新能源汽车智能化进程的加速发展，汽车的系统数据、用户相关数据、车内外信息正在成倍地增长，这使得汽车的交互维度也在进一步拓展。从显示界面的角度来看，新能源汽车已经不再局限于传统的中控台、仪表盘等区域，而是逐步延展至多个空间和维度，例如副驾驶显示屏、抬头显示、车窗、手机界面、ipad 界面甚至手表界面等。这种多维度的交互和多样化的显示方式能够将复杂的车辆及用户相关信息进行层级分解，从而合理地布局，对于信息的有效传递、交互效率的提升及驾驶的安全性具有积极的意义。因此，交互维度拓展将成为未来新能源汽车交互设计的重要发展趋势。

4 结语

本文完整、全面地梳理了国内新能源汽车的发展现状，并总结其发展趋势，可以发现新能源汽车成为未来汽车的主要发展趋势已是不争的事实。我国新能源汽车的交互设计呈现出快速发展的态势，汽车的交互设计已成为提升用户体验的主要渠道。本文分析了具有代表性的5 个国产品牌新能源汽车的交互技术，并运用科学的方法归纳总结出新能源汽车交互设计的4 个发展趋势，即注重用户体验、塑造智能空间、多通道协同交互和交互维度拓展。