高琳　馬延飛

摘 要：以“基于科技下的設計服務”問題作為研究出發(fā)點，把了解智能科技與應用和智能汽車的各種人機交互應用作為研究對象，了解數據分析在相關智能科技和產品設計中的形式，通過結合學術界和科學技術的理論經驗與知識，探討基于科技的交互設計研究與應用。以創(chuàng)新技術的廣泛應用以及智能汽車的設計原則作為啟發(fā)未來智能駕駛汽車和人機交互產品設計發(fā)展趨勢的理論研究與應用發(fā)展，使智能駕駛汽車的交互設計與科技相輔相成，從而為人類生活創(chuàng)造更好的科技產品與生活體驗。

關鍵詞：智能汽車 人機交互 設計 科技

2022年汽車制造業(yè)朝著電動化、智能化、網絡化、信息化方向一直穩(wěn)步發(fā)展，在政府的政策推廣和市場大環(huán)境認可情況下，中國電動汽車制造業(yè)已經處于世界第一梯隊，也隨即培養(yǎng)出具有中國代表性的汽車品牌等。隨著《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》等政策文件的發(fā)布，智能汽車將會成為下一個制造產業(yè)風口，產業(yè)潛力巨大并且很大可能推動世界科技制造發(fā)展，伴隨著互聯網的發(fā)展以及網絡大數據和人工智能等先進科技在交通運輸行業(yè)的應用與研究，汽車空間設計、人機交互界面設計、操作駕駛方式和用戶體驗設計等，都正在發(fā)生著前所未有大變革與科技炸裂。本文主要分析了設計作為科技結合的先驅者應當合理運用設計原則來提高產品使用體驗。根據智能汽車應用界面分析，可以提出四個設計原則，分別是安全性、交互性、易用性和體驗性設計原則。并得出設計和科技是相輔相成，科技的發(fā)展促使了交互設計的發(fā)展，交互設計改善產品在實際使用當中所遇到的不便，同時也為智能科技提供有利的設計支持，使智能科技與設計都能得以快速的發(fā)展。

1 智能科技與創(chuàng)新設計

根據2021年中國汽車銷售報表顯示，截止2021年底，全國機動車保有量達3.95億輛，相較往年同比增長6.32%，汽車新注冊登記2622萬輛，相較往年同比增長8.16%。全國新能源汽車保有量784萬輛，相較往年同比增長59.25%；全年新能源汽車新注冊登記295萬輛，相較往年同比增長151.61%。國內機動車市場整體保持較為穩(wěn)定的增長趨勢，新能源汽車市場表現亮眼，高速增長態(tài)勢明顯。而且有超過90%的受訪消費者表示未來購買新車時，會優(yōu)先考慮智能汽車。

隨著人們的生活水平不斷提高，新的操作體驗、娛樂方式、網絡升級和智能車機系統(tǒng)等都正在慢慢成為新能源汽車的標配。所以當智能科技取得前所未有的進步，并且已經為社會生產和人類交流提供出新的可能性，設計往往就會率先擔當起探索與科技結合的先驅者。例如，在智能汽車的外觀設計、交互方式設計、HMI視覺設計等等。這些新設計都是隨著新科技產品的產生而衍生出來，為其適配與之相匹配的設計原則和設計語言。

而從設計的角度出發(fā)，設計是以人為本，而且設計最終目的就是服務作用，服務于社會、服務于人、服務于產品。從人類的這一角度去觀察，會發(fā)現我們對于自己和物質的認識，已經不再是一種來自于大自然這個概念了，很大部分程度上還是依賴于未來人類自己所謂的"科技創(chuàng)新"，在未來通過智能科技創(chuàng)新技術使人類在我們身體、認知和運維思想三個層面的向上升級達到了一個更高的認識層次。未來每一種智能科技創(chuàng)新都可能是人類對于身體和認知感官和感覺體驗的一種不斷擴展，并且已經超越了自身和社會心理的一種限制[1]。

從另一個新角度來看，在智能科技與移動互聯網時代背景下，人與汽車的未來交互體驗包含了用戶自我本能操作下去體驗一種新的感官擴展，這種感官擴展會使自己有種身臨其境，超越自己的感官體驗。或許帶上墨鏡大小的眼鏡，連接汽車內部系統(tǒng)，所有的功能信息直接就會增強現實一樣出現在駕駛視野中來，甚至搭載到網絡，配合智能交通系統(tǒng)，直接將交通系統(tǒng)信息可視化到人的眼前。該技術對其未來的人類生活操作方式發(fā)展也是具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。而且，這種科技超越式的創(chuàng)新不僅會為未來人們生活提供一種先進信息技術和生活方式結合的可能，也或許正是在智能科技快速進步發(fā)展的時代背景下，作為一個設計師更需要用心去努力做這種創(chuàng)新設計。這種創(chuàng)新設計并不會創(chuàng)造科學技術，設計只是在運用科學創(chuàng)造的技術基礎上，通過設計的形式為人類以后生活創(chuàng)造更好的科技產品與生活體驗。這也是未來智能駕駛汽車時代的人機交互設計趨勢和本質意義。

2 智能汽車科技應用分析

近幾年來，隨著智能汽車產業(yè)快速的發(fā)展，以其富有創(chuàng)造性的方式又重新定義了新時代的汽車設計。最初汽車產品的誕生主要目的是為了有效解決現代人的日常出行問題。而進入21世紀以來，全球各類汽車市場持有量快速地不斷增高，在人們日常生活中也不斷地會遇到各類交通堵塞、環(huán)境條件受到嚴重污染或被破壞、安全事故等嚴重問題不斷發(fā)生，道路交通設施與創(chuàng)新正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)[2]。從城市交通運輸工具未來發(fā)展趨勢的角度來分析，未來的城市居民日常出行公共交通運輸工具還將會包含更多的公共汽車、火車、飛機、人力以及軌道交通等不同的各類公共綜合交通運輸工具。而從汽車行業(yè)的角度來看，這個行業(yè)的參與者越來越多樣化。除了這些屬于傳統(tǒng)的汽車主要部件研發(fā)制造商和研發(fā)企業(yè)之外，還有以電動汽車主要系統(tǒng)零部件相關的產品研發(fā)供應商、互聯網電動汽車制造企業(yè)、智能科技創(chuàng)新產品制造業(yè)等等，這些作為主要行業(yè)代表的高科技產品制造商和企業(yè)也在積極嘗試智能整合產品設計和技術開發(fā)。力圖制造如電動汽車行業(yè)中的人機交互智能操作系統(tǒng)和智能應用開發(fā)平臺，甚至專門用來進行制造電動車輛的整車相關技術開發(fā)。在這樣的智能信息時代快速進步發(fā)展下，僅僅依靠現有的汽車產業(yè)在電動汽車產品上的產品智能設計和技術研發(fā)上的創(chuàng)新已經是遠遠不夠的，需要進行多領域拓展科學技術。要多專業(yè)化、多功能應用科技化地把整個汽車智能駕駛系統(tǒng)與汽車智能信息技術各個功能層面一起重新整合進行設計，然后再開發(fā)與制造。未來要想快速發(fā)展實現汽車行業(yè)的智能化就必須依靠信息科技的快速進步等一批專業(yè)科技力量，隨著行業(yè)互聯網、移動信息科技和電動智能汽車自動駕駛技術的快速發(fā)展，這就使得未來汽車智能化的實現已經是不久的將來了。

網絡車載互聯技術：移動互聯網與智能車載互聯網信息技術不僅可以有效解決汽車網絡系統(tǒng)技術和功能協調之間分配的復雜問題，還能有效改善智能汽車與人、汽車與網絡之間的交互系統(tǒng)問題。同時車載互聯網信息技術也是將智能汽車與人作為整個網絡中的一個重要節(jié)點，通過汽車無線通信等信息技術手段來直接實現車與人、路及周圍環(huán)境的信息協同交互，可以通過構建現代智能軌道級導航提升駕駛體驗。未來隨著5G的覆蓋面下，一些先進的無線科技，將會給智能汽車提供更加延時低、快速可靠的大寬帶無線通信技術。

人工智能與云計算技術：隨著人工智能和機器學習的技術發(fā)展與應用，制造出了一系列的智慧服務系統(tǒng)，大大提高了智能汽車、智能設備、智能產品應用和服務等數據運算能力，并搭建了更加完善可靠的智能云計算平臺。在大數據和云計算的技術支持下，對交通道路情況可構建多個復雜狀態(tài)的多維度數據應用平臺，對道路出行過程中產生的數據進行智能分析和處理， 這樣有助于實現智能化分配路線以及實現疏導交通擁擠和協調信息的功能[3]。

激光雷達技術：華為雖然是激光雷達戰(zhàn)場上的新手，但華為做激光雷達也是依靠了自身30年積累下的技術，在ICT領域積累的光學設計、信號處理、整機工程和精密制造等方面有著深厚的技術積淀。而激光雷達就像汽車的眼睛，它能夠直接得出物體的距離，并且不受光照條件的影響，所以在地圖里，車輛知道自己所處的位置，在實時行進定位過程中，能夠進行動態(tài)規(guī)劃，比如變道超車、識別紅綠燈、車道線、躲避行人等，實現這些就要依靠激光雷達技術加雙目視覺，從而使汽車能夠自動駕駛[4]。

有了這些科技的保駕護航，才能幫助智能汽車設計的更加人性化，更加服務于人，更加提高汽車的用戶體驗感。以便來幫助我們更好的實現交通出行新模式和新體驗。

3 智能汽車的設計原則分析

現如今智能電動汽車的開發(fā)設計制造主要是依靠著更加先進視覺圖像傳感器、系統(tǒng)自動控制器、裝置命令執(zhí)行器等眾多硬件集成設備，使用低延通信、互聯網、大數據、人工智能、視覺圖像捕捉、雷達圖像探測、高效率電池等一系列的高新技術，讓智能電動汽車能夠具有完全自動駕駛的功能，從純粹的交通工具慢慢向智能高科技產品轉變的新時代電動汽車。在全球智能交通科技飛速發(fā)展的巨大背景下，未來的交通設計應用對象不僅僅只是單一的智能汽車科技產品，而是人、交通工具、基礎通信設施、城市生態(tài)環(huán)境等所共同構成的一個功能整體或是跨界性交通應用工具，可以滿足人們出行所需要的服務功能。因此，未來對于智能駕駛汽車的創(chuàng)新設計也會逐漸轉變成為多專業(yè)學科、多應用領域的信息系統(tǒng)化產品設計。

對于不同類型的駕駛體驗，智能汽車在設計和制造的過程中特別區(qū)分了非駕駛狀態(tài)下的次要交互體驗，還提出了新的交互操作，比如語音操作系統(tǒng)、手勢動態(tài)捕捉系統(tǒng)、連屏顯示控制設備、虛擬抬頭顯示技術以及現實增強技術等。這些都是以人為中心的角度出發(fā)，從駕駛員主要交互行為的角度，可以將汽車設計分為幾下原則：

3.1 安全性設計原則

對于汽車相關的一系列設計產品來說，產品安全性問題是首要問題也是最重要的，這個重要的技術問題不容忽視。汽車的安全性設計是為了有效地保護駕駛者的人身安全和操作安全，而這個最重要的安全設計原則，也是汽車產品設計的基本底線。當代汽車制造行業(yè)的安全性不僅要對智能電動汽車是否外型、構造、材質等形式選擇等方面存在安全隱患，還要對車身與內飾交互信息系統(tǒng)以及汽車內部底層整個系統(tǒng)設計邏輯的安全性考慮。在現代智能汽車中控操作系統(tǒng)下，不僅是操作方式的多種化，還是座艙體驗或是智能分屏體驗，都應該堅持是以安全可靠作為智能汽車交互設計制造的第一重要目的。因此，在智能汽車內飾交互設計方面都應著重在主動安全原則下去開發(fā)和考量，以便讓駕駛者行車時可以安全有效的操作相對應的功能設置。因為，近幾年頻頻爆出智能電動汽車的相關安全問題層出不窮，例如車載控制系統(tǒng)技術故障、電動中控屏幕故障黑屏等，隨著智能汽車的軟硬件故障率不斷增加，極大可能會導致駕駛者的生命安全受到嚴重威脅。所以，在智能電動汽車快速發(fā)展推進的同時，汽車行業(yè)者都應注重提高汽車安全性設計，切記由其產品系統(tǒng)設計失誤導致的各種安全問題和風險隱患。

3.2 交互性設計原則

現代科技產業(yè)快速發(fā)展使得汽車不斷更新產品功能，也在不斷努力使汽車變得越來越智能。而汽車也不再僅僅是人們單純的交通出行工具了，它已經成為了人們日常生活中的一個空間避風港，也是一種人們的感情寄托的載體。所以良好的汽車內飾設計會更容易與使用者建立某種關聯，實現了有效的情感信息傳遞。其用戶的日常操作習慣就是一個交互式的過程，目前來說，大部分駕駛者對于傳統(tǒng)汽車的操作方式都已經了然于胸，設想怎樣把一個智能汽車系統(tǒng)的交互方式設計的更加符合人性化，又更加符合用戶的日常操作習慣，還不需要增加用戶的學習成本。使得智能汽車車機屏幕與駕駛者和乘用者做到真正的“人機交流”，以人車交流互動作為設計核心，實現人與車之間無差別的互動體驗，變得不再是機械化的操作，賦予自身獨特的趣味性，這也是車機交互設計所要注意的重點。

3.3 易用性設計原則

智能化科技產品不斷投入到汽車行業(yè)，使得汽車這個概念由一個普通的代步工具轉換為一個擁有現代化智能設備終端的數字化產品，擁有著更加強大和更多功能的智能車載交互系統(tǒng)也勢必會帶給用戶更加細微、更加復雜的人機交互體驗。與此同時，基于智能科技的汽車界面設計要遵循易用性設計原則，要通過合理簡單化的交互方式去降低用戶的學習成本，讓使用者能夠充分地了解各個功能，并且符合大部分用戶的普遍認知，最好是在不用看說明的情況下就能夠快速掌握系統(tǒng)的操作方法[5]。

3.4 體驗性設計原則

現在，用戶體驗設計越來越重要，從提升用戶體驗的方面來看，要以用戶為中心去出發(fā)，提高用戶的操作效率，提高用戶對產品的認識，愉悅的用戶體驗會給用戶留下深刻的印象及信任感。這也就必然導致汽車制造業(yè)廠家越來越重視用戶的實際用車體驗感受，為了便于產品更好地去滿足用戶多樣化的使用場景，汽車制造廠家已經將用戶體驗與汽車的智能系統(tǒng)和車機界面設計相互融合進行開發(fā)了，并且使汽車擁有的功能特點與用戶多樣化的用車需求二者相互結合，不但可以提高用戶的使用體驗感，還可以有效地促進我國智能汽車設計行業(yè)的快速發(fā)展。

4 結語

在互聯網+、人工智能與大數據的時代背景下，智能汽車快速發(fā)展使其自身科技正在促使著設計跟進發(fā)展，汽車的儀表也從傳統(tǒng)的物理儀表發(fā)展到現在的全液晶儀表，汽車內部科技也是越來越先進。目前市面上很多廠商設計的儀表界面添加了很多繁雜的功能，對于在界面上呈現繁瑣復雜的信息在一定程度上會影響到駕駛者在使用的效率，增加了危險性。所以安全性仍然是汽車儀表界面設計的重點考慮問題，因此本文分別從從科技與設計的關系、智能科技的發(fā)展以及智能科技下的設計原則這些方面對科技與設計進行了分析。

參考文獻：

[1]趙江洪，王巍.汽車人機交互界面設計研究[J]. 汽車工程學報，2012，2（05）.

[2]江小浦，幸翔，胡書可.汽車中控臺設計中的安全性原則研究[J].包裝工程，2020，41（12）.

[3]劉文.智能汽車輔助駕駛技術分析[J]. 汽車實用技術，2021，46（02）.

[4]向炎濤.ARCFOX極狐HBT成搭載華為激光雷達方案量產第一車[EB/OL].（2020-12-22）.https：//www.163.com/dy/article/FUFO0RSB0519QIKK.html.

[5] 張國揚，魏麗丹，許麗，梁開榮.淺談汽車人機交互界面的開發(fā)及應用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2017，（01）.