高琳　馬延飛

摘 要：以“基于科技下的設(shè)計(jì)服務(wù)”問題作為研究出發(fā)點(diǎn)，把了解智能科技與應(yīng)用和智能汽車的各種人機(jī)交互應(yīng)用作為研究對象，了解數(shù)據(jù)分析在相關(guān)智能科技和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的形式，通過結(jié)合學(xué)術(shù)界和科學(xué)技術(shù)的理論經(jīng)驗(yàn)與知識，探討基于科技的交互設(shè)計(jì)研究與應(yīng)用。以創(chuàng)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及智能汽車的設(shè)計(jì)原則作為啟發(fā)未來智能駕駛汽車和人機(jī)交互產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢的理論研究與應(yīng)用發(fā)展，使智能駕駛汽車的交互設(shè)計(jì)與科技相輔相成，從而為人類生活創(chuàng)造更好的科技產(chǎn)品與生活體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：智能汽車 人機(jī)交互 設(shè)計(jì) 科技

2022年汽車制造業(yè)朝著電動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)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(rèn)可情況下，中國電動汽車制造業(yè)已經(jīng)處于世界第一梯隊(duì)，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(gè)制造產(chǎn)業(yè)風(fēng)口，產(chǎn)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(lián)網(wǎng)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)和人工智能等先進(jìn)科技在交通運(yùn)輸行業(yè)的應(yīng)用與研究，汽車空間設(shè)計(jì)、人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)、操作駕駛方式和用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)作為科技結(jié)合的先驅(qū)者應(yīng)當(dāng)合理運(yùn)用設(shè)計(jì)原則來提高產(chǎn)品使用體驗(yàn)。根據(jù)智能汽車應(yīng)用界面分析，可以提出四個(gè)設(shè)計(jì)原則，分別是安全性、交互性、易用性和體驗(yàn)性設(shè)計(jì)原則。并得出設(shè)計(jì)和科技是相輔相成，科技的發(fā)展促使了交互設(shè)計(jì)的發(fā)展，交互設(shè)計(jì)改善產(chǎn)品在實(shí)際使用當(dāng)中所遇到的不便，同時(shí)也為智能科技提供有利的設(shè)計(jì)支持，使智能科技與設(shè)計(jì)都能得以快速的發(fā)展。

1 智能科技與創(chuàng)新設(shè)計(jì)

根據(jù)2021年中國汽車銷售報(bào)表顯示，截止2021年底，全國機(jī)動車保有量達(dá)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(nèi)機(jī)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(xiàn)亮眼，高速增長態(tài)勢明顯。而且有超過90%的受訪消費(fèi)者表示未來購買新車時(shí)，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(yàn)、娛樂方式、網(wǎng)絡(luò)升級和智能車機(jī)系統(tǒng)等都正在慢慢成為新能源汽車的標(biāo)配。所以當(dāng)智能科技取得前所未有的進(jìn)步，并且已經(jīng)為社會生產(chǎn)和人類交流提供出新的可能性，設(shè)計(jì)往往就會率先擔(dān)當(dāng)起探索與科技結(jié)合的先驅(qū)者。例如，在智能汽車的外觀設(shè)計(jì)、交互方式設(shè)計(jì)、HMI視覺設(shè)計(jì)等等。這些新設(shè)計(jì)都是隨著新科技產(chǎn)品的產(chǎn)生而衍生出來，為其適配與之相匹配的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)語言。

而從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)是以人為本，而且設(shè)計(jì)最終目的就是服務(wù)作用，服務(wù)于社會、服務(wù)于人、服務(wù)于產(chǎn)品。從人類的這一角度去觀察，會發(fā)現(xiàn)我們對于自己和物質(zhì)的認(rèn)識，已經(jīng)不再是一種來自于大自然這個(gè)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(shù)使人類在我們身體、認(rèn)知和運(yùn)維思想三個(gè)層面的向上升級達(dá)到了一個(gè)更高的認(rèn)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(rèn)知感官和感覺體驗(yàn)的一種不斷擴(kuò)展，并且已經(jīng)超越了自身和社會心理的一種限制[1]。

從另一個(gè)新角度來看，在智能科技與移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，人與汽車的未來交互體驗(yàn)包含了用戶自我本能操作下去體驗(yàn)一種新的感官擴(kuò)展，這種感官擴(kuò)展會使自己有種身臨其境，超越自己的感官體驗(yàn)?；蛟S帶上墨鏡大小的眼鏡，連接汽車內(nèi)部系統(tǒng)，所有的功能信息直接就會增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)一樣出現(xiàn)在駕駛視野中來，甚至搭載到網(wǎng)絡(luò)，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(shù)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(jìn)信息技術(shù)和生活方式結(jié)合的可能，也或許正是在智能科技快速進(jìn)步發(fā)展的時(shí)代背景下，作為一個(gè)設(shè)計(jì)師更需要用心去努力做這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)。這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)并不會創(chuàng)造科學(xué)技術(shù)，設(shè)計(jì)只是在運(yùn)用科學(xué)創(chuàng)造的技術(shù)基礎(chǔ)上，通過設(shè)計(jì)的形式為人類以后生活創(chuàng)造更好的科技產(chǎn)品與生活體驗(yàn)。這也是未來智能駕駛汽車時(shí)代的人機(jī)交互設(shè)計(jì)趨勢和本質(zhì)意義。

2 智能汽車科技應(yīng)用分析

近幾年來，隨著智能汽車產(chǎn)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(shí)代的汽車設(shè)計(jì)。最初汽車產(chǎn)品的誕生主要目的是為了有效解決現(xiàn)代人的日常出行問題。而進(jìn)入21世紀(jì)以來，全球各類汽車市場持有量快速地不斷增高，在人們?nèi)粘Ｉ钪幸膊粩嗟貢龅礁黝惤煌ǘ氯h(huán)境條件受到嚴(yán)重污染或被破壞、安全事故等嚴(yán)重問題不斷發(fā)生，道路交通設(shè)施與創(chuàng)新正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)[2]。從城市交通運(yùn)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(yùn)輸工具還將會包含更多的公共汽車、火車、飛機(jī)、人力以及軌道交通等不同的各類公共綜合交通運(yùn)輸工具。而從汽車行業(yè)的角度來看，這個(gè)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(guān)的產(chǎn)品研發(fā)供應(yīng)商、互聯(lián)網(wǎng)電動汽車制造企業(yè)、智能科技創(chuàng)新產(chǎn)品制造業(yè)等等，這些作為主要行業(yè)代表的高科技產(chǎn)品制造商和企業(yè)也在積極嘗試智能整合產(chǎn)品設(shè)計(jì)和技術(shù)開發(fā)。力圖制造如電動汽車行業(yè)中的人機(jī)交互智能操作系統(tǒng)和智能應(yīng)用開發(fā)平臺，甚至專門用來進(jìn)行制造電動車輛的整車相關(guān)技術(shù)開發(fā)。在這樣的智能信息時(shí)代快速進(jìn)步發(fā)展下，僅僅依靠現(xiàn)有的汽車產(chǎn)業(yè)在電動汽車產(chǎn)品上的產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)和技術(shù)研發(fā)上的創(chuàng)新已經(jīng)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要進(jìn)行多領(lǐng)域拓展科學(xué)技術(shù)。要多專業(yè)化、多功能應(yīng)用科技化地把整個(gè)汽車智能駕駛系統(tǒng)與汽車智能信息技術(shù)各個(gè)功能層面一起重新整合進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后再開發(fā)與制造。未來要想快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)的智能化就必須依靠信息科技的快速進(jìn)步等一批專業(yè)科技力量，隨著行業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、移動信息科技和電動智能汽車自動駕駛技術(shù)的快速發(fā)展，這就使得未來汽車智能化的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)是不久的將來了。

網(wǎng)絡(luò)車載互聯(lián)技術(shù)：移動互聯(lián)網(wǎng)與智能車載互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)不僅可以有效解決汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)和功能協(xié)調(diào)之間分配的復(fù)雜問題，還能有效改善智能汽車與人、汽車與網(wǎng)絡(luò)之間的交互系統(tǒng)問題。同時(shí)車載互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)也是將智能汽車與人作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，通過汽車無線通信等信息技術(shù)手段來直接實(shí)現(xiàn)車與人、路及周圍環(huán)境的信息協(xié)同交互，可以通過構(gòu)建現(xiàn)代智能軌道級導(dǎo)航提升駕駛體驗(yàn)。未來隨著5G的覆蓋面下，一些先進(jìn)的無線科技，將會給智能汽車提供更加延時(shí)低、快速可靠的大寬帶無線通信技術(shù)。

人工智能與云計(jì)算技術(shù)：隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，制造出了一系列的智慧服務(wù)系統(tǒng)，大大提高了智能汽車、智能設(shè)備、智能產(chǎn)品應(yīng)用和服務(wù)等數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，并搭建了更加完善可靠的智能云計(jì)算平臺。在大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的技術(shù)支持下，對交通道路情況可構(gòu)建多個(gè)復(fù)雜狀態(tài)的多維度數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，對道路出行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和處理， 這樣有助于實(shí)現(xiàn)智能化分配路線以及實(shí)現(xiàn)疏導(dǎo)交通擁擠和協(xié)調(diào)信息的功能[3]。

激光雷達(dá)技術(shù)：華為雖然是激光雷達(dá)戰(zhàn)場上的新手，但華為做激光雷達(dá)也是依靠了自身30年積累下的技術(shù)，在ICT領(lǐng)域積累的光學(xué)設(shè)計(jì)、信號處理、整機(jī)工程和精密制造等方面有著深厚的技術(shù)積淀。而激光雷達(dá)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(shí)時(shí)行進(jìn)定位過程中，能夠進(jìn)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(shí)現(xiàn)這些就要依靠激光雷達(dá)技術(shù)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(hù)航，才能幫助智能汽車設(shè)計(jì)的更加人性化，更加服務(wù)于人，更加提高汽車的用戶體驗(yàn)感。以便來幫助我們更好的實(shí)現(xiàn)交通出行新模式和新體驗(yàn)。

3 智能汽車的設(shè)計(jì)原則分析

現(xiàn)如今智能電動汽車的開發(fā)設(shè)計(jì)制造主要是依靠著更加先進(jìn)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(shè)備，使用低延通信、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、視覺圖像捕捉、雷達(dá)圖像探測、高效率電池等一系列的高新技術(shù)，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(chǎn)品轉(zhuǎn)變的新時(shí)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(shè)計(jì)應(yīng)用對象不僅僅只是單一的智能汽車科技產(chǎn)品，而是人、交通工具、基礎(chǔ)通信設(shè)施、城市生態(tài)環(huán)境等所共同構(gòu)成的一個(gè)功能整體或是跨界性交通應(yīng)用工具，可以滿足人們出行所需要的服務(wù)功能。因此，未來對于智能駕駛汽車的創(chuàng)新設(shè)計(jì)也會逐漸轉(zhuǎn)變成為多專業(yè)學(xué)科、多應(yīng)用領(lǐng)域的信息系統(tǒng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

對于不同類型的駕駛體驗(yàn)，智能汽車在設(shè)計(jì)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(yàn)，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(shè)備、虛擬抬頭顯示技術(shù)以及現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)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(shè)計(jì)分為幾下原則：

3.1 安全性設(shè)計(jì)原則

對于汽車相關(guān)的一系列設(shè)計(jì)產(chǎn)品來說，產(chǎn)品安全性問題是首要問題也是最重要的，這個(gè)重要的技術(shù)問題不容忽視。汽車的安全性設(shè)計(jì)是為了有效地保護(hù)駕駛者的人身安全和操作安全，而這個(gè)最重要的安全設(shè)計(jì)原則，也是汽車產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本底線。當(dāng)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(gòu)造、材質(zhì)等形式選擇等方面存在安全隱患，還要對車身與內(nèi)飾交互信息系統(tǒng)以及汽車內(nèi)部底層整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)邏輯的安全性考慮。在現(xiàn)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(yàn)或是智能分屏體驗(yàn)，都應(yīng)該堅(jiān)持是以安全可靠作為智能汽車交互設(shè)計(jì)制造的第一重要目的。因此，在智能汽車內(nèi)飾交互設(shè)計(jì)方面都應(yīng)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(shí)可以安全有效的操作相對應(yīng)的功能設(shè)置。因?yàn)?，近幾年頻頻爆出智能電動汽車的相關(guān)安全問題層出不窮，例如車載控制系統(tǒng)技術(shù)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(dǎo)致駕駛者的生命安全受到嚴(yán)重威脅。所以，在智能電動汽車快速發(fā)展推進(jìn)的同時(shí)，汽車行業(yè)者都應(yīng)注重提高汽車安全性設(shè)計(jì)，切記由其產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)失誤導(dǎo)致的各種安全問題和風(fēng)險(xiǎn)隱患。

3.2 交互性設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展使得汽車不斷更新產(chǎn)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(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钪械囊粋€(gè)空間避風(fēng)港，也是一種人們的感情寄托的載體。所以良好的汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)會更容易與使用者建立某種關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了有效的情感信息傳遞。其用戶的日常操作習(xí)慣就是一個(gè)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(jīng)了然于胸，設(shè)想怎樣把一個(gè)智能汽車系統(tǒng)的交互方式設(shè)計(jì)的更加符合人性化，又更加符合用戶的日常操作習(xí)慣，還不需要增加用戶的學(xué)習(xí)成本。使得智能汽車車機(jī)屏幕與駕駛者和乘用者做到真正的“人機(jī)交流”，以人車交流互動作為設(shè)計(jì)核心，實(shí)現(xiàn)人與車之間無差別的互動體驗(yàn)，變得不再是機(jī)械化的操作，賦予自身獨(dú)特的趣味性，這也是車機(jī)交互設(shè)計(jì)所要注意的重點(diǎn)。

3.3 易用性設(shè)計(jì)原則

智能化科技產(chǎn)品不斷投入到汽車行業(yè)，使得汽車這個(gè)概念由一個(gè)普通的代步工具轉(zhuǎn)換為一個(gè)擁有現(xiàn)代化智能設(shè)備終端的數(shù)字化產(chǎn)品，擁有著更加強(qiáng)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(xì)微、更加復(fù)雜的人機(jī)交互體驗(yàn)。與此同時(shí)，基于智能科技的汽車界面設(shè)計(jì)要遵循易用性設(shè)計(jì)原則，要通過合理簡單化的交互方式去降低用戶的學(xué)習(xí)成本，讓使用者能夠充分地了解各個(gè)功能，并且符合大部分用戶的普遍認(rèn)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(yàn)性設(shè)計(jì)原則

現(xiàn)在，用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)越來越重要，從提升用戶體驗(yàn)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(chǎn)品的認(rèn)識，愉悅的用戶體驗(yàn)會給用戶留下深刻的印象及信任感。這也就必然導(dǎo)致汽車制造業(yè)廠家越來越重視用戶的實(shí)際用車體驗(yàn)感受，為了便于產(chǎn)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(jīng)將用戶體驗(yàn)與汽車的智能系統(tǒng)和車機(jī)界面設(shè)計(jì)相互融合進(jìn)行開發(fā)了，并且使汽車擁有的功能特點(diǎn)與用戶多樣化的用車需求二者相互結(jié)合，不但可以提高用戶的使用體驗(yàn)感，還可以有效地促進(jìn)我國智能汽車設(shè)計(jì)行業(yè)的快速發(fā)展。

4 結(jié)語

在互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能與大數(shù)據(jù)的時(shí)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(shè)計(jì)跟進(jìn)發(fā)展，汽車的儀表也從傳統(tǒng)的物理儀表發(fā)展到現(xiàn)在的全液晶儀表，汽車內(nèi)部科技也是越來越先進(jìn)。目前市面上很多廠商設(shè)計(jì)的儀表界面添加了很多繁雜的功能，對于在界面上呈現(xiàn)繁瑣復(fù)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(xiǎn)性。所以安全性仍然是汽車儀表界面設(shè)計(jì)的重點(diǎn)考慮問題，因此本文分別從從科技與設(shè)計(jì)的關(guān)系、智能科技的發(fā)展以及智能科技下的設(shè)計(jì)原則這些方面對科技與設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

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