面向“無人駕駛技術(shù)”的車輛設(shè)計趨勢研究

張明，江磊

（1.北京工商大學(xué)，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(jīng)成為人們生活中的必需品。由一個發(fā)動機、一套金屬車殼、幾個輪子組成的系統(tǒng)平臺，從誕生被使用就未發(fā)生本質(zhì)變化。隨著人工智能技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、以及微型傳感器的普及，全球各個產(chǎn)業(yè)都在發(fā)生根本性的變革。汽車工業(yè)也正在被波及而進化，非智能汽車的時代終將結(jié)束。汽車最具吸引力的地方就是它能與人的情感聯(lián)系起來[1]，科技日新月異對設(shè)計來說是激勵更是挑戰(zhàn)，因此急需形把握新的設(shè)計方向，形成人與車新的情感鏈接。

1 “無人駕駛技術(shù)”的層級與發(fā)展現(xiàn)狀

“無人駕駛技術(shù)”是通過給車輛裝備智能軟件和多種感應(yīng)設(shè)備，包括車載傳感器、激光雷達、GPS 以及攝像頭等，實現(xiàn)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(fā)展，無人駕駛技術(shù)在未來10-15年里，勢必引發(fā)車輛設(shè)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(yīng)對汽車主動安全技術(shù)的爆發(fā)增長，發(fā)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(jiān)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(yè)的水準基本上還處在2級和3級階段。2017年7月在量產(chǎn)L3級別自動駕駛技術(shù)的全新奧迪A8發(fā)布之后，人工智能技術(shù)驅(qū)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(shù)的逐步成熟，它無疑將給汽車設(shè)計帶來重大變革。

2 面向無人駕駛技術(shù)的“人車關(guān)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(yè)而言，無人駕駛技術(shù)不僅是要打造獨立的智能機器人，更關(guān)鍵是如何以人工智能為大腦，結(jié)合智能交通發(fā)展帶來全新產(chǎn)業(yè)生態(tài)，這也將重新定義未來人車關(guān)系。

傳統(tǒng)意義上人駕駛汽車只是操作機器部件，隨著無人駕駛技術(shù)的介入，車輛將接管全部駕駛工作，乘客在車廂內(nèi)的時間變得相對自由，座艙對乘客的意義會發(fā)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(fù)雜、動態(tài)的互動關(guān)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(nèi)飾會更加側(cè)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(shù)據(jù)中心，不僅人認識車，車也認識人。人車關(guān)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(guān)系。

可以預(yù)計，無人駕駛汽車的里里外外看起來都會和現(xiàn)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(qū)間，車廂中將配備人們所需的辦公、休閑設(shè)備，車子外部不再需要后視鏡，新技術(shù)絕不會僅對從前的狀態(tài)做片面延伸，車輛的設(shè)計同樣需要重新理解與思考。

3 無人駕駛車輛的設(shè)計趨勢

從設(shè)計觀點來看，近20年汽車經(jīng)歷了根本性的轉(zhuǎn)變。過去的車身制造師（之后叫造型師，然后才是設(shè)計師）負責(zé)汽車造型的風(fēng)格特點，關(guān)注車的外在形象[3]；20世紀80年代，關(guān)注的焦點轉(zhuǎn)向了車的內(nèi)部設(shè)計；最近，技術(shù)的更新和使用環(huán)境的改變帶領(lǐng)汽車設(shè)計步入了第三個階段，即關(guān)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(shè)計和展示的一些“無人駕駛”的車型中，我們可以發(fā)現(xiàn)一些共性，從中洞悉未來車輛設(shè)計的發(fā)展方向。

3.1 車身設(shè)計趨于“親和力”與輕薄化

車身設(shè)計不僅僅關(guān)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(shè)計需要改變的重要原因之一。車輛設(shè)計可以有“微笑”或“冷酷”的外觀，但是如果割裂了人與車的關(guān)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(diào)科技感、未來感反而會讓人們對車的功能產(chǎn)生疑慮，也不是體現(xiàn)車輛安全性的最好選擇。因此車身設(shè)計應(yīng)該趨于溫和、友好、具有親和力，采用圓潤形態(tài)、“親切”的表情，整體造型及細節(jié)遵循空氣動力學(xué)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(shè)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(nèi)斂的設(shè)計方案——極簡的造型很容易讓用戶忽略它的內(nèi)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(shè)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(chuàng)公司和來自美國的一家初創(chuàng)公司也都發(fā)布了他們的無人駕駛汽車。從車身設(shè)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(shè)計創(chuàng)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(xiàn)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(shè)計方案

同時新動力系統(tǒng)的出現(xiàn)導(dǎo)致新的汽車構(gòu)造出現(xiàn)，從現(xiàn)有的無人車可以發(fā)現(xiàn)大多都采用了電力作為車輛的動力系統(tǒng)，這就意味著將車身設(shè)計帶入一個新的時代。片狀板材和非連續(xù)性概念的引進讓“表面”成為結(jié)構(gòu)本身，使得現(xiàn)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(xí)慣于網(wǎng)絡(luò)社交的一代人。IDEO公司對未來交通工具的設(shè)想中可以發(fā)現(xiàn)車身設(shè)計的輕薄化趨勢，家用無人車Nate車身80%被設(shè)計成可以調(diào)節(jié)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(nèi)飾設(shè)計“情景化”

無人車的用戶從原來的駕乘者變?yōu)閱渭兊某丝?，人與車的關(guān)系更多集中于車輛的內(nèi)飾空間之中。設(shè)計應(yīng)該與以往的將車身作為一個容器的這種慣性做法區(qū)別開來，因為這種做法限制了汽車的內(nèi)部空間。IDEA（都靈汽車設(shè)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(shè)計，體現(xiàn)車輛內(nèi)部空間布局的特點[5]。

無人駕駛技術(shù)對車輛內(nèi)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(shè)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(fā)動機，所以未來汽車內(nèi)飾的布局也將會徹底改變——傳統(tǒng)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?yōu)榱踔潦前俗?。而且人們不再需要觀察交通情況，座椅的布局也會發(fā)生許多變化，由原來的同向布局變?yōu)閷γ娑駽型圍坐等形式。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(nèi)格局，提供了平等交流的環(huán)境。因此這個環(huán)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(nèi)飾進行了重新設(shè)計，其設(shè)計靈感來自于城市廣場和公園，車內(nèi)有三個不同的乘坐區(qū)域，分別適合乘坐時長不同的乘客。將內(nèi)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(nèi)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(shè)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(nèi)飾空間中，見圖 4。移動辦公室中融入各種交互設(shè)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(guān)辦公服務(wù)，預(yù)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(guān)者”（stakeholder），包括與乘客、與行人、與周邊車輛等“眾生”的交互應(yīng)該根據(jù)優(yōu)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(guān)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(wù)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(shè)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(nèi)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(diào)也是需要進一步設(shè)計的重要方面。

在交互通道選擇中，視覺主導(dǎo)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(chǎn)的“城市移動包廂”，車前面設(shè)計了一個LED屏幕進行與行人的交互，比如說它發(fā)現(xiàn)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(shè)計了一個有趣的功能，當(dāng)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(xié)助行人安全通過。在2017日內(nèi)瓦車展前夕的大眾之夜上，大眾正式發(fā)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(dāng)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(dāng)車輛抵達時，召喚手柄會震動，并發(fā)出不同色彩的光，這一設(shè)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(fā)現(xiàn)，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?nèi)粘Ｉ?，體現(xiàn)它安全、可靠、高效的優(yōu)勢。

4 結(jié)語

隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，未來汽車必將更加智能化。汽車設(shè)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(shè)計本身”。需要持續(xù)關(guān)注探索汽車世界相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)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(yè)的一個方面，其核心還是在于人車關(guān)系的重構(gòu)。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(yè)也將展現(xiàn)出自身新的價值。