【形而下】关于车内人机交互设计的那些事儿（第二弹）——HMI 的由来、现状及问题
ustwo 是一家设计工作室，它对车内人机交互界面的当下与未来有自己的主张。接下来我们将从交互模式，对现行屏幕交互和视觉设计进行量化评定，对未来做近期展望，以及 ustwo 工作室对车内人机交互界面的独特设计理念，从这几个方面阐述这个议题。 在第 1 部分里，我们已经谈及了为何要强调车内人机交互界面，以及通过这 5 个专题所想达到的目的。这一部分主要关于 HMI（人机界面）的现状以及包含在其中的关于结构、认知、监管等问题。 为了能提出一些创新性的思路和想法，有必要先回顾一下如下问题：制造业是如何应对数字科技领域的进步的？人、车的交互又是如何变化的？由此带来的认知困难又是什么？最后，那么监管部门又会如何反应？ 组织& 遗留问题 数字科技的发展及其应用的速度和传统汽车制造商的步伐是不合拍的。虽然专家设计和制造出具有高度功能化和富有「 情感」 的硬件，但汽车生产商们仍常常忽略汽车硬件和 HMI 之间的重要关系及其所带来的机会。这主要是由于其内生的复杂性——工程和制造的长周期往往让他们落后于可计算的进化曲线，摩尔定律曲线。（摩尔定律并不适用于大规模制造和材料科学上）另一个绊脚石则是制造业内部孤立的团队结构，通常制造业里面技术工程团队和内部界面（UI）以及交互设计团队是相互分离的。和具有上述那样结构的组织一起工作，我们在解决问题和赢取机会上往往寸步难行。最终，尖端技术得不到充分的利用，而藏在认知与人机交互下面的基本理论也不能得到全面的应用。这样的团队即使在「 凑」 在一块工作，往往也不能及时分享颠覆性的产品，体验到好的想法。在许多应用和汽车交互界面方面，我们都能找到诸如「 放个触屏就行了」 这样的现象来证明上面的观点。 在汽车工业领域，汽车设计往往倾向于依赖类似「 时装设计」 的方法论，凭借高水准的概念使得汽车设计充满活力，进而能够惊艳到车展上的观众。为了在真正的汽车产品上能得到概念的类似性，设计师们要花大力气去过度思考，并期待能有所散发。「 我们现在正在增加数字化用户界面，新的 S 级汽车含有两块同为 12.3 英寸的大屏幕，代表着目前的标杆。」 梅赛德斯奔驰官网上设计师采访中如是说。 这种方法虽然有效，但和应用新技术以达到较高程度的用户交互这一概念不相符合。这是因为为了得到正确的体验，就需要在接近真实的情况下让用户使用，并来提高用户体验。我们认为方法是要可以让概念、用户体验、用户界面这几方面能够协调而有效的发展。接下来的专题系列里我们会细述这点。 认知& 肌肉记忆问题 自 20 世纪 20 年代的 Austin 7（MG 汽车历史上的第一款小车）以来，驾驶的本质一直未变。传统汽车特有的驾驶位置、转控设计、规格大小、所依靠的内燃机在过去 80 多年都没有发生什么重大改变。这一长久的固定不变倒是帮了汽车生产商多年的忙：用户只需要学会驾驶一种车就能驾驶其他车辆。 然而如今和人机交互相关的电子元件以及电脑的结合产生了巨大变化（如：GPS、车载计算机系统、ADAS 以及信息娱乐系统），这些元素带来了交互新层面上的复杂性，完全改变了我们的认知模型和期望。对比一下下图中 1970 年代和当今的 Mercedes SL （梅赛德斯 SL）的内部。 在典型的交互设计中，我们可以分解为以下几方面对如今的 HMI（人机交互）进行分析： 1. 控制物：控制车辆某种功能的工具或者硬件（比如音乐播放器的旋钮）。 2. 示能性：进行一个行为动作时，操作控制物所具有的特性（旋钮可以绕着旋转轴转动）。 3. 反馈：被控制物的变化和反应（旋钮打开音量就变化）。 4. 映射：能够感知控制物-知道控制物能做什么及其位置的能力（一个熟练的钢琴家可以盲奏乐器，靠着「 感觉」 或是所谓的肌肉记忆）。 5. 易学性：了解一个控制物表现方式的能力（顺时针旋转按钮增大音量）。 6. 模式：一种工具或硬件能够切换，以实现新功能的方式的数量（同样是那个按钮还能控制光亮）过去这些年汽车内部的各种按键和旋钮的空间排列随着时间，使得人机交互的心理地图得到发展，最终成为了人们的肌肉记忆。 由于最开始基本没有电子元件所带来的复杂性，诸如旋钮、开关、滑动器这些机械元件可以同时控制和指向机械性反馈，就这是所谓的实体用户界面。这种界面的模式就会很少，因为汽车的功能和这些控制物都是直接的对应关系。 易学性一直是需要考虑的一个重要因素，但是因为数量较少的控制就意味着内在本身的简单。现代的人机交互则是另外一个世界，车内有数以百计的各种可控元件，包括导航系统、车载控制系统、行驶控制系统、信息娱乐系统等等。 现如今是实体和图形用户界面的结合（GUI），GUI 已成为实现车内各种不同功能和系统的多种模式的反馈的主要来源。GUI 的元件可以间接通过鼠标之类的硬件也可以直接手触来操控。 这相当于增加了五重的认知复杂性： 1. 模式间的转换：需要建立不止一个的心理地图来实现各种操作（举个例子：视频显示在卫星导航和位置感测两种模式之间如何切换。）2. 对于 GUI 的易学性：控制物在哪里以及它们对应的功能，能被容易的记住吗？ 3. 可示性：旋动圆钮和不同模式下屏幕上的显示有什么联系呢，这能让我们想起过去汽车的直接控制吗？ 4. 反馈：现今的 GUI 依赖于视觉反馈（屏幕）让驾驶员很容易分散精力，把视觉反馈和听觉以及触觉反馈到可能是个很好的解决办法。（触觉技术就是利用触摸感的 一种触觉反馈系统。）5. 连贯性和肌肉记忆：如果换了同一厂商不同型号的车甚至不同厂商的车，那就不得不从头学习一些基本的操控。 这些「 多模式」 人机交互汽车的出现，让人们不得不面对前所未有的复杂性，还增大了驾驶中拥堵的压力。由于人脑数据存储和使用的有限性，前面讲到的复杂性就对我们的判断产生了很大的影响。 认知的局限性&「 工作记忆模式」 为了搞清楚认知的局限性，我们首先要看看在一段时间内，人们是怎样通过长期和短记忆以及检索，和这个世界产生联系的。 「 工作记忆模式」 是由 Baddeley & Hitch 与 2000 年（最先 1974 年）提出，用于描述长期及其和短期记忆与有限容量的情景缓冲器（这个词不太确定）之间的相互作用。长期记忆包含了图形和表格相关的语言和知识以及肌肉记忆，短期记忆则更倾向于视觉和听觉。 你可以认为驾驶的动作就要用到长期肌肉记忆，然而驾驶需要的信息（如谁在车前面？我要去哪儿？我听到了什么？）等等则是特定时间点的短时记忆。 情节缓冲器容量有限，所以人机交互系统如果不能简易的构建起技能和肌肉记忆，就使之超负荷，反过来认知的过载也会引起驾驶员不清醒的判断和挫败感。这些年人机交互研究已经提出了一些重要的方法来解决这些认知过载的难题。一种方法是「 分块」，这样人们可以对信息进行正确认识，这是因为分组能有助于进行音系和视觉空间的记忆。 分组的概念还见于视觉形式（相似的图形或符号进行分组更容易记忆），著名的感官临近法则（the Gestalt principle of proximity）说的就是这个。 我们将会在接下来的系列专题里讲到如何运用这些方法到真正的 HMI 设计中。 挫败感，困惑& 安全问题 前面说过了车内 HMI 的复杂性加上人们有限的记忆能力可能导致驾驶员的认知过载，尽可能减小对驾驶员注意力的分散以及降低出错的几率，是全世界法规制定者所关注的。大家正努力限制那些分散驾驶员注意力的设备（如手机）使用，这也是 HMI 设计得考虑的一个因素。 比如，欧盟就提出了车辆 HMI 的原则： 1. 系统要支持驾驶员，不能引起驾驶员和行人潜在的危险行为； 2. 系统必须使得驾驶员的注意力在操控系统和驾驶环境间协调分配； 3. 系统不能以分散或者以视觉娱乐的形式影响驾驶员的注意力。 美国国家公路交通安全管理局也有类似的指导条例： 1. 驾驶员必须经常目视道路前方； 2. 驾驶员必须保证在操作其他功能的时候仍有一手握住方向盘； 3. 驾驶中任何引起驾驶员精力分散的操作都不能超过一定的基线； 4. 驾驶员的任何操作在任何时候都是可以中断的； 5. 驾驶员应该控制各种任务间的相互节奏； 6. … 继续阅读
你看好 Joss 的超级跑车众筹项目吗？
Joss 汽车 Joss 汽车是澳大利亚汽车制造商，创立于 1988 年，致力于制造国际化的超级跑车，其生产的跑车追求极致性能参数和优越的灵活性。创始人 Matt Thomas 毕业于工业艺术设计专业，曾在宾利、宝马、阿斯顿马丁、捷豹等顶级汽车厂商工作。2004 年推出的 Joss JT1 概念版赛车亮相澳洲车展，惊艳四座。目前 Joss 仍然专注于大功率重量比、一流机械气动性的高性能赛车，目标是打造出勒芒赛的顶级跑车。 如果你想来一场说走就走的旅行而苦于囊中羞涩，如果你想出一本自己的书而没有出版商投资，抑或是你想把自己的手工设计变成可爱的产品而没有本钱……. 这些都将不是问题，只要你有吸引人的点子一切皆有可能。「 众筹」 的方式可以解决诸如此类的种种难题，你只需要在旅行中收集一些旅行地特色的小礼物或者是不远千里的亲笔明信片，给予你未来书籍的折扣或是附有签名的新书，出席设计成品的晚会入场券等方式来回报那些给你梦想插上翅膀的人。 不过注意了！澳大利亚超级跑车生产商 Joss 也在众筹网站 kickstarter 发起了其新一代超级跑车面世的筹资，筹措金额是达到$480,000 澳元（约合 $450，000 美元）。 这几款超级跑车设计拥有碳复合材料车身、创新的传动装置、560bhp 的马力、410lb/ft 的最大扭矩、0 到 100km/h 只需约 2.8 秒，最高车速达到 340km/h。全钛合金方形凸轮轴的 V8 VVT 发动机，配以无缝横向变速驱动桥的变速箱，正横截面面积比布加迪威龙跑车小 22%，具有更高的燃油效率，更低的二氧化碳排放。 资助者将获得什么 10 澳元将获得 Joss 的感谢信； 50 澳元将获得 Joss 团队签名海报； 250 澳元将获得一张 Joss 产品的优惠券附加一张海报； 高于 2200 澳元将获得 Joss 新品发布会的邀请函； 高于 8000 澳元就受邀参加新车试跑以及其他福利。 但是众筹也是有风险的，谁也保不准到时候出来的是一辆超级跑车还是一堆散乱的零件。虽然 Joss 不是一个新的创业企业，有较强的技术团队和合作伙伴，但是毕竟制作一辆跑车还是要面对很多不确定因素。 Jalopnik 的记者说道：「 这听起来是很酷，但是感觉倒像是一辆难产的超级跑车。如果你是想支持自己国家超级跑车的澳大利亚人，那么我们很欣赏。不过大多数其他人对于这个 Kickstarter 项目切确的感受是「命悬一线的公司在做最后的挣扎」… 希望我们错了… 」 Joss 众筹的五款汽车设计图 原始版 JT1 与众筹项目版 JT1 的主要参数比对
戴姆勒：走在汽车「钢制」引擎活塞领域的前列
在一个车辆轻质化如火如荼的年代，捷豹路虎（JLR）和福特纷纷推出的引擎都会采用以全钛合金材料制成的活塞。估计大部分人都认为如果活塞由钛合金制回到钢制是倒行逆施。 钢制活塞只是作为重型卡车引擎的保留而轻型车选择更尖端的钛合金活塞。由于生产商遵守严格的碳排放规定以及想提高燃料经济性的考虑所以要尽量选择轻质材料，如钛合金。（因为电子动力转向系统 EPAS、启停系统、小型化、涡轮增压这些提高燃油效率的方法都已经早被用光了，剩下的就是「 材料轻质化」。）奥迪技术研发主管 Ulrich Hackenberg 博士说过「 现在哪怕是 10%的二氧化碳减排技术性提高都很困难，现在只能是 0.2g/km 的这个水平。」 不过现在的技术使得钢制活塞能够较好克服上面的难题。 戴姆勒公司现在已经宣布 9 月将会在奔驰 E350 Blue TEC 车的引擎（OM642 3.0L 柴油引擎）上使用钢制活塞。 新款钢制活塞搭配「Nanoslide」 技术，虽然引擎的动力输出没有因此而提升，但是在 油耗表现方面则有 3%幅度的进步 ，可大幅降低车辆油耗与二氧化碳排放。钢跟铝有着不同的特性与膨胀系数，全新开发的钢活塞利用两者的特性不同，并且搭配 Nanoslide 汽缸镀膜技术， 大幅（40%-50%）降低了引擎内部的机械摩擦 ，从而减少运转阻力，借此达成节能的效果。钢比铝合金刚性大，运用全新的冶金技术让钢活塞比铝活塞的 体型更小（高度降低 13mm），也降低了运转时的惯性。同时众所周知，和钢、铝合金等材料相比，钛合金的加工性能也比较差，所以采用钢制活塞避免了这一麻烦。 目前奔驰并未公布新技术是否会运用到其他柴油引擎上，但根据惯例，除了 V6 之外，其他引擎也会陆续用上这套新技术。 注： Nanoslide 技术（双丝电弧喷涂）：高压电弧将铁或者碳这类的涂层材质瞬间融化，然后在高压气流的推动下，均匀喷向轻量化的铝合金气缸内壁。这样以来就在气缸内壁表面形成了一层镜面般平整光亮的纳米晶体涂层，涂层表面光滑且密布细微的小孔，这样的结构对于活塞与缸壁之间的摩擦的减小再完美不过。同样的，超薄的涂层代替了厚重的钢制缸套，大幅度降低了发动机的整体质量，减小摩擦更是意味着更低的燃油消耗以及更低的尾气排放。 钛合金的加工性能：硬度<HB300，会出现强烈的粘钛合金刀现象；HB>370 又太硬使加工困难；加工过程中也容易产生「 氢脆」 的现象（钛合金为 45#钢加工性能的 20-40%）。
新法规要求 Google 无人汽车增设方向盘和制动踏板：这阻碍不了无人汽车的「未来性」
之前谷歌的无人汽车原型车来自诸如自丰田、雷克萨斯等制造商，然后再加上自动驾驶的元件。这既限制了外观设计上的无限可能性，也多加入了一些自动驾驶非必须的元件（比如方向盘、制动踏板等）。最近谷歌自己设计了无人驾驶汽车的原型车，此原型车并没有包含人工控制系统，取而代之的是一个「 启动」 按键。不过加州车管机构最近规定「 无人汽车必须配有人工操作系统」，这一消息无疑给谷歌大胆的无人车设计设置了障碍。 这一新法规规定：谷歌无人汽车上路必须配有方向盘、制动板。 加州官员正在研究无人驾驶汽车可以不配备方向盘、制动板的事宜，不过目前配人工控制系统是强制性的。华尔街日报透露「 谷歌将会遵守这一规定为无人汽车的原型车先配上方向盘、制动板系统，以便司机可以转换到人工操作。」 无人驾驶汽车必将改变整个汽车领域，谷歌的原型车只是踏出了第一步。一直以来汽车设计中为了避免碰撞，采用大量金属增强增固以及气囊、安全带等各种保护措施。无人汽车时代，技术的先进性使得车辆几乎很难发生碰撞，这样上述那些装置就变成了「 累赘」，可以一并去除。好处随之而来：车辆将更轻、更节约能源、更环保。谷歌将会让其未来的无人汽车前后都更平面化，车顶安装激光雷达（LIDAR）使得汽车的的「 眼睛」 无死角；车底部也会因为没有复杂的结构而可以方便地安装上传感器。 虽然加州这一法规使得谷歌无人汽车的「 未来性」 往后折返了一小段，但是谷歌方面对未来还是有更多的畅想： 将无人驾驶应用到摩托车以及卡车等其他不同交通工具上； 推出无人驾驶出租车业务，让更多人能够体验无人驾驶的安全便利； ……
无人驾驶汽车会是红绿灯的终结者吗？
一个世纪以前的八月，世界上第一盏电子交通信号灯亮起了，从此我们的城市车流管理进入了一个新的阶段。但是这个以前汽车时代的标志将会因为无人驾驶汽车的出现而变得越来越稀罕。 在 ReadWriteWeb 上，来自德国 Karlsruhe 理工学院的 Christoph Stiller（从事无人驾驶交通工具研究逾 20 年）讲到「 无人驾驶车辆将在未来的几年内开上道路，由于这些车辆可以相互之间「 交流」 从而穿梭于大街小巷，所以可以预见红绿灯会很快被淘汰掉……」 如下的视频里面 Christoph Stiller 将会更详细的阐述。 既然我们仍需要以一个集中的方式去交换道路上的各种数据，那么我们可以想象把红绿灯信号「 变形」 嵌入到一个信息中心里面，然后由这个信息中心直接把信息发送给车辆。我们可以利用 LTE 网络、DSRC（专用短程通信技术）网络，这样我们的交通通信系统会变得更加安全可靠。另外从审美的角度来看，把红绿灯用数据中心来替代，就可以减少城市里面的交通信号灯柱，同时能够腾出一些空间。可以想象，压马路的时候路边减少了很多这样的铁桩，还是比较舒心的！ 不过这里出来一个问题：行人还是要知道什么时候穿过马路啊！现如今大家可以按动路况信号灯灯柱上的「 请求按钮」，将来大家则可以用 App 给信息中心发送一个「 需要穿过马路」 的信号，不管怎样，行人都应该有要求车辆停下以便自己能够安全通过交叉路口的权利。 有朋友这样对我说：「 我还是觉得司机根据红绿灯做出反应能让我更舒服。你想想，我总不能在一个没有标志的路口飞奔过马路，信任汽车能够凭借一个看都看不到的信号就停下来。」 所以从心理学角度来说，科技飞速发展的时候，如何让用户摆脱随之而来的担心和焦虑，才是最重要的问题。
原来偷车贼也有自己的偏好：看看最容易招贼的十款车
小伙伴们看过来，看看你的车是不是在这张倒霉的榜单上！对，标题上方这张照片就是本榜单明星—本田雅阁（96 款）（掌声有木有… 请原谅我这么幸灾乐祸的，我只是有些好奇偷车贼为何钟情这款。）据美国国家保险犯罪局（NICB）的最新调查统计：和 2012 年比，2013 年美国偷车贼人数下降了 3.2 个百分点，被盗车辆减少了 7000,000 辆，并同时抛出了下面这份榜单。 2013 年度最招偷车贼的车辆 TOP10 Honda Accord – 53,995 Honda Civic – 45,001 Chevrolet Pickup (Full Size) – 27,809 Ford Pickup (Full Size) – 26,494 Toyota Camry – 14,420 Dodge Pickup (Full Size) – 11,347 Dodge Caravan – 10,911 Jeep Cherokee/Grand Cherokee – 9,272 Toyota Corolla – 9,010 Nissan Altima – 8,892 当然这份榜单不能完全的说明问题，毕竟调查样本选取不可能特别全面，估计这得借助大数据。我想，本田车主看到这份榜单还是够郁闷的，毕竟榜单前 2 位都被本田占据，那么买来的那刻起就得开始担心了。本田公司看到了榜单我不知道如何作想，是不是该反思一下设计上是不是有什么特别吸引盗车党们地方或者是防盗技术不太过关。纵观榜单，丰田、道奇公司各自有两款上榜。 不知道国内有木有类似的统计呢，我们还是更关心自己的车是不是更招偷车贼。
嫌 Tesla’s Model S 慢，那来看看 Saleen（萨林）的爆改款
毫无疑问，特斯拉在电动汽车领域扮演着目前最重要的角色，它改变了长时间以来不温不火的电动汽车产业，推出了明星般的 Tesla Model S。不过汽车改装大师 Saleen Automotive（萨林汽车）加入了改装 Tesla’s Model S 的行列，在 Pebble Beach Concours d』Elegance（加州卵石湾汽车巡展）上，萨林将推出一款基于 Model S 改装、售价高达 15.2 万美元起的性能机器—Foursixteen。 「 很多人希望拥有一辆豪华的性能座驾，同时他们也期待表达自己对环保的态度。」 Saleen 谈到改装 Model S 的初衷。他目前是 Saleen Automotive 公司的 CEO，该公司从事设计、研发、制造、售卖高性能改装车，覆盖车型包括福特 Mustang、雪佛兰 Camaro、道奇 Challenger 等肌肉车以及其他一些跑车。 Saleen Automotive 公司将 Model S P85 的前脸进行了修改，V 形发动机罩设计使其更加符合空气动力学。同时，Model S P85 的悬架也进行了改进，从而获得更灵敏的过弯本领。而内饰方面也做了调整，比如增加了中控台杯架。此外，Foursixteen 还启用了新的仪表盘、运动差速器、后扰流板以及 22 英寸轮毂等。Saleen FourSixteen，将 0 到 96 公里的加速提升到了 4 秒刚出头，比原版快了将近一秒。 目前 Foursixteen 已开始接受预定，车主预定后可在 6 到 8 周后拿车。 PS：Pebble Beach Concours d’Elegance（加州圆石滩车展），是为表扬汽车业的卓越成就而举办的车坛盛事，并号称是全球最豪华的汽车展。包括战前和战后的老爷车和最新发布的概念车。
2015 Chevrolet Corvettes：Valet Mode 让你放心大胆的把车钥匙交给泊车服务生
曾经身边朋友有过把爱车交给专门年检服务的人员的经历，回来发现自己的车可能已经绕地球几大圈了（没有那么夸张啦！！！）还有很多朋友犹豫该不该将自己宝贝汽车的钥匙交给服务生去泊车，因为真的说不定他们停车的时候会对你的汽车做出什么，或者在你吃饭的期间你的爱车已经沦为别人的「 把妹」 神器。（请自行脑补服务生带着妹子兜风的画面）2015 款的 Chevrolet Corvettes 让车主们没有了上述后顾之忧，因为它具备了带有「 泊车记录器」 的新 Valet Mode（代客模式）。在中控台你输入相应的数字密码就能开启 Valet Mode，并且在设定之后将会限制音响、置物箱的取用权限自动上锁。这个模式并没有针对供油电脑进行干涉，因此无法限制汽车的动力主动避免被拿去试车（跑不快就没意思了嘛），但通过其内建可自动录影的行车记录器功能，你也可以在领回车辆之后，赶紧检查刚刚爱车到底跑到了什么地方去 — 通过内建的行车信息显示，你还可以知道当时的车速与转速等信息，确认泊车服务生是否有狠操你的跑车。当看到对方的单圈远比自己的成绩好也许会更令人生气？ 等等，它还能做得更多！ 行车记录器系统包含有 3 大主要部分：一是挡风玻璃上的高分辨率相机以及内置麦克风，二是遥测记录器，三是记录数据的 SD 卡及卡槽。行车记录系统可以有 Track Mode, Sport Mode, Touring Mode and Performance Mode 这几种模式可选，系统内含的「Cosworth Toolbox」 软件使得车主可以在及其简便的图形界面下通过 Cosworth 专业水准的赛车运动数据分析，更为深入了解自己对爱车的操控表现。
带着 Taku-Tanku 小型房车来场说走就走的旅行
纽约设计团队 Stereotank 联手设计师 TakahiroFukuda 为参加日本埼玉县的「 小房子」 比赛，设计出「Taku-Tanku」 小型房车。该房车相当小巧，且能够轻易被运载，甚至自行车都能拖走。方便家庭出门旅行设计，Taku-Tanku 在固定时能够通过圆形舷窗或天窗观看窗外美景，享受休闲时光。 Taku-Tanku 结构相当紧凑，造价实惠。主要由两个水箱式结构及入口和天窗舷窗以及轮胎及固定结构构成。能够容纳 2 到 3 名家庭成员休憩，内部还有 LED 灯管提供照明。当然该小型房车由可回收材料制成，新的环保。目前 Stereotank 团队称正在寻求赞助商打造首款原型 Taku-Tanku，预测首款原型车造价为 8000 至 10000 美元。 想象一下奶爸奶妈带着小宝宝和这萌萌哒的「Taku-Tanku」 郊区亲子游走起的画面，那画面一定特（bi）美（ge）好（gao）。 选编自 igeek