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.同济大学汽车交互设计实验室

先来简单介绍一下我们实验室的研究方向。我们实验室的核心还是在做一些交互设计，但是我们的交互的人机，“机”这一块的话，我们现在已经延伸到了智能汽车，那么以它为代表的人机交互，特别是在现在的辅助驾驶或者自动驾驶条件下面，我们怎么展开设计和评测？这方面是我们现在着重开始是做的一些研究的内容。

我们实验室的话，从驾驶员的行为分析，到我们说的HMI的设计，再到智能空间的设计，那么还有其中的交互的媒体媒介，这些方面的话都是按照如果大家对比以前的交互设计的基本理论其实也是一致的，就说无非是人机交互中间的媒介，但是在智能汽车这个地方的话是有一些新的内涵，这些内涵的话主要是说，因为我们机器已经不是传统的互联网的机器，它被动来接受，它是一个动态的智能的“体”，所以说我们跟它的一个交互的话，是要按照新的一个交互框架里面去做，这个是现在碰到比较大的一个问题。

.交互设计

在研究一些特定场景下面，我们人和机器的一个中间的交互。我们在interaction这部分做的好，也就是说我们人跟机器能够在特定的场景下面获得彼此的需求，能够满足一定的交互的要求。我们对于界面的设计就完成了我们对于系统的人机交互的一个设计。

随着智能化的这些发展，我们的机器表现出越多的层次的智能，从最傻瓜的IC卡，完全是被动来接收传递的信号，以及是我们的智能汽车或者无人驾驶汽车，表现最高层次的智能。

机器是分不同层次的，对于人来讲的话，我们人从对于交互过程里面的领域知识的掌握，也就是说我们专家用户普通用户这个层次，我们也是分层的。我们的机器是智能分层，我们人的智能也分层，两个不同的智能对于不同的智能的交互。如果我们把这个问题阐述开，也就发现我们不能是只有一套界面，我们应该是在彼此两个智能体的交互的条件下，应该有若干层的界面，最傻瓜的机器对着最智能的人，智能的机器对着最不需要动脑子的人。所以这是我们在新的交互条件下表现出来的问题。

我们从这张模型框架里面其实借鉴了非常多的思想，比如说我们人跟机器在智能条件下，其实我们是一个彼此互相增强的一个过程，并不是简单的我们把输入送给机器，机器就把它的结果告诉我们这么简单。

我们是跟机器的有一个协同的交互的过程，我们可以从机器里面得到增强，机器也可以从人的行为得到他的一个增强。我们把它放到一个更广的环境里面，这时候我们人类的话会受到更多的一些影响，包括我们环境上的一些影响，包括我们的对社会认知心理方面的一些影响，这些影响对于我们交互来讲都会产生非常深刻的一些意义。

我们把这个机器放到我们的现在说的智能网联环境里面，我们整个的城市空间，我们的道路，我们的智能汽车，我们的马路边的城市信息系统，其实都是我们构成的机器这一端智能的“体”，它们不同的组合，不同的数据交换，都会为人的交互过程呈现了不同的结果。我们要适应这种的变化，我们要适应机器，不是一个固定的单一界面，它背后是可以有不同的组合，可以有不同的智能的表现。那么我们人类要适应这种变化，我们要适应这种机器的不同的智能的层次。

.智能汽车HMI研究的五个维度

如果汽车跟我们的环境发生了交互，我们人的话也是要了解原来汽车它自己获得了数据，能够给我们传递出来一些信息。我们从做HMI设计的角度上的话，我们把刚才的问题抛分一下，把人的体验放到了中间，这时候发现其实我们围绕着人的体验，我们周围是有很多的因素的，包括驾驶员本身对于驾驶能力的这种掌握，他对驾驶行为的控制，我们所谓的认知学习，他对机器的可信度，对机器彼此的认知负担，这些都是涉及或者影响到我们交互的问题。

再到我们的车辆。以现在的车辆来讲的话，一方面是我们智能驾驶座舱的本身的变化，我们车内有不同的通道给我们传递信息，我们的辅助驾驶、智能驾驶网联功能，给我们人类驾驶员不断地帮助在。

我们人怎么能够适度的来进行放权，将我们的一些权利输送回计算机，信任计算机，我们信任我们驾驶的带有自动驾驶或者辅助驾驶能力的汽车，这个问题的使得我们做HMI设计这块就变得比较复杂，也给我们提供了很多的新的一些约束。

我们车是有车联网的，我们车是有互联网的服务的，所以说当我们汽车带有一定的辅助驾驶，我们人类信任汽车，我们人类将更多的驾驶权放给汽车以后，我们就能够把自己解放出来。那么解放的不同的层次，也就给我们的不同的享受，或者是对于互联网这一类生态系统服务的获取的能力，也就产生了变化。

所以说我们研究汽车，在智能驾驶坐舱这个空间里面研究汽车来讲的话，我们只要放在这么一个框架里面，再想我们人怎么来提升用户体验？用户体验的话怎么去能够满足我们驾驶员汽车协同工作的环境？

.智能汽车HMI研究的五个层次

我们在做智能汽车的时候还有一个非常强的约束，怎么反映我们的驾驶安全，这是我们国内的一些我们现在实验室在做的主要的问题。无非是驾驶员，座舱，环境，安全准则，还有一些实验评估手段。我们把这些的问题，按照一个层次结构，从单一设备逐层展开以后，就会发现我们在汽车环境里面，并不单单的是对于单一的设备要完成交互的设计。一般来讲，现在都要站在一个整体座舱的环境里面看待，我们研究人与整体座舱的一个交互，更泛而广之的话，其实是涉及到我们人通过驾驶座舱，怎么跟周围环境，怎么跟社会来完成一定的交互。

比方说现在有了一些新的交互通道，不仅对于驾驶员本身，而且对于车外的行人，那么怎么去通过车外的互动屏幕进行完成交互，其实很多的问题都开始慢慢出来了。

从智能驾驶来讲的话，因为本身是辅助的能力是越来越强。从智能驾驶，从人工智能角度上的话，我们人是有感知能力的，我们带有辅助驾驶汽车的话，它同样是有感知能力的。

.以智能汽车为例子

在这种情况下面的话，我们怎么去放权？其实我们在做辅助驾驶的时候，第一放权的话，我们放的是感知的能力。我们很多的感知能力是靠汽车来帮助我们，把更多的关注力，关注度放回给驾驶行为或者是第二驾驶的行为。

放权了感知能力以后，就表现出了我们对于车的控制权的一部分的放权，这时候带来的问题，就是我们怎么去信任汽车。通过HMI的界面，反过来提醒我们人类的一些事情，这时候我们人跟整个座舱的感知，彼此之间就会有一些互动。我们怎么去加强双方感知能力的互通，怎么将汽车的感知传递到我们人类的感觉上面。

通过HMI各种通道的界面，能够对我们进行提醒。

这张图很多坐车的人应该都非常的熟悉，我们在车上加的辅助驾驶能力越来越强。那么之所以我们把它称为辅助驾驶能力，其实本质上的话就说我们放的是感知的能力。我们把周围的感知放权给汽车，然后逐步我们再放权一些控制能力，比方说我们的车道偏离的纠错的能力，比如说ACC前车跟进，比方说我们后方防碰撞等等，这些都是我们在控制权的逐步的放权。

.自动驾驶五级标准

在SAE的本身标准里面的话，是有5级的划分，现在我们实验室做的比较多的HMI的设计是在 L2到L3这个阶段里面。L4的和L5的阶段里面，我们做的比较多的是用物流、汽车、物流车，低速的物流车来做，这时候我们比较关注的问题是车外的人机互动，但是在L2跟L3这个条件下面，现在是我们汽车企业上的功能越来越多的地方，但是怎么去通过不同通道的HMI的界面，将这些车辆的对于外界的感知传递回来，怎么通知我们驾驶员？这些都是HMI界面里面需要重新要去考虑的一些问题。

我们在L2的条件下，我们人类驾驶员需要负责一切，但在L3的条件下面，我们车可以负责一部分的驾驶的功能，而且同时随时随地要提醒我们人类驾驶员要把控制权收回在这种条件下，我们HMI的界面就变得尤为重要。正是因为这张界面，才使得我们人跟机器的沟通才能完成。

.驾驶员与智能车

可是在这里面我们有非常强的冲突，首先要解决掉的是这些冲突，怎么将这个冲突化解掉？就是要通过我们的HMI界面的设计。

现在界面并不是简单的只是信息的呈现，而且是我们智能驾驶汽车和人类驾驶员彼此在驾驶能力的一个沟通跟交流。它就比传统我们在互联网上面去做汽车驾驶，去做人机交互就要复杂很多了。

我们从驾驶员辅助研究，包括我们教育行为，他的视野，视野的变化，在不同道路场景上的变化，这是我们做的研究内容。

比方说像我们手势语音这些的互动，怎么去协助驾驶员通过其他的通道，能够跟我们车辆进行交流，以及在智能跟往年场景里面的驾驶行为本身的测试，最后的核心我们还在做HMI的设计，在这里面的问题比较多的是我们怎么在智能驾驶座舱的环境里面去完成多屏环境里的交互设计。

.整车HMI设计

智能座舱的话因为变得越来越复杂，它的智能化的沟通，我们更多的关注的是多屏，各种的屏幕包含车内的声音的环境跟光效的环境，这些合起来跟我们驾驶员沟通的通道怎么来完成我们的设计。

怎么去研究不同的通道上面它的设计本身，比如说比例构成结构和交互的一些特点，再怎么将这些屏幕整合起来，这些都是我们要去做的一些事情。

.智能驾驶虚拟体验

最后，我们有了这么多屏的交互以后，我们怎么去架设一个可以用作探测的一个仿真环境，将多屏的环境连接起来，完成我们要构建的一个共同的测试环境，使得这个环境里面，我们的驾驶员能够去跟我们不同通道里面的信息完成一个互动的。

这都是我们的仿真器的一些例子，我们前面完成的是真车跟驾驶环境里面的对比测试，然后也做过一些主动安全，比如像ACC跟LKA的一些驾驶辅助的测试。

这时候我们关注到在这些辅助的能力下，HMI的界面设计，都是在我们仿真器里面实现的一些界面，同时我们现在也在慢慢尝试在搭建一些心理环境来增强包括在车内跟车外环境的里面的一些互动。

就是说我们以后的车辆能够带有比较强的智能，它能跟我们比较带有情感性地进行互动。这种互动不光是在车内，同时也是在车外，就像这两个大眼睛。我们跟周围的行人完成一个非常智能的交互，就能使得我们的用户体验在一点点积累中变得更加强大。

哈，我的天呐！

看来有生之年能开着我的“老斯来斯”

飞到火星上嚯着红酒牌红酒啦！

（在实验室里戴着VR眼镜去吧）