面向“无人驾驶技术”的车辆设计趋势研究

张明，江磊

（1.北京工商大学，北京 100048；2.中国北方车辆研究所，北京 100072）

前言

近一个世纪以来汽车已经成为人们生活中的必需品。由一个发动机、一套金属车壳、几个轮子组成的系统平台，从诞生被使用就未发生本质变化。随着人工智能技术、无线网络、以及微型传感器的普及，全球各个产业都在发生根本性的变革。汽车工业也正在被波及而进化，非智能汽车的时代终将结束。汽车最具吸引力的地方就是它能与人的情感联系起来[1]，科技日新月异对设计来说是激励更是挑战，因此急需形把握新的设计方向，形成人与车新的情感链接。

1 “无人驾驶技术”的层级与发展现状

“无人驾驶技术”是通过给车辆装备智能软件和多种感应设备，包括车载传感器、激光雷达、GPS 以及摄像头等，实现车辆的自主安全驾驶，安全高效地到达目的地[2]。随着人工智能的发展，无人驾驶技术在未来10-15年里，势必引发车辆设计的一场变革，继而影响到人们的生活。

美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）为应对汽车主动安全技术的爆发增长，发布了汽车自动化的五级标准，按照此标准特斯拉(Tesla) Model 3的“自动驾驶”处于L2级，只能算是由人工监控的半自动驾驶，属于辅助驾驶。目前，宣传无人驾驶汽车的企业的水准基本上还处在2级和3级阶段。2017年7月在量产L3级别自动驾驶技术的全新奥迪A8发布之后，人工智能技术驱动的理想化无人驾驶汽车离我们又近了一步。随着无人驾驶技术的逐步成熟，它无疑将给汽车设计带来重大变革。

2 面向无人驾驶技术的“人车关系”分析

“无人车”是无人驾驶汽车的简称，指无人实时参与直接控制车辆，实际上属于人工智能机器人的一种。对于汽车行业而言，无人驾驶技术不仅是要打造独立的智能机器人，更关键是如何以人工智能为大脑，结合智能交通发展带来全新产业生态，这也将重新定义未来人车关系。

传统意义上人驾驶汽车只是操作机器部件，随着无人驾驶技术的介入，车辆将接管全部驾驶工作，乘客在车厢内的时间变得相对自由，座舱对乘客的意义会发生根本上的改变：不仅解放了双手和注意力，人与车之间形成了一种新型、复杂、动态的互动关系。此时的汽车对乘客来说，不是为了出行被迫坐在里面，而是找到了一个相对私密，属于自己的空间进行活动，所以未来汽车内饰会更加侧重于让人们感觉身处一个情感释放的空间，未来汽车将不再只是一个代步工具，而是像智能手机一样，成为移动的数据中心，不仅人认识车，车也认识人。人车关系从车辆提供用户安全、可靠的驾乘空间，演化为提供乘客空间位移同时激活情感与理性的互动关系。

可以预计，无人驾驶汽车的里里外外看起来都会和现在的汽车不一样。方向盘会消失，仪表盘将变成灵活的工作区间，车厢中将配备人们所需的办公、休闲设备，车子外部不再需要后视镜，新技术绝不会仅对从前的状态做片面延伸，车辆的设计同样需要重新理解与思考。

3 无人驾驶车辆的设计趋势

从设计观点来看，近20年汽车经历了根本性的转变。过去的车身制造师（之后叫造型师，然后才是设计师）负责汽车造型的风格特点，关注车的外在形象[3]；20世纪80年代，关注的焦点转向了车的内部设计；最近，技术的更新和使用环境的改变带领汽车设计步入了第三个阶段，即关注人与车的互动，能让用户享受高度的舒适感和安全保障。从最近设计和展示的一些“无人驾驶”的车型中，我们可以发现一些共性，从中洞悉未来车辆设计的发展方向。

3.1 车身设计趋于“亲和力”与轻薄化

车身设计不仅仅关乎车辆造型，还要考虑用户的使用感受、行车安全等因素[4]。无人车的受众用户是乘客和行人，而不是司机，因为无人车并不再需要人来驾驶，这是车身设计需要改变的重要原因之一。车辆设计可以有“微笑”或“冷酷”的外观，但是如果割裂了人与车的关系而独立存在就会显得很生硬。作为第一代“自主”交通机器人，在没有驾驶者空载的情况下，如果车身造型过于强调科技感、未来感反而会让人们对车的功能产生疑虑，也不是体现车辆安全性的最好选择。因此车身设计应该趋于温和、友好、具有亲和力，采用圆润形态、“亲切”的表情，整体造型及细节遵循空气动力学原理的同时，满足用户的实际及心理安全的诉求。

Google从零开始设计制造的一辆真正的无人车 Firefly（萤火虫）选择了温暖友好的外形，通过内敛的设计方案——极简的造型很容易让用户忽略它的内部其实还装载着许多传感器和人工智能软件。2017年大众集团全新概念车Sedric首次亮相，也是大众第一款以 L5级全自动驾驶为目标的概念车，Sedric车身设计敦厚可爱，有人形容它为“萌萌的烤面包机”。同时来自法国的两家初创公司和来自美国的一家初创公司也都发布了他们的无人驾驶汽车。从车身设计上来看，法国Easy Mile公司和Navy公司旗下的无人驾驶汽车都努力通过车身设计创造出直观的乘车体验。美国Local Motors公司旗下的无人驾驶公共汽车Olli的外观也采用简洁的弧线造型体现无人车的安全性与亲和力，见图1。

图1 五款国外无人车的车身设计方案

同时新动力系统的出现导致新的汽车构造出现，从现有的无人车可以发现大多都采用了电力作为车辆的动力系统，这就意味着将车身设计带入一个新的时代。片状板材和非连续性概念的引进让“表面”成为结构本身，使得现在车骨架可以被更轻薄的金属取代。汽车表面可以采用低成本、轻量的类似显示屏的“涂层”，车表面也就变成一个新的交流平台，正迎合了习惯于网络社交的一代人。IDEO公司对未来交通工具的设想中可以发现车身设计的轻薄化趋势，家用无人车Nate车身80%被设计成可以调节透明度玻璃窗；无人驾驶小型货车 Cody同样通体透明，作为显示屏还可以提示必要的运送信息，见图2。

图2 IDEO家用无人车（左）；无人小型货车（右）

3.2 空间内饰设计“情景化”

无人车的用户从原来的驾乘者变为单纯的乘客，人与车的关系更多集中于车辆的内饰空间之中。设计应该与以往的将车身作为一个容器的这种惯性做法区别开来，因为这种做法限制了汽车的内部空间。IDEA（都灵汽车设计中心）提出了一种逆向的方法，即以“原始包裹”（以用户为中心展开空间布置）这种思路展开设计，体现车辆内部空间布局的特点[5]。

无人驾驶技术对车辆内饰带来的最直接影响就是空间变大，仪表盘、中控台、方向盘、脚踏板等驾驶设备都会消失；由于无人驾驶汽车多采用电动汽车的平台，车里不再有发动机，所以未来汽车内饰的布局也将会彻底改变——传统的三厢车会回归四轮马车的轿厢样式，变成一个空间更大的厢式整体，这样座椅在相同空间大小的情况下可以由过去的四座变为六座甚至是八座。而且人们不再需要观察交通情况，座椅的布局也会发生许多变化，由原来的同向布局变为对面而坐，或C型围坐等形式。由于座椅布局的改变，人们可以相对而坐，打破了以驾驶者为重心的舱内格局，提供了平等交流的环境。因此这个环境将以“人的活动”为中心而变化，比如奔驰公司的未来巴士（The Mercedes-Benz Future Bus）对内饰进行了重新设计，其设计灵感来自于城市广场和公园，车内有三个不同的乘坐区域，分别适合乘坐时长不同的乘客。将内饰空间中的灯光、座椅、空间分割形式都采用了仿生手法，灯具模拟自然界中的树冠，车内立柱模拟树干，座椅而像岸边的大块鹅卵石，打造出“休闲方舟”的情景化空间效果，见图 3。美国知名设计咨询公司 IDEO在 Tomorrow in Progress项目中，提出的Work On Wheel（逆通勤—移动办公室）将办公情景融合在无人车的内饰空间中，见图 4。移动办公室中融入各种交互设备，玻璃窗可以用作一个交互显示器，桌子可以作为整个办公室的控制面板，并可以提供一些相关办公服务，预言了“办公情景”的未来车厢。

图4 Work On Wheel 移动办公情景

3.3 多通道自然交互，提升用户体验

2016年11月，中国工程院院士李德毅在演讲中提出“要让智能车成为可交互的轮式机器人，交互认知是非常重要的。”如果无人车缺乏有效的交互，乘客会觉得它像幽灵不敢乘坐。面对不同“利益相关者”（stakeholder），包括与乘客、与行人、与周边车辆等“众生”的交互应该根据优先级排序，选择视觉、语言、动作等不同的交互途径，将信息有效、及时、生动的进行传达。正如骑手与马的关系，骑手通过口令、手势、动作与马进行沟通，马通过奔跑的速度、方向、步伐等方面提供认知主体之间的交互反馈。

互动过程中“对话”是最直接最便捷的交互途径，是几乎所有服务机器人必备的，也将是与无人车交互的突破口。IBM与美国亚利桑那Local Motors的制造商合作，打造了第一款使用Waston认知计算平台的无人车Olli。设计者希望通过独特的声控打破隔阂，让人们接受无人车进入他们的生活。在与车内乘客互动的过程中，通过语音的形式回答乘客日常问题。对话过程中的语音、语速、音调也是需要进一步设计的重要方面。

在交互通道选择中，视觉主导着我们的情感知觉，影响我们的思维方式。CES 2017展出了即将量产的“城市移动包厢”，车前面设计了一个LED屏幕进行与行人的交互，比如说它发现前方有行人就会停下来，屏幕上会显示一个行走的小人，等待行人通过。奔驰也设计了一个有趣的功能，当无人车在遇到行人停车时，会在地面上投影出一条斑马线，提示并协助行人安全通过。在2017日内瓦车展前夕的大众之夜上，大众正式发布的Sedric无人车，前脸造型可爱，前大灯模拟了人的眼睛，LED矩阵可以显示不同的图案（比如眨眼、微笑）与行人交互。大众还为Sedric配备了一个召唤手柄，当触摸手柄上的按钮时，Sedric就会知道乘客所在的地理位置，然后向乘客驶来。当车辆抵达时，召唤手柄会震动，并发出不同色彩的光，这一设计是为了方便有视力障碍的人出行，这个召唤手柄成为乘客和Sedric连接的纽带。不难发现，交互通道的选择、组合，要以用户能够与车辆自然沟通为原则，才能让无人车尽快融入人们日常生活，体现它安全、可靠、高效的优势。

4 结语

随着人工智能技术的迅猛发展，未来汽车必将更加智能化。汽车设计需要有一种开放的全局观和共同的价值观，而不是仅局限于“设计本身”。需要持续关注探索汽车世界相关领域的发展变化，理解瞬息万变的社会行为和需求。无人驾驶只是人工智能颠覆汽车行业的一个方面，其核心还是在于人车关系的重构。面对人口膨胀、资源紧张、城市化困境等危机，成功的无人驾驶汽车一定会激起层层涟漪，汽车行业也将展现出自身新的价值。