基于智能科技的汽车界面设计原则分析

高琳　马延飞

摘 要：以“基于科技下的设计服务”问题作为研究出发点，把了解智能科技与应用和智能汽车的各种人机交互应用作为研究对象，了解数据分析在相关智能科技和产品设计中的形式，通过结合学术界和科学技术的理论经验与知识，探讨基于科技的交互设计研究与应用。以创新技术的广泛应用以及智能汽车的设计原则作为启发未来智能驾驶汽车和人机交互产品设计发展趋势的理论研究与应用发展，使智能驾驶汽车的交互设计与科技相辅相成，从而为人类生活创造更好的科技产品与生活体验。

关键词：智能汽车 人机交互 设计 科技

2022年汽车制造业朝着电动化、智能化、网络化、信息化方向一直稳步发展，在政府的政策推广和市场大环境认可情况下，中国电动汽车制造业已经处于世界第一梯队，也随即培养出具有中国代表性的汽车品牌等。随着《智能汽车创新发展战略》等政策文件的发布，智能汽车将会成为下一个制造产业风口，产业潜力巨大并且很大可能推动世界科技制造发展，伴随着互联网的发展以及网络大数据和人工智能等先进科技在交通运输行业的应用与研究，汽车空间设计、人机交互界面设计、操作驾驶方式和用户体验设计等，都正在发生着前所未有大变革与科技炸裂。本文主要分析了设计作为科技结合的先驱者应当合理运用设计原则来提高产品使用体验。根据智能汽车应用界面分析，可以提出四个设计原则，分别是安全性、交互性、易用性和体验性设计原则。并得出设计和科技是相辅相成，科技的发展促使了交互设计的发展，交互设计改善产品在实际使用当中所遇到的不便，同时也为智能科技提供有利的设计支持，使智能科技与设计都能得以快速的发展。

1 智能科技与创新设计

根据2021年中国汽车销售报表显示，截止2021年底，全国机动车保有量达3.95亿辆，相较往年同比增长6.32%，汽车新注册登记2622万辆，相较往年同比增长8.16%。全国新能源汽车保有量784万辆，相较往年同比增长59.25%；全年新能源汽车新注册登记295万辆，相较往年同比增长151.61%。国内机动车市场整体保持较为稳定的增长趋势，新能源汽车市场表现亮眼，高速增长态势明显。而且有超过90%的受访消费者表示未来购买新车时，会优先考虑智能汽车。

随着人们的生活水平不断提高，新的操作体验、娱乐方式、网络升级和智能车机系统等都正在慢慢成为新能源汽车的标配。所以当智能科技取得前所未有的进步，并且已经为社会生产和人类交流提供出新的可能性，设计往往就会率先担当起探索与科技结合的先驱者。例如，在智能汽车的外观设计、交互方式设计、HMI视觉设计等等。这些新设计都是随着新科技产品的产生而衍生出来，为其适配与之相匹配的设计原则和设计语言。

而从设计的角度出发，设计是以人为本，而且设计最终目的就是服务作用，服务于社会、服务于人、服务于产品。从人类的这一角度去观察，会发现我们对于自己和物质的认识，已经不再是一种来自于大自然这个概念了，很大部分程度上还是依赖于未来人类自己所谓的"科技创新"，在未来通过智能科技创新技术使人类在我们身体、认知和运维思想三个层面的向上升级达到了一个更高的认识层次。未来每一种智能科技创新都可能是人类对于身体和认知感官和感觉体验的一种不断扩展，并且已经超越了自身和社会心理的一种限制[1]。

从另一个新角度来看，在智能科技与移动互联网时代背景下，人与汽车的未来交互体验包含了用户自我本能操作下去体验一种新的感官扩展，这种感官扩展会使自己有种身临其境，超越自己的感官体验。或许带上墨镜大小的眼镜，连接汽车内部系统，所有的功能信息直接就会增强现实一样出现在驾驶视野中来，甚至搭载到网络，配合智能交通系统，直接将交通系统信息可视化到人的眼前。该技术对其未来的人类生活操作方式发展也是具有巨大的发展潜力。而且，这种科技超越式的创新不仅会为未来人们生活提供一种先进信息技术和生活方式结合的可能，也或许正是在智能科技快速进步发展的时代背景下，作为一个设计师更需要用心去努力做这种创新设计。这种创新设计并不会创造科学技术，设计只是在运用科学创造的技术基础上，通过设计的形式为人类以后生活创造更好的科技产品与生活体验。这也是未来智能驾驶汽车时代的人机交互设计趋势和本质意义。

2 智能汽车科技应用分析

近几年来，随着智能汽车产业快速的发展，以其富有创造性的方式又重新定义了新时代的汽车设计。最初汽车产品的诞生主要目的是为了有效解决现代人的日常出行问题。而进入21世纪以来，全球各类汽车市场持有量快速地不断增高，在人们日常生活中也不断地会遇到各类交通堵塞、环境条件受到嚴重污染或被破坏、安全事故等严重问题不断发生，道路交通设施与创新正面临着前所未有的挑战[2]。从城市交通运输工具未来发展趋势的角度来分析，未来的城市居民日常出行公共交通运输工具还将会包含更多的公共汽车、火车、飞机、人力以及轨道交通等不同的各类公共综合交通运输工具。而从汽车行业的角度来看，这个行业的参与者越来越多样化。除了这些属于传统的汽车主要部件研发制造商和研发企业之外，还有以电动汽车主要系统零部件相关的产品研发供应商、互联网电动汽车制造企业、智能科技创新产品制造业等等，这些作为主要行业代表的高科技产品制造商和企业也在积极尝试智能整合产品设计和技术开发。力图制造如电动汽车行业中的人机交互智能操作系统和智能应用开发平台，甚至专门用来进行制造电动车辆的整车相关技术开发。在这样的智能信息时代快速进步发展下，仅仅依靠现有的汽车产业在电动汽车产品上的产品智能设计和技术研发上的创新已经是远远不够的，需要进行多领域拓展科学技术。要多专业化、多功能应用科技化地把整个汽车智能驾驶系统与汽车智能信息技术各个功能层面一起重新整合进行设计，然后再开发与制造。未来要想快速发展实现汽车行业的智能化就必须依靠信息科技的快速进步等一批专业科技力量，随着行业互联网、移动信息科技和电动智能汽车自动驾驶技术的快速发展，这就使得未来汽车智能化的实现已经是不久的将来了。

网络车载互联技术：移动互联网与智能车载互联网信息技术不仅可以有效解决汽车网络系统技术和功能协调之间分配的复杂问题，还能有效改善智能汽车与人、汽车与网络之间的交互系统问题。同时车载互联网信息技术也是将智能汽车与人作为整个网络中的一个重要节点，通过汽车无线通信等信息技术手段来直接实现车与人、路及周围环境的信息协同交互，可以通过构建现代智能轨道级导航提升驾驶体验。未来随着5G的覆盖面下，一些先进的无线科技，将会给智能汽车提供更加延时低、快速可靠的大宽带无线通信技术。

人工智能与云计算技术：随着人工智能和机器学习的技术发展与应用，制造出了一系列的智慧服务系统，大大提高了智能汽车、智能设备、智能产品应用和服务等数据运算能力，并搭建了更加完善可靠的智能云计算平台。在大数据和云计算的技术支持下，对交通道路情况可构建多个复杂状态的多维度数据应用平台，对道路出行过程中产生的数据进行智能分析和处理， 这样有助于实现智能化分配路线以及实现疏导交通拥挤和协调信息的功能[3]。

激光雷达技术：华为虽然是激光雷达战场上的新手，但华为做激光雷达也是依靠了自身30年积累下的技术，在ICT领域积累的光学设计、信号处理、整机工程和精密制造等方面有着深厚的技术积淀。而激光雷达就像汽车的眼睛，它能够直接得出物体的距离，并且不受光照条件的影响，所以在地图里，车辆知道自己所处的位置，在实时行进定位过程中，能够进行动态规划，比如变道超车、识别红绿灯、车道线、躲避行人等，实现这些就要依靠激光雷达技术加双目视觉，从而使汽车能够自动驾驶[4]。

有了这些科技的保驾护航，才能帮助智能汽车设计的更加人性化，更加服务于人，更加提高汽车的用户体验感。以便来帮助我们更好的实现交通出行新模式和新体验。

3 智能汽车的设计原则分析

现如今智能电动汽车的开发设计制造主要是依靠着更加先进视觉图像传感器、系统自动控制器、装置命令执行器等众多硬件集成设备，使用低延通信、互联网、大数据、人工智能、视觉图像捕捉、雷达图像探测、高效率电池等一系列的高新技术，让智能电动汽车能够具有完全自动驾驶的功能，从纯粹的交通工具慢慢向智能高科技产品转变的新时代电动汽车。在全球智能交通科技飞速发展的巨大背景下，未来的交通设计应用对象不仅仅只是单一的智能汽车科技产品，而是人、交通工具、基础通信设施、城市生态环境等所共同构成的一个功能整体或是跨界性交通应用工具，可以满足人们出行所需要的服务功能。因此，未来对于智能驾驶汽车的创新设计也会逐渐转变成为多专业学科、多应用领域的信息系统化产品设计。

对于不同类型的驾驶体验，智能汽车在设计和制造的过程中特别区分了非驾驶状态下的次要交互体验，还提出了新的交互操作，比如语音操作系统、手势动态捕捉系统、连屏显示控制设备、虚拟抬头显示技术以及现实增强技术等。这些都是以人为中心的角度出发，从驾驶员主要交互行为的角度，可以将汽车设计分为几下原则：

3.1 安全性设计原则

对于汽车相关的一系列设计产品来说，产品安全性问题是首要问题也是最重要的，这个重要的技术问题不容忽视。汽车的安全性设计是为了有效地保护驾驶者的人身安全和操作安全，而这个最重要的安全设计原则，也是汽车产品设计的基本底线。当代汽车制造行业的安全性不仅要对智能电动汽车是否外型、构造、材质等形式选择等方面存在安全隐患，还要对车身与内饰交互信息系统以及汽车内部底层整个系统设计逻辑的安全性考虑。在现代智能汽车中控操作系统下，不仅是操作方式的多种化，还是座舱体验或是智能分屏体验，都应该坚持是以安全可靠作为智能汽车交互设计制造的第一重要目的。因此，在智能汽车内饰交互设计方面都应着重在主动安全原则下去开发和考量，以便让驾驶者行车时可以安全有效的操作相对应的功能设置。因为，近几年频频爆出智能电动汽车的相关安全问题层出不穷，例如车载控制系统技术故障、电动中控屏幕故障黑屏等，随着智能汽车的软硬件故障率不断增加，极大可能会导致驾驶者的生命安全受到严重威胁。所以，在智能电动汽车快速发展推进的同时，汽车行业者都应注重提高汽车安全性设计，切记由其产品系统设计失误导致的各种安全问题和风险隐患。

3.2 交互性设计原则

现代科技产业快速发展使得汽车不断更新产品功能，也在不断努力使汽车变得越来越智能。而汽车也不再仅仅是人们单纯的交通出行工具了，它已经成为了人们日常生活中的一个空间避风港，也是一种人们的感情寄托的载体。所以良好的汽车内饰设计会更容易与使用者建立某种关联，实现了有效的情感信息传递。其用户的日常操作习惯就是一个交互式的过程，目前来说，大部分驾驶者对于传统汽车的操作方式都已经了然于胸，设想怎样把一个智能汽车系统的交互方式设计的更加符合人性化，又更加符合用户的日常操作习惯，还不需要增加用户的学习成本。使得智能汽车车机屏幕与驾驶者和乘用者做到真正的“人机交流”，以人车交流互动作为设计核心，实现人与车之间无差别的互动体验，变得不再是机械化的操作，赋予自身独特的趣味性，这也是车机交互设计所要注意的重点。

3.3 易用性设计原则

智能化科技产品不断投入到汽车行业，使得汽车这个概念由一个普通的代步工具转换为一个拥有现代化智能设备终端的数字化产品，拥有着更加强大和更多功能的智能车载交互系统也势必会带给用户更加细微、更加复杂的人机交互体验。与此同时，基于智能科技的汽车界面设计要遵循易用性设计原则，要通过合理简单化的交互方式去降低用户的学习成本，让使用者能够充分地了解各个功能，并且符合大部分用户的普遍认知，最好是在不用看说明的情况下就能够快速掌握系统的操作方法[5]。

3.4 体验性设计原则

现在，用户体验设计越来越重要，从提升用户体验的方面来看，要以用户为中心去出发，提高用户的操作效率，提高用户对产品的认识，愉悦的用户体验会给用户留下深刻的印象及信任感。这也就必然导致汽车制造业厂家越来越重视用户的实际用车体验感受，为了便于产品更好地去满足用户多样化的使用场景，汽车制造厂家已经将用户体验与汽车的智能系统和车机界面设计相互融合进行开发了，并且使汽车拥有的功能特点与用户多样化的用车需求二者相互结合，不但可以提高用户的使用体验感，还可以有效地促进我国智能汽车设计行业的快速发展。

4 结语

在互联网+、人工智能与大数据的时代背景下，智能汽车快速发展使其自身科技正在促使着设计跟进发展，汽车的仪表也从传统的物理仪表发展到现在的全液晶仪表，汽车内部科技也是越来越先进。目前市面上很多厂商设计的仪表界面添加了很多繁杂的功能，对于在界面上呈现繁琐复杂的信息在一定程度上会影响到驾驶者在使用的效率，增加了危险性。所以安全性仍然是汽车仪表界面设计的重点考虑问题，因此本文分别从从科技与设计的关系、智能科技的发展以及智能科技下的设计原则这些方面对科技与设计进行了分析。

参考文献：

[1]赵江洪，王巍.汽车人机交互界面设计研究[J]. 汽车工程学报，2012，2（05）.

[2]江小浦，幸翔，胡书可.汽车中控台设计中的安全性原则研究[J].包装工程，2020，41（12）.

[3]刘文.智能汽车輔助驾驶技术分析[J]. 汽车实用技术，2021，46（02）.

[4]向炎涛.ARCFOX极狐HBT成搭载华为激光雷达方案量产第一车[EB/OL].（2020-12-22）.https：//www.163.com/dy/article/FUFO0RSB0519QIKK.html.

[5] 张国扬，魏丽丹，许丽，梁开荣.浅谈汽车人机交互界面的开发及应用[J].企业科技与发展，2017，（01）.