汽車智能化最重要的兩大變現(xiàn)路徑,一是駕駛自動(dòng)化,二是交互觸控化,前者基于人工智能,后者基于混合智能。
業(yè)界將汽車自動(dòng)化劃分為五個(gè)級(jí)別:駕駛輔助、部分自動(dòng)化、有條件自動(dòng)化、高度自動(dòng)化、完全自動(dòng)化。
人類永遠(yuǎn)不會(huì)放心地將自己寶貴生命完全托付給機(jī)器,就連制造高度集中、智能全副武裝、監(jiān)控極為嚴(yán)密的航空、高鐵都做不到最高級(jí)別的無人駕駛。由此決定了智能汽車永遠(yuǎn)都要設(shè)置智能駕駛艙。
在智能駕駛艙里,人們看不見任何以實(shí)體形態(tài)存在的按鍵、旋鈕、開關(guān)、搖桿,觸控功能和顯示功能未啟用時(shí),完全隱藏在智能內(nèi)飾表面,只有在需要時(shí)才會(huì)通過背光或顯示激活呈現(xiàn)在智能內(nèi)飾表面。
未來的智能汽車,除了轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、變速可能繼續(xù)采用方向盤、踏板、手柄操控之外,各種機(jī)械液氣裝置、電子電器設(shè)備、信息通信設(shè)施,將在智能駕駛艙智能內(nèi)飾表面上統(tǒng)一進(jìn)行觸控操作。
駕駛員手指在方便接觸的任何智能內(nèi)飾表面上,觸摸操作原本要用各種按鍵、旋鈕、開關(guān)、搖桿操作的各種功能。智能駕駛艙的智能內(nèi)飾表面相當(dāng)于一個(gè)觸控板。
顯示屏橫貫整個(gè)駕駛臺(tái)或者融入前擋風(fēng)玻璃,既可整體顯示信息,又可分屏顯示信息,所顯示的信息包括儀表信息、導(dǎo)航信息、中控信息、娛樂信息、網(wǎng)絡(luò)信息等。
車鑰匙變身為智能戒指,便于隨時(shí)隨地佩戴在駕駛員手指上。
駕駛智能汽車時(shí),駕駛員雙手握住方向盤,雙眼觀察前方路況;駕駛員一只手不時(shí)地在智能內(nèi)飾表面上觸摸盲操作,語音反饋著操作結(jié)果;駕駛員只是在不確定如何操作時(shí),才偶爾瞟一下屏幕。
這不是科幻,而是即將實(shí)現(xiàn)的夢想。而將夢想變成現(xiàn)實(shí)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵核心技術(shù),就是中國漢字工程院院長鐘林發(fā)明的觸控2.0交互方式。有專家斷言,這一新興交互方式以其安全、便捷、高性價(jià)比三大優(yōu)勢,將迅速廣泛地應(yīng)用于智能駕駛艙,成為智能汽車的主流標(biāo)配。
二
在觸控2.0交互模式下,駕駛員手指在觸控板上比劃觸摸手勢,觸控板將檢測到的觸摸數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)總線傳遞給中控主機(jī),中控主機(jī)將接收到的觸摸數(shù)據(jù)解析為對應(yīng)的操作指令,并下達(dá)給汽車各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
駕駛員三指(即三根手指)在觸控板上點(diǎn)擊、滑動(dòng),則操作汽車?yán)取艄?;駕駛員三指在觸控板上長按、滑按(即滑動(dòng)后緊接著長按),則操作汽車雨刮器、噴水器、車門、車窗。例如,駕駛員三指在觸控板上向左滑動(dòng),則開啟左轉(zhuǎn)向燈;向右滑動(dòng),則開啟右轉(zhuǎn)向燈;向前滑動(dòng),則開啟遠(yuǎn)光燈;向后滑動(dòng),則開啟近光燈;前后來回滑動(dòng),則變換近遠(yuǎn)光燈;向左滑按,則調(diào)小雨刮頻率;向右滑按,則調(diào)大雨刮頻率。
上述操作信息,通過汽車儀表屏中央顯示的九宮格卡片群提示駕駛員。例如,駕駛員三指在觸控板上向左滑動(dòng),則點(diǎn)亮左方卡片內(nèi)的左轉(zhuǎn)向圖標(biāo);駕駛員三指雙擊觸控板鎖死車門,則熄滅中央卡片內(nèi)的門鎖圖標(biāo)。
駕駛員雙指在觸控板上點(diǎn)擊、長按、滑動(dòng)、滑按,則操作汽車導(dǎo)航。例如,駕駛員雙指在觸控板上向外滑按,則放大導(dǎo)航地圖;向內(nèi)滑按,則縮小導(dǎo)航地圖;向上滑按,則向上滾動(dòng)導(dǎo)航地圖;向下滑按,則向下滾動(dòng)導(dǎo)航地圖。
駕駛員單指在觸控板上點(diǎn)擊、長按、滑動(dòng)、滑按,則操作汽車空調(diào)、手機(jī)、廣播、CD以及后視鏡、駕駛座椅、方向盤調(diào)節(jié)。上述操作信息,通過汽車中控屏顯示的九宮格卡片群提示駕駛員。
例如,駕駛員單指在觸控板上先向下滑動(dòng),則進(jìn)入空調(diào)操作狀態(tài);隨即向上滑按,則調(diào)高空調(diào)溫度;向下滑按,則調(diào)低空調(diào)溫度;向左滑按,則調(diào)小空調(diào)風(fēng)速;向右滑按,則調(diào)大空調(diào)風(fēng)速。
駕駛員單指在戒指車鑰匙上雙擊、長按、滑動(dòng),則操作汽車啟閉電源、發(fā)動(dòng)機(jī)、車門、車窗,開啟發(fā)動(dòng)機(jī)蓋、油箱蓋、后備箱。
例如,駕駛員單指在戒指車鑰匙上長按,則啟閉汽車電源;雙擊,則啟閉發(fā)動(dòng)機(jī);向左滑動(dòng),則開啟車門;向右滑動(dòng),則關(guān)閉車門;向左上方滑動(dòng),則開啟發(fā)動(dòng)機(jī)蓋;向右上方滑動(dòng),則開啟后備箱;向右下方滑動(dòng),則開啟油箱蓋。
三
觸控2.0車載系統(tǒng)設(shè)計(jì)了最多兩級(jí)頁面,所以,儀表屏、導(dǎo)航屏、中控屏顯示的九宮格卡片群,只有主群和副群之分。
主群和副群分別采用不同的觸摸手勢操作,即用點(diǎn)擊手勢操作主群中央卡片,用滑動(dòng)手勢操作主群四周卡片,用長按手勢操作副群中央卡片,用滑按手勢操作副群四周卡片。這就是分群操作模式。
采用分群操作模式,駕駛員可以在副群界面直接操作主群,而不必先要返回主群,從而節(jié)省了操作步驟。
駕駛員手指雙擊觸控板,則將主群切換為副群,或?qū)⒏比呵袚Q為主群;駕駛員手指在觸控板上點(diǎn)擊或者滑動(dòng)時(shí),自動(dòng)切換為主群;駕駛員手指在觸控板上長按或者滑按時(shí),自動(dòng)切換為副群;副群不操作時(shí),自動(dòng)切換回主群。
儀表屏、導(dǎo)航屏、中控屏有一個(gè)主群,不超過九個(gè)副群。例如,儀表盤只有一個(gè)副群,導(dǎo)航屏則有九個(gè)副群。
要操作主群哪個(gè)方位卡片,駕駛員手指則在觸控板上向哪個(gè)方位滑動(dòng);要操作副群哪個(gè)方位卡片,駕駛員手指則在觸控板上向哪個(gè)方位滑按。
例如,要操作主群上方卡片,駕駛員手指則在觸控板上向上方滑動(dòng);要操作副群右下方卡片,駕駛員手指則在觸控板上向右下方滑按。
上述操作規(guī)則如此簡單明了又極具規(guī)律性,以致于駕駛員無須刻意記憶,極易養(yǎng)成下意識(shí)的、條件反射式的盲操作習(xí)慣。
卡片內(nèi)標(biāo)示的操作符,既可以是圖標(biāo),也可以是文字,還可以是圖標(biāo)加文字。
操作符布局應(yīng)與卡片方位建立聯(lián)系,以便駕駛員聯(lián)想記憶。例如,在儀表盤主群中,左方卡片標(biāo)示左轉(zhuǎn)向符,右方卡片標(biāo)示右轉(zhuǎn)向符;在空調(diào)副群中,上方卡片標(biāo)示升高溫度符,下方卡片標(biāo)示降低溫度符。
操作符布局應(yīng)符合現(xiàn)有規(guī)則習(xí)慣,以便減輕駕駛員記憶負(fù)擔(dān)。例如,在廣播副群中,左方卡片標(biāo)示向前換臺(tái)符,右方卡片標(biāo)示向后換臺(tái)符;在手機(jī)副群中,左方卡片標(biāo)示掛斷電話符,右方卡片標(biāo)示接聽電話符。
操作符布局應(yīng)充分考慮使用頻率,盡量將使用頻率高的操作符標(biāo)示在四方卡片上,將使用頻率低的操作符標(biāo)示在四角卡片上。例如,在儀表盤主群中,將使用頻率高的遠(yuǎn)光符、近光符、左右轉(zhuǎn)向符分別標(biāo)示在上下左右四方卡片上。
四
在儀表屏、導(dǎo)航屏、中控屏上,九宮格卡片群內(nèi)的各張卡片均采取無縫連接或者細(xì)縫連接,最大限度地放大各張卡片面積及其操作符尺寸,目的是讓各張卡片內(nèi)的操作符更加醒目,便于駕駛員快速瀏覽。
標(biāo)示操作符時(shí),應(yīng)盡量選取智能終端已經(jīng)廣泛采用的圖標(biāo),選取簡明扼要、規(guī)范易懂的文字,最大限度地降低駕駛員的認(rèn)知成本和記憶信息量。
在九宮格卡片群中,各張卡片之間的方位關(guān)系一目了然,主群與副群采用不同色塊加以區(qū)分,在駕駛員腦子里,很容易通過各張卡片快速建立起各條操作指令與各個(gè)觸摸手勢之間一一對應(yīng)的隱喻聯(lián)系。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,人類大腦一次能夠記住的對象數(shù)量不超過九個(gè),正好與九宮格卡片群中的卡片數(shù)量相吻合。駕駛員掃描九宮格卡片群時(shí),不僅產(chǎn)生極高的瀏覽效率,而且產(chǎn)生極高的識(shí)記效率。
九宮格卡片群可以設(shè)置空白卡片,駕駛員利用觸摸手勢操作空白卡片時(shí),不會(huì)產(chǎn)生任何操作效果;也可以刪除空白卡片,通過縮放非空白卡片,使得九宮格卡片群演變?yōu)榉蔷艑m格卡片群。
演變獲得的非九宮格卡片群仍然保持矩形構(gòu)造,每個(gè)方位上最多保留一張卡片,各張卡片之間的方位關(guān)系依然一目了然。
九宮格卡片群只是提示性界面,而不是操作性界面。九宮格卡片群只是一張張圖片,用于提示駕駛員的觸摸手勢操作。
屏幕上顯示的卡片都是假想的按鍵,因?yàn)轳{駛員手指并不直接點(diǎn)擊這些卡片,也沒有焦點(diǎn)在卡片上移動(dòng)或者停留在卡片上。
在觸控2.0操作初期,駕駛員對九宮格卡片群還不太熟悉,每次操作都要快速掃描一下屏幕。隨著操作次數(shù)的增加,駕駛員掃描屏幕的頻率會(huì)越來越低。
熟練操作之后,駕駛員有意識(shí)或者無意識(shí)地記住了九宮格卡片群,再也用不著掃描屏幕了。當(dāng)九宮格卡片群固化在駕駛員大腦之中,駕駛員便進(jìn)入無界面盲操作狀態(tài)。
五
在觸控2.0交互模式下,駕駛員在觸控板上比劃的觸摸手勢包括點(diǎn)擊、長按、滑動(dòng),這是駕駛員最易比劃、智能汽車最易識(shí)別的三大觸摸手勢。雙擊則是點(diǎn)擊與點(diǎn)擊的組合手勢,滑按則是滑動(dòng)與長按的組合手勢。
這三大觸摸手勢都是駕駛員手指在空中朝著某個(gè)方位滑動(dòng),都具有方位性,故統(tǒng)稱為方位手勢。其中點(diǎn)擊手勢、長按手勢是駕駛員手指朝著觸控板方向滑動(dòng),滑動(dòng)手勢是駕駛員手指在觸控板上朝著八個(gè)方向滑動(dòng)。
駕駛員已經(jīng)在智能手機(jī)、平板電腦上熟練掌握了這三大觸摸手勢,觸控2.0只是重新定義了這三大觸摸手勢,這就是鐘林發(fā)現(xiàn)的觸控三大定律。
無論駕駛員手指在觸控板哪個(gè)位置上點(diǎn)擊,模擬的都是點(diǎn)擊九宮格卡片群在中央位置上的卡片;無論駕駛員手指在觸控板哪個(gè)位置上滑動(dòng),模擬的都是點(diǎn)擊九宮格卡片群在滑動(dòng)方位上的卡片。
無論駕駛員手指在觸控板哪個(gè)位置上長按,模擬的都是長按九宮格卡片群在中央位置上的卡片;無論駕駛員手指在觸控板哪個(gè)位置上滑按,模擬的都是長按九宮格卡片群在滑動(dòng)方位上的卡片。
一對滑動(dòng)方位相反的滑按手勢,常用于從兩個(gè)相反方向上調(diào)節(jié)溫度、音量、亮度、進(jìn)度、頻率等各種變量。
例如,駕駛員三指在觸控板上向右方滑按,則操作汽車逐漸增大雨刮頻率,當(dāng)雨刮頻率增大至期望值時(shí),駕駛員手指離開觸控板,雨刮頻率則停留在期望值上。
上述操作規(guī)則表明,在觸控2.0交互模式下,駕駛員的觸控操作只與手指滑動(dòng)方位有關(guān),而與手指所處位置無關(guān)。
駕駛員僅憑直覺就能正確地確定手指滑動(dòng)方向,就能正確地比劃各種方位手勢,無需將視線轉(zhuǎn)移到觸控板上,無需觀察手指的操作過程。
駕駛員手指在觸控板上滑動(dòng),僅起方位指示作用,因此,滑動(dòng)距離可長可短,相應(yīng)地,觸控板尺寸可大可小,駕駛員手指觸摸范圍大到觸手可及的智能表面,小可微縮至指甲蓋模樣。
駕駛員手指不離開觸控板,連續(xù)比劃若干個(gè)方位手勢,車載系統(tǒng)仍能準(zhǔn)確識(shí)別,駕駛員一次操作就能達(dá)成目標(biāo)。即使無限縮放或者無限滾動(dòng)導(dǎo)航地圖,駕駛員手指也只需一次微動(dòng)的滑按操作。
六
我們將喬布斯和蘋果公司首推的、已經(jīng)廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦的觸控交互方式稱為觸控1.0;而將鐘林首創(chuàng)的、基于觸控三大定律的觸控交互方式稱為觸控2.0。
觸控1.0是以點(diǎn)擊手勢為主、滑動(dòng)長按手勢為輔,觸控2.0則是以滑動(dòng)長按手勢為主、點(diǎn)擊手勢為輔。這一變化解決了智能汽車可靠觸控的難題。
駕駛員手指在觸控板上滑動(dòng)長按的時(shí)間,要比點(diǎn)擊長得多,駕駛員手指與觸控板的接觸面積,也比點(diǎn)擊大得多,不存在因接觸時(shí)間短、接觸面積小、按壓力度輕而導(dǎo)致觸控失敗。
在觸控板上滑動(dòng)時(shí),駕駛員手指始終緊貼著觸控板,汽車行駛中產(chǎn)生的震動(dòng)或者顛簸,都不會(huì)輕易改變駕駛員手指滑動(dòng)方向。
觸控1.0 的操作界面與顯示界面是一體化的,觸摸屏的操作界面即是顯示界面,實(shí)行的是顯控一體操作模式;觸控2.0的操作界面與顯示界面是可分離的,觸摸屏可分離為觸控板和顯示屏,實(shí)行的是顯控分離操作模式。
顯控一體操作模式造成了觸摸屏布置的兩難局面:觸摸屏靠近駕駛員,駕駛員要低頭觀看或者扭頭觀看,觸控操作順手卻不順眼;觸摸屏靠近前擋風(fēng)玻璃,駕駛員要伸長手臂甚至挪動(dòng)身體,觸控操作順眼卻不順手。
駕駛員低頭觀看或者扭頭觀看,會(huì)延長駕駛員視線離開前方道路的時(shí)間;駕駛員伸長手臂或者挪動(dòng)身體,會(huì)加重駕駛員的疲勞強(qiáng)度;二者都會(huì)埋下汽車行駛的安全隱患。
而將觸摸屏移動(dòng)至前擋風(fēng)玻璃上方或者后視鏡上,駕駛員看得見卻摸不著。所以,無論是抬頭顯示還是智能后視,目前采用的都是智能語音交互或者隔空手勢交互。
實(shí)行顯控分離操作模式,便于將觸控板布置在駕駛員順手操作的地方,將顯示屏布置在駕駛員順眼觀看的地方,觸控2.0交互方式由此應(yīng)用于包括抬頭顯示和智能后視在內(nèi)的各種顯示終端。
不僅帶觸摸屏的各種智能終端可以充當(dāng)汽車遙控器,可導(dǎo)電、有感應(yīng)的各種介質(zhì),如導(dǎo)電塑料、導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電木材,都可以用來制作汽車遙控板或者智能內(nèi)飾表面。
七
駕駛員單指在觸控板上比劃方位手勢,則操作智能汽車中控屏界面;駕駛員雙指在觸控板上比劃方位手勢,則操作智能汽車導(dǎo)航屏界面;駕駛員三指在觸控板上比劃方位手勢,則操作智能汽車儀表屏界面。
駕駛員利用不同數(shù)量的手指,在同一個(gè)觸控板上操作不同的顯示屏界面,這就是分指操作模式。分指操作模式第一次實(shí)現(xiàn)了汽車駕駛功能、電子電器功能、娛樂信息功能的集中統(tǒng)一操控。
分指操作模式不僅將三個(gè)觸控板合并為一個(gè)觸控板,更重要的是,將一個(gè)觸控板擴(kuò)展為智能駕駛艙內(nèi)的整個(gè)智能內(nèi)飾表面,方便駕駛員手指在任何智能內(nèi)飾表面上,操作原本要用各種按鍵旋鈕操作的各種功能。
分指操作模式應(yīng)用于智能駕駛艙,觸控2.0交互完全取代了按鍵旋鈕操作,智能汽車從此告別了按鍵旋鈕操作時(shí)代。
觸控1.0、智能語音、隔空手勢只能用于操作電子電器功能、娛樂信息功能,無法用于操作汽車駕駛功能,因而無法消滅全部按鍵旋鈕,原因在于它們解決不了汽車安全駕駛前提下的實(shí)時(shí)操作問題。
觸摸屏缺乏觸覺差異性,駕駛員手指感覺不到按鍵位置,無法像實(shí)體按鍵那樣隨時(shí)間形成肌肉記憶,從而導(dǎo)致每次觸控1.0操作時(shí),駕駛員都要注視觸摸屏。頻繁的駕駛操作會(huì)導(dǎo)致駕駛員頻繁地轉(zhuǎn)移視線。
駕駛員在正在移動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)的智能駕駛艙三維空間內(nèi)比劃手勢動(dòng)作,或者在發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、胎噪、風(fēng)噪、環(huán)境噪聲交織的智能駕駛艙內(nèi)聲控汽車,再強(qiáng)大的人工智能也做不到百分之百的識(shí)別準(zhǔn)確率。
駕駛功能的任何失效操作、錯(cuò)誤操作、延遲操作,都有可能造成汽車交通事故,威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。
觸控2.0操作時(shí),駕駛員不僅眼睛不會(huì)離開前方道路,雙手也可以不離開方向盤,內(nèi)心更不用害怕操作失敗或者操作延遲。只要駕駛員手指的滑動(dòng)方位不偏離45度的扇形區(qū)域,操作系統(tǒng)都認(rèn)為是沿著標(biāo)準(zhǔn)方位滑動(dòng)。
八
汽車發(fā)展方向不僅是基于人工智能的無人駕駛,更重要、更現(xiàn)實(shí)、更可行的是基于混合智能的人車協(xié)同,以更簡單、更高效、更經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)汽車更安全、更便捷、更高性價(jià)比地運(yùn)行。
要實(shí)現(xiàn)基于混合智能的人車協(xié)同,關(guān)鍵是要解決好駕駛員與智能汽車之間安全、高效、實(shí)時(shí)的交互問題。在各種交互方式中,只有觸控2.0完全滿足了這些要求。
現(xiàn)階段,業(yè)界主流趨勢是智能汽車多模態(tài)、多通道融合交互,幾乎是按鍵、觸摸、語音、體感一起上,表面上看駕駛員擁有了更多交互自由,實(shí)際上增加了智能汽車成本和駕駛員負(fù)擔(dān),本質(zhì)上在于尚未出現(xiàn)像觸控2.0這樣起主導(dǎo)核心作用的人車交互技術(shù)。
將來的智能汽車,實(shí)時(shí)操控全部采用觸控2.0交互,非實(shí)時(shí)操控則以觸控2.0交互為主、智能語音交互為輔,信息檢索輸入全部采用智能語音交互。
觸控2.0 交互技術(shù),不僅僅是觸控技術(shù)的又一次升級(jí),而是一次全新的技術(shù)突破,是對人車交互方式的一次革命,代表著智能汽車交互的主流發(fā)展趨勢。
從模擬鼠標(biāo)器進(jìn)化到模擬遙控器,從依賴位置的精確操作進(jìn)化到依賴方位的模糊操作,觸控交互方式由此發(fā)生了質(zhì)的變化,恰好順應(yīng)了智能汽車時(shí)代的操控需求。
觸控2.0交互方式簡化了界面,簡化了軟件,簡化了配置,簡化了汽車;然而,簡化不簡單,她讓智能汽車更加理解駕駛員,讓駕駛員更加理解智能汽車,她以最巧妙、最可靠、最經(jīng)濟(jì)的方式,解決了汽車智能化與汽車安全性之間的無縫對接問題,可謂大巧不工、重劍無鋒、造福人類、功德無量。
無人駕駛是美國人開創(chuàng)的、引領(lǐng)全球的黑科技,他開啟了人工智能應(yīng)用于智能汽車的時(shí)代;觸控2.0則是我們中國人發(fā)明的、引領(lǐng)全球的黑科技,她超越美國人發(fā)明的觸控1.0,開啟了混合智能應(yīng)用于智能汽車的新時(shí)代。