对于汽车而言，这是一个重要的时代；科技创新的汇聚彻底改变了我们道路上车辆的面貌。在过去的15年里，一系列开创性的进步重塑了现代汽车，将它们推向了便利性、连接性和安全性的领域。汽车不仅引入了许多安全功能，降低了死亡率——在美国，预计死亡率将从2021年的每1亿英里车辆里程（VMT）死亡1.37人降至2022年的1.35人。除此之外，借助易于使用的无线连接功能，以及用于触摸屏、方向盘感应按钮等的简单触控传感器技术，汽车的驾驶体验变得更加便捷。
革新车内体验
自上世纪八九十年代以来，汽车内饰发生了翻天覆地的变化。曾经一段时间，汽车内唯一的电子设备仅仅是收音机。随着时间的推移，各种电子功能——如电子门锁、电动车窗、加热座椅、定速巡航系统等的引入，标志着一个重大的转变。时至今日，蓝牙配对、地图软件，以及可完全连接互联网的超大触摸显示屏，已经超越了我们在专注于路况的同时浏览信息的能力。汽车行业面临的挑战在于重新考虑其用户界面的实现，以满足消费者对内容和功能不断升级的需求，同时获得美观与安全的完美融合。
智能表面的出现
智能表面的出现预示着汽车行业的深刻变革。在早期尝试将汽车内饰现代化的过程中，汽车制造商从智能手机中汲取灵感，试图通过结合触控显示屏与专有操作系统来复制这种体验。然而，他们遇到了诸多挑战，如复杂的导航操作以及在不同环境条件下的显示故障等。事实证明，通过繁琐的菜单进行导航并不实用。此外，尽管现有的显示技术在手持设备上表现良好，但在汽车环境中却显得力不从心。驾驶员在尝试进行多任务处理时，由于没有物理按钮提供与预期操作一致的触觉反馈而受到限制。电阻式触控显示屏在阳光直射下难以辨认，而电容式触控界面在寒冷的天气中，若不脱掉手套则使用困难。这些挑战凸显了进一步创新的必要性。
针对这些挑战，工业设计师开始了具有前瞻性的探索。他们构思出概念车型和渲染图，将仪表盘上的独立按钮重新设计为具有隐藏功能的智能表面。这些设想中的表面如同平滑、无缝的实心木质或碳纤维板，还可依据驾驶员的需求动态展示相关的控制功能。此类创新的汽车内饰不仅外观出众，还具备实用优势；它们摒弃了传统按钮，有助于降低现代汽车的主要成本之一：即在保修期内修复机械按钮故障的费用。
然而，将这一愿景变为现实面临着巨大的挑战。在原型车中，用于展示无缝隙表面创意的应变仪缺乏有效性和可靠性，无法适应大规模生产的需求。因此，需要更加灵敏、一致和可靠的解决方案来克服这些障碍。
采用人机界面（HMI）传感解决方案
Qorvo的专利技术——基于MEMS的传感解决方案具备出色的灵敏度，可透过任何材料辨别操作意图，且同时达到了AEC-Q100车规标准所需的稳健性，因而被业界广泛视为一种切实可行的方案。一家创新型电动汽车（EV）制造商已采用Qorvo的固态非侵入式解决方案取代了传统方向盘按钮，并已实现量产。此外，多家汽车原始设备制造商（OEM）已将Qorvo的解决方案集成到各种智能表面应用中，涵盖方向盘、3D触控显示屏和车门面板控制等。目前，Qorvo正在为情境感知技术的广泛应用铺平道路。
情境为王
在实现智能表面全面替代传统仪表盘的过程中，情境感知技术发挥着至关重要的作用。现代汽车可利用多种传感器（如惯性传感器、麦克风、温度传感器、GPS、红外传感器、LiDAR系统以及压力传感器等）来检测、监控驾驶员行为，并预测其意图以控制结果。此种情境感知能力为推动这一转变的无缝过渡提供了可能。
为理解情境感知在实际应用中的潜力，可以设想如下场景：当汽车智能识别出驾驶员正专注地用智能手机欣赏音乐时，它能够将音乐无缝传输至车载音响系统，并在智能表面上呈现音频控制选项；在寒冷的早晨，汽车预测驾驶员对舒适度的需求，自动启动暖通空调系统（HVAC），并在智能表面上显示座椅加热器的控制按钮；当车辆在危险路况下行驶时，各功能间将启动动态协作模式——音乐立即静音，地图自动展开并为驾驶员提供备选路线。汽车在人工智能和机器学习的加持下，已经超越了单纯的交通工具范畴，成为一个有意识的出行伴侣；它能够不断学习、适应，并始终将安全放在首位。
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语音指令的挑战
尽管有些人主张用语音助手取代传统控制方式，但语言差异和安全方面的顾虑却为此带来了难题。通过语音指令的方式来控制起居室里的电视或恒温器等设备确实十分方便；然而，在车辆驾驶舱中却面临微妙的挑战。受地区和教育差异的影响，语言上的多样性引入了不可预测性。触控界面建立在人类最直观的感官——触摸之上，而语音指令则不同，需要特定的条件才能实现顺畅操作。例如，儿童在能用语言表达自己的想法很早之前就学会了通过触摸与世界互动。对于车载环境，语音命令存在潜在的安全隐患。在家中，语音助手无法理解您的命令可能仅仅是一个很小的麻烦；而在路上，它就可能升级为真正的威胁。因此，为了确保关键功能的安全性，触控表面提供了一个更稳健并以意图为导向的界面，可保持驾驶员的注意力，最大限度地减少分心。
半自主与全自主驾驶
车辆技术的变革不仅仅涉及按钮和控制方式，还包括让汽车具备更强的自主驾驶功能。半自主和全自主驾驶技术将重新定义驾驶体验。在这一背景下，由传感器驱动的情境感知作为智能表面的基础，就变得更加重要。
用于识别驾驶员意图的传感器还可以变换用途，用以评估驾驶员的健康状况，从而有效承担安全卫士的角色。例如，Qorvo 嵌入方向盘和座椅的传感解决方案可以确定驾驶员是保持警觉并专心驾驶，还是出现了异常情况——如身体瘫倒甚至失去驾驶能力。这不仅提高了行车安全性，还使汽车成为驾驶员生命安全的主动监护者。
在检测到驾驶员失能的情况下，借助传感器带来的洞察力，汽车可以超越单纯的预防措施。面对迫在眉睫的事故，汽车不再简单依靠刹车来应对，而是能够自动接管控制权，导航至安全地点，并启动求助呼叫。这种从被动到主动的安全措施转变标志了汽车角色的巨大变革。随着半自主和全自主驾驶的普及，对智能表面的需求也在不断增长。除了提供直观、反应灵敏的界面，这些表面还成为构建全面、自适应驾驶环境不可或缺的组成部分。
塑造汽车交互的未来
随着完全自主驾驶变得愈发普及，对智能表面的需求也将随之增长。汽车座舱正在演变成一个集工作和娱乐于一体的空间，对美学的要求也越来越高。Qorvo已交付超过2,000万套压感解决方案，站在了这一范式转变的最前沿，塑造了汽车交互的未来。
关于作者# Shaune Reynolds产品市场经理
Shaune是一位经验丰富的产品市场经理，拥有超过20年的销售与市场经验。作为模拟半导体产品领域公认的权威，他致力于引领创新，并助力客户实现尖端设计目标。
文章转载自Qorvo半导体微信公众号
