文 献 综 述
1 课题背景
1.1 无人驾驶
无人驾驶，是指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、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并达到完全消除交通事故的目标[1]。
根据美国汽车工程师协会(SAE International，Society of Automotive Engineers)的划分标准，将自动驾驶汽车分为了六个等级，分别为无自动化(L0)、驾驶支援(L1)、部分自动化(L2)、有条件自动化(L3)、高度自动化(L4)和完全自动化(L5)[2]，见表1.1。
表1.1 自动驾驶汽车六个等级
2.2 行业成绩
从国外无人车行业来看，截至2016年，谷歌测试车宣布已经在美国行驶200万英里，并且在2014年推出了一款没有油门和方向盘，只有启动键的无人驾驶车。从国内无人车行业来看，2015年，百度无人驾驶车国内首次实现城市、环路及高速道路混合路况下的全自动驾驶。次年7月，百度与乌镇举行战略签约仪式，宣布双方在景区道路上实现Level4的无人驾驶。2016年百度获得了美国加州政府颁发的全球第15张无人车上路测试牌照。此外，传统车企也与国内高校、科研院所或科技公司开展了无人驾驶技术的合作研发，如上汽、北汽等。在无人驾驶方面，中国公司乐视与法拉第未来(Faraday Future)达成战略合作关系，并在2017CES上发布了其首款具有无人驾驶功能的车型FF91[3]。
2 现状及发展趋势
目前无人驾驶车开发主要侧重在包括基于人工智能的信息获取和计算决策的技术上，但从商业角度和设计角度来说，对运行模式的考量和对外观及内饰风格的研究尚处于起步探索阶段。以现有运行的自动驾驶汽车为例，探究无人驾驶汽车的未来发展趋势。
2.1 技术应用
2.1.1 新能源
汽车电动化与低碳化是当前推荐节能汽车产业发展的有效途径，是全球汽车企业发展的共同趋势和转型升级的方向[4]。电动汽车的里程焦虑和充电时长过长等问题正在被逐渐攻克。2019年10月30日，王朝阳团队在美国Joule杂志发布了10分钟极速充电技术，其开发的技术10分钟充电即可让电动汽车充满80%，续航300公里到400公里，并且经过2500次充放电后，电池容量只有8.3%的损耗[5]。 2.1.2 通信与计算
在以移动互联网为代表的电子信息产业的迅猛发展，“互联网 ”成为国家战略的背景下，车联网相关技术也得到了发展。将车联网、云计算、大数据分析、智能驾驶等先进的技术应用到汽车上已经成为未来车辆发展的趋势。同时，国家相关部门大力推广“物联网”、“智能交通”、“智慧城市”等项目和系统，这对于汽车的智能化、互联化应用起到了强烈的推动作用[6]。
2.2 车内交互模块
2.2.1 指令模块
无人驾驶技术的指令决策基本上交由人工智能计算，人只需要提供简单的指令，无人车就能完成一系列任务。从交互方式本身看，多通道用户界面会成为未来交互设计的核心[7]。从交互设计发展历史来看，物理旋钮、按键进化为鼠标、键盘、触屏，进一步到多模态的交互，如手势、语音、眼动、等交互方式，所追求的交互方式越来越偏向自然用户界面NUI（Natural User Interaction）[8]。比如Suat Akyol等[9]通过设计单手操作的识别系统及操作环境得出车内手势控制的可行性，以及眼动操作的视频游戏[10]等等。
2.2.2 非指令模块
特定人群有不同的需求，当环境发生变化时，不同的情境在需求的引导下会触发不同的事件[11]。未来生活方式下，无人驾驶车成为各种功能的另一空间载体，伴随着车联网、大数据、人工智能以及5G通信技术的进步而进步的更应该是关于人的需求的满足。目前车内空间的利用形式仍比较单一，更多娱乐化游戏化的非指令模块功能有待开发中。
2.3 外观
汽车外观造型设计受不同时代发展的影响，在不同的地区也受到不同的历史和文化背景的影响，车的外观造型是时代性、民族地域性、艺术性和个性的有机统一[12]。现代汽车的风格可归纳为四种风格：硬边风格、雕塑风格、凌厉风格和圆润风格，见图2.1。硬边风格在延续现代主义风格的简洁、直线条、几何化图形的特点的同时，又引入了片状层叠元素；雕塑风格源自有机主义风格，汽车冲压技术的发展使得雕塑感更强、更加流动；凌厉风格是近几年兴起的汽车风格，该风格从雕塑风格发展而来，在光滑的车身表面上直接做出多条锋利的棱线，甚至是对车身表面进行切削，营造出浓郁的东方气韵，整体传达出禅意、凌厉感；圆润风格源自流线型风格，利用饱满形面之间圆润的过渡营造可爱、亲和的意象，光影形状饱满[13]。总结来看，新兴的凌厉风格因其片状层叠造型体现的科技感更符合时代和大众的审美，将成为未来汽车的主流风向。
图2.1 不同风格的汽车外观设计
2.4 内饰
2.4.1 内饰风格
智能汽车更加关注用户体验以及使用流程，在内饰的造型设计上，更需要一种形式感和美学体验[14]。汽车内饰发展过程分为:启蒙时期、功能时期、人本时期、科技时期四个主要的发展期[15]，见表2.1。
表2.1 汽车内饰发展过程
从21世纪初至今的15个具有代表性的车内饰（图2.2）中可以总结归纳出“有机造型”与“有机解构造型”两种风格[15] (图2.3)。有机造型风格主要体现为柔美圆润的有机自然形态，代表车型有日产Leaf、奔驰F800；有机解构造型风格主要体现为复杂解构的片体式错层形态，代表车型有宝马i系列、奥迪E-tron[15]。两种风格构成两种风格语义网[16]:
有机={柔美、圆润、自然、生态} 有机解构={复杂、片体、层叠、解构}
图2.2 15个代表车型
图2.3 “有机造型”与“有机解构造型”两种风格
从发展历程上看，内饰风格不断倾向于简洁化、人性化、通用化和包容化，在机械的严谨与体验的舒适上慢慢趋于平衡。同时，个性化需求同大众化设计仍需要一个平衡点。
2.4.2 智能表面
智能表面是未来汽车内饰发展的方向，它通过某种介质材料来增加电子功能的产品结构，通过IMD（IML，IMF，IMR）、嵌入式传感器等工艺来实现表面装饰，在我们不需要的时候隐藏，需要时通过接近，手势或语音控制等形式来激活，获得反馈和响应。在信息展现上，智能表面也是能够将车内所有功能无缝整合至统一表面，实现无缝衔接。智能表面集装饰性与功能性与一体。
理想状态下所有塑料表面都能够进行智能化设计[17]。目前衍生出的材料有：光学薄膜、模内电子技术和OLED等新型智能材料。比如奥迪照明和2019ces展上LG发布的可卷曲电视就使用了OLED智能材料[18]。
3 设计方向
通过分析无人驾驶车及其能够搭载的其他技术的发展，前瞻性地对未来生活环境下的无人驾驶车，主要围绕无人驾驶车的外观、内饰和功能以及产品形象的塑造三个方面展开。
3.1 可持续理念
可持续发展是维持人类发展和地球生态的必然要求。在无人驾驶车领域，不仅考虑能源的优化节省，或是商业模式上的共享，还能通过设计交互流程中的接触点，以激发人对于可持续发展问题的情感储备，与车产生情感上的交互。
3.2 模块化到个性化
设计具有模块化功能的空间布局。不仅限于设计风格上的个性化，功能上模块化的组合方式可以更大地满足个性化需求。由于对车内空间的重新定义，各式各样的功能不仅受车厂预先设置的发掘，还通过使用者的愿望线[19]激发。比如小区花坛里种植的白菜、单双杠上晒着的被褥，既是愿望线的表现，也是功能通用的一种体现。。
无人驾驶车方案上，可以预想小范围内的定制与共享，比如不同的社区内通过自下而上的组织方式投票决定模块；或是根据不同人数及场景需要组装拼接的车，比如车底与车厢各自分离；或是同一辆车内功能的隐藏与组合，实现空间利用最大化。
3.3 自然交互界面
根据用户体验五要素[20]，考虑将非物质层面的服务设计融入设计研究，用创新的方法设计使用流程中的一系列触点和界面，采用不同的交互方式，实现车内空间的沉浸式体验。
4 总结
无人驾驶车行业发展迅速，但目前研究方向仅针对技术，而设计方面仍处于起步阶段，故具有良好的设计前景。随着技术的不断完善和扩展，人的需求也不断多样而自由，无人驾驶车的使用不仅限于交通需要，还扩展到娱乐、休闲、办公等需要。在未来生活环境下，无人驾驶车的设计受到人生活方式的制约，同时也是创造新生活方式的推力。因此，本次设计实践将以可持续理念为指导，用模块化的方式设计车的外观和内饰，达到个性化与大众化的平衡。
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