芯耀
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如果要在汽車(chē)這個(gè)鋼鐵機(jī)器上，選出最感性的一部分，那座艙一定高票當(dāng)選。
作為汽車(chē)上與用戶(hù)最直接接觸的智能化產(chǎn)物，我們很難直接用「好」與「壞」來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)座艙、給它打個(gè)分?jǐn)?shù)，這是智能座艙設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也正是它的魅力所在。
這個(gè)魅力吸引著極客汽車(chē)從兩年前推出了《奇妙車(chē)機(jī)情報(bào)局》專(zhuān)欄，從一臺(tái)臺(tái)車(chē)的車(chē)機(jī)系統(tǒng)開(kāi)始，感受智能座艙這個(gè)尚且年輕的產(chǎn)物的變化，也試圖勾勒出它未來(lái)的樣子。
沒(méi)有人能精確的預(yù)知未來(lái)，但我們可以從技術(shù)的趨勢(shì)和需求去預(yù)測(cè)它大概的樣子，畢竟任何產(chǎn)品的發(fā)展都離不開(kāi)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)和用戶(hù)真實(shí)的需求。
最近，IHS Markit 推出了《智能座艙市場(chǎng)與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究白皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)「《白皮書(shū)》」），我們就借著智能座艙技術(shù)趨勢(shì)的發(fā)展，看看是哪些技術(shù)讓座艙越來(lái)越智能，猜一猜未來(lái)智能座艙的樣子。
蘇小敏（Felix Su）
IHS Markit 中國(guó)汽車(chē)咨詢(xún)服務(wù)高級(jí)顧問(wèn)
多模態(tài)交互，讓座艙學(xué)會(huì)察言觀色
在「情報(bào)局」過(guò)去兩年幾十輛車(chē)的測(cè)評(píng)中我們發(fā)現(xiàn)，盡管現(xiàn)在的語(yǔ)音交互還不夠完美，但是不得不承認(rèn)：車(chē)載語(yǔ)音系統(tǒng)越來(lái)越智能了。
這除了技術(shù)指標(biāo)的提升外，一個(gè)關(guān)鍵的原因就是：把語(yǔ)音當(dāng)成平臺(tái)，而不僅僅是一款產(chǎn)品?。在 2020 年的測(cè)評(píng)中，語(yǔ)音交互表現(xiàn)不俗的博泰擎 mobile、小鵬 P7 的語(yǔ)音系統(tǒng)，都將語(yǔ)音作為平臺(tái)，集成了電子電氣架構(gòu)、車(chē)輛信息安全、車(chē)輛數(shù)據(jù)等等，來(lái)共同優(yōu)化語(yǔ)音交互的能力。
在《白皮書(shū)》中我們看到，在 2021 年，以智能化的車(chē)作為平臺(tái)、全面的車(chē)外和車(chē)內(nèi)的感知為基礎(chǔ)，將語(yǔ)音與觸屏、情緒識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、人臉識(shí)別、位置定位等等融合而成的多模態(tài)交互技術(shù)，正成為智能座艙的大勢(shì)所趨。
無(wú)論完全自動(dòng)駕駛何時(shí)到來(lái)，人與汽車(chē)都將面臨長(zhǎng)期共駕的未來(lái)。高度自動(dòng)駕駛能夠進(jìn)一步地釋放駕駛員和乘員在移動(dòng)出行過(guò)程中的精力，良好的座艙空間可以幫助駕乘人員更好地享受美好生活。面對(duì)智能座艙內(nèi)爆炸般的海量信息，如何充分利用語(yǔ)音、表情等開(kāi)車(chē)時(shí)占用較少的肢體，是提升駕駛體驗(yàn)和交互體驗(yàn)的關(guān)鍵。
單獨(dú)的語(yǔ)音交互，不可避免遇到噪音、回聲、識(shí)別不清晰等狀況，甚至座艙這個(gè)「半公共空間」內(nèi)會(huì)遇到「難以啟齒」的指令需求。就像人需要五官來(lái)「眼觀六路、耳聽(tīng)八方」一樣，只依靠單模語(yǔ)音的座艙，依然是一個(gè)「指哪打哪」的機(jī)器，離真正的「智能」還差點(diǎn)意思。而通過(guò)手勢(shì)、眼神、表情甚至情緒等其他交互與語(yǔ)音互補(bǔ)，才能發(fā)揮交互的最大作用。
比如，將語(yǔ)音跟唇動(dòng)判斷技術(shù)融合，在車(chē)內(nèi)噪音大、系統(tǒng)沒(méi)辦法完全聽(tīng)清指令的時(shí)候，也能通過(guò)讀取用戶(hù)唇語(yǔ)，準(zhǔn)確接受任務(wù)。
在我們測(cè)評(píng)的中，長(zhǎng)安 UNI-T 作為業(yè)內(nèi)首個(gè)搭載了多模語(yǔ)音交互方案的量產(chǎn)車(chē)型，使用了地平線的 Horizon Halo 車(chē)載智能交互方案，通過(guò)結(jié)合語(yǔ)音、唇動(dòng)等多模態(tài) AI 技術(shù)，準(zhǔn)確判斷聲音指令的來(lái)源位置，避免誤喚醒，遇到打電話時(shí)座艙還能自動(dòng)降低音樂(lè)的音量。
未來(lái)，這種多模語(yǔ)音交互的模式，可以讓座艙變得更主動(dòng)、更懂你。比如讓語(yǔ)音與視覺(jué)、聲學(xué)等感知融合，當(dāng)用戶(hù)看著車(chē)窗時(shí)說(shuō)「大一點(diǎn)」，車(chē)窗就能開(kāi)大一點(diǎn)；當(dāng)眼睛盯著空調(diào)時(shí)說(shuō)同樣的話，指令就變成空調(diào)開(kāi)大一點(diǎn)；當(dāng)你情緒悲傷的時(shí)候，說(shuō)「播放音樂(lè)」，座艙會(huì)幫你播放一首舒緩的音樂(lè)來(lái)?yè)嵛磕愕那榫w……
當(dāng)然，現(xiàn)在暢想未來(lái)多模語(yǔ)音融合的場(chǎng)景，想象力還遠(yuǎn)不夠豐富。不過(guò)技術(shù)就是用來(lái)為我們提供無(wú)限的可能。
感知系統(tǒng)加碼，座艙內(nèi)傳感器越來(lái)越多
多模語(yǔ)音交互，給我們帶來(lái)了方便，讓座艙不再是一個(gè)只能按部就班聽(tīng)指揮的機(jī)器，而是能交互、有情感交流。不過(guò)它的前提是，車(chē)內(nèi)的感知系統(tǒng)要足夠精確，這就需要座艙內(nèi)傳感器的作用。
根據(jù) IHS Markit 的統(tǒng)計(jì)，2020 年平均單車(chē)狀態(tài)的傳感器數(shù)量是 3.3 個(gè)，包括車(chē)載攝像頭、毫米波雷達(dá)、體征測(cè)試傳感器等等。而到 2030 年，單車(chē)傳感器將達(dá)到兩位數(shù)，平均每輛車(chē)有 11.3 個(gè)傳感器。這其中座艙內(nèi)用到最多的就是車(chē)內(nèi)攝像頭和麥克風(fēng)。
在 2021 年的上海車(chē)展上，小鵬 P5、極氪 001、智己 L7、阿爾法 S 等新發(fā)布的車(chē)型中，座艙內(nèi)都搭載了不只一個(gè)攝像頭，這些攝像頭主要用于人臉識(shí)別 FACE-ID 和駕駛員疲勞監(jiān)測(cè)。
不僅攝像頭數(shù)量增加，座艙內(nèi)麥克風(fēng)數(shù)量也增加。從 2020 年到 2021 年，短短一年時(shí)間里，平均每臺(tái)新車(chē)多裝了 0.5 個(gè)麥克風(fēng)，根據(jù)白皮書(shū)中預(yù)測(cè)，到 2030 年，這個(gè)數(shù)字會(huì)變成 8.7 個(gè)，也就是每輛新車(chē)是平均都有 8、9 組麥克風(fēng)。
座艙內(nèi)攝像頭和麥克風(fēng)的增加不僅體現(xiàn)在數(shù)量上，位置和功能也在變化。?如果說(shuō)傳統(tǒng)的座艙是以駕駛員為中心，那智能座艙正在逐漸轉(zhuǎn)變成以座艙內(nèi)全員為中心，座艙內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)從 DMS（駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)）向 IMS（座艙內(nèi)全員監(jiān)控系統(tǒng)）發(fā)展。
車(chē)內(nèi)攝像頭不只監(jiān)控駕駛員的行為和表情，像長(zhǎng)安 UNI-T 內(nèi)置的兩個(gè)攝像頭，也對(duì)副駕駛位以及后排乘員的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；極氪 001 也用鷹眼攝像頭進(jìn)行骨骼監(jiān)測(cè)，來(lái)識(shí)別人的行為、動(dòng)作和姿態(tài)；未來(lái)可能還會(huì)出現(xiàn)針對(duì)后排娛樂(lè)屏幕 FACE-ID 和情緒識(shí)別的攝像。多麥克風(fēng)陣列也從駕駛員兩側(cè)，向副駕駛位、后排座位擴(kuò)張，讓后排乘客亦可以用語(yǔ)音發(fā)出指令，用語(yǔ)音開(kāi)關(guān)車(chē)窗、調(diào)節(jié)空調(diào)溫度等等。
汽車(chē)電子電氣架構(gòu)向集中式演進(jìn)，讓芯片逐漸代替幾十上百個(gè) ECU 的功能。而座艙內(nèi)傳感器規(guī)模、交互模式的升級(jí)，甚至我們直觀的儀表盤(pán)、中控屏幕、HUD 等，都需要依賴(lài)座艙系統(tǒng)芯片的能力。
這一年來(lái)我們已經(jīng)逐漸感覺(jué)到了車(chē)企間座艙算力大戰(zhàn)：WEY 摩卡、蔚來(lái) ET7、零跑 C11 等選擇了算力高達(dá) 4.2TOPS 的高通 8155 系統(tǒng)芯片；奧迪選擇了三星自研的 Auto V9 芯片，算力達(dá) 2TOPS；特斯拉前不久發(fā)布的 Model S Plaid 上，搭載的 AMD 半定制芯片，展示了打游戲《賽博朋克 2077》，座艙內(nèi)車(chē)載娛樂(lè)芯片的性能開(kāi)始對(duì)標(biāo) PS5 游戲主機(jī)。
國(guó)內(nèi)的芯片供應(yīng)商也不示弱：在上海車(chē)展上，華為推出了一芯拖五屏、算力 3.5TOPS 的麒麟 990A 智能座艙芯片；地平線的征程 2 芯片，4TOPS AI 算力，已經(jīng)使用在長(zhǎng)安 UNI 系列的兩款車(chē)型上。根據(jù)地平線透露，目前已經(jīng)完成流片的征程 5，更是將車(chē)內(nèi)人機(jī)交互與自動(dòng)駕駛?cè)诤显谝黄?，將智駕和智艙的功能在同一個(gè)車(chē)載中央計(jì)算平臺(tái)上完成。
算力的 PK，并不是單純的數(shù)字大戰(zhàn)。AI SoC 作為統(tǒng)一控制座艙內(nèi)各種軟硬件和功能的大腦，任何硬件、軟件、功能上的細(xì)微改變，攝像頭的增加、麥克風(fēng)的增加、分辨率的提升、運(yùn)行幀數(shù)的提升，都會(huì)產(chǎn)生「蝴蝶效應(yīng)」般的疊加效果。IHS Markit 的研究顯示，影響算力的因素至少有 22 種以上，而每一個(gè)因素，都會(huì)對(duì)我們直接使用的應(yīng)用功能產(chǎn)生影響。
比如，我們要增加一個(gè) FACE-ID，就需要對(duì)人臉的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，這需要增加一個(gè)專(zhuān)門(mén)采集人臉圖像的攝像頭；為了準(zhǔn)確識(shí)別人臉這個(gè) 3D 的球狀形象，還要提高分辨率，引入 3D 信息，同時(shí)采集后將模型優(yōu)化；為了讓系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)不至于卡頓，還需要提高運(yùn)行的幀率……這一系列的因素，每一個(gè)都對(duì)芯片算力的要求增加一點(diǎn)點(diǎn)，共同作用，算力的要求就大幅度提高。
事實(shí)上，從 2021 年到 2024 年，僅僅在感知層面上，NPU 算力的需求就會(huì)每年增加一倍，而 CPU 算力需求將會(huì)翻 6 倍。
這種對(duì)芯片算力的強(qiáng)需求，也讓芯片和算法研發(fā)企業(yè)逐漸成為智能生態(tài)體系的核心參與者，比如地平線、恩智浦、Ambarella 等芯片企業(yè)，商湯科技、科大訊飛等參與視覺(jué)、語(yǔ)音感知的算法企業(yè)。
未來(lái)的座艙，勢(shì)必要圍繞著這些「硬核」的智能技術(shù)來(lái)打造差異化的功能。
最后
你想要一個(gè)什么樣的未來(lái)智能座艙？這個(gè)問(wèn)題可能太飄渺，一時(shí)間給不出具體的答案。不過(guò)借著技術(shù)創(chuàng)新的東風(fēng)，我們對(duì)座艙的需求也會(huì)慢慢發(fā)生改變。
十年前，你對(duì)一臺(tái)車(chē)座艙首要要求是安全，此外能聽(tīng)廣播、放音樂(lè)就足夠了；五年前，能夠準(zhǔn)確的導(dǎo)航、能用語(yǔ)音操控成了大家的主要需求；到了今天，座艙里智能化的配置已經(jīng)開(kāi)始影響大家購(gòu)車(chē)的決策，座艙不僅要聽(tīng)見(jiàn)用戶(hù)的指令、聽(tīng)懂用戶(hù)的指令，甚至要讀懂用戶(hù)沒(méi)說(shuō)出口的需求。
從最初的按鍵、觸摸屏，到語(yǔ)音、手勢(shì)交互，再到未來(lái)的多模交互、情緒交互，智能座艙在逐步變得更智能、更主動(dòng)，這種無(wú)形化的體貼服務(wù)，依賴(lài)的是交互技術(shù)的突破，也是背后硬件傳感器和芯片算力的研發(fā)和普及。
未來(lái)，座艙里有幾塊大屏幕、是否有物理按鍵、采用什么樣的 HMI，都只是不同的載體而已，能滿(mǎn)足用戶(hù)真實(shí)需求、跟用戶(hù)做朋友的功能，才能長(zhǎng)久的跟時(shí)間做朋友。而這些功能，都離不開(kāi)感知系統(tǒng)、算法、AI 芯片等技術(shù)的驅(qū)動(dòng)，尤其是大算力芯片的研發(fā)和普及，給用戶(hù)體驗(yàn)帶來(lái)無(wú)限的可能性。
座艙的智能化交互將會(huì)帶給我們機(jī)器人時(shí)代全新的智能化交互，車(chē)將會(huì)是主動(dòng)，個(gè)性，有情商的機(jī)器人。
來(lái)源：蓋世汽車(chē)
