基于人機交互技術的汽車語音助手設計研究

柴潤澤 孫明陽

關鍵詞：汽車語音助手;人機交互;設計

1 人機交互技術及語音助手

人機交互（Human Computer Interaction，HCI）， 是指人與計算機系統(tǒng)之間通過某種“語言”，以一定的交互方式，完成確定任務的人與計算機之間的信息交換過程[1]，汽車人機交互（Human Vehicle Interaction，HVI）屬于人機交互研究的分支[2]。

語音助手，起初作為手機APP 出現(xiàn)，通過與用戶對話的方式，幫助用戶解決問題。隨著人工智能相關領域研究發(fā)展，其功能出現(xiàn)了靈活多樣的變化，具體包括機器學習、語音識別、圖象識別、自然語言處理、智能搜索等[3]。如今在手機、家電、汽車、玩具等領域已有普遍的應用。

2 汽車語音助手現(xiàn)狀分析

汽車語音助手作為語音助手的領域分支，離不開互聯(lián)網行業(yè)的影響，其形象近年來隨著大眾審美與技術水平的提升有著較大的變化，較為明顯的是從傳統(tǒng)具象化的圖標形式向抽象化與卡通化兩個方向轉變。

如手機行業(yè)中蘋果的Siri、小米的小愛同學、華為的小E、汽車行業(yè)中阿里的Yun OS Auto 系統(tǒng)等，采用的是抽象化的語音助手形象。而三星的Bixby、百度的小度、蔚來汽車的NOMI 等，使用的是卡通化的語音助手形象。

以下從辨識度、效果力、傳達性、設計感、親和力五個維度對上述語音助手進行分析：

辨識度：個性化程度，表現(xiàn)語音形象唯一性的程度。

效果力：語音助手形象表現(xiàn)視覺效果的能力強度。

傳達性：傳達語音助手工作狀態(tài)的難易程度。

設計感：語音助手的時尚性，是否被用戶接受。

親和力：語音助手與用戶的感知距離。

由圖1 可看出：卡通化語音形象在親和力上有著絕對優(yōu)勢，能被用戶快速接受，但在辨識度上同質化較為嚴重，為了兼顧傳達性，脫離不開“圓”這一形式，所以效果力表現(xiàn)不強，也很難準確表達相應車企的品牌理念。抽象化語音形象則利用造型多變和動效豐富的特點， 在設計感和效果上較為突出， 傳達性上卻相對較差，用戶不易了解語音助手所處狀態(tài)， 有著較高的學習成本。此外， 抽象化的形象 不如卡通化的形象具有親和力。

較為明顯的是卡通化的語音形象在國內汽車行業(yè)中運用的較多。一是這些車企較為年輕，還未完全定位自己的品牌形象;二是這些車企大部分具有互聯(lián)網背景，較老牌車企率先做出了語音形象。此外，目標用戶多為年輕群體，卡通化的形象更適合新車企自下而上推廣，符合企業(yè)發(fā)展規(guī)律。

3 基于人機交互技術的汽車語音助手設計研究意義

在數(shù)字化、智能化的環(huán)境下，駕駛人員無法做到在出行時中斷與外界的溝通，這意味著汽車需要主動提供解決方案，在駕駛過程中承擔更多的責任，而用戶也會寄予汽車更多的感情與需求。而前沿技術的快速發(fā)展使得人機交互的形式有了更多的可能。例如，在智慧城市交通系統(tǒng)建設中出現(xiàn)的無人駕駛、共享出行等服務，通過收集相關交通數(shù)據(jù)并進行相應處理分析，使汽車成為了系統(tǒng)中“有序”的一環(huán)，以適應多變的自然環(huán)境與人工環(huán)境[4]。

這表明，汽車在逐漸成為繼手機后的又一移動終端[5]，考慮其特殊性，汽車語音助手的設計研究顯得尤為重要，即作為大多數(shù)情況都在后臺運作的服務系統(tǒng)，語音助手是汽車與用戶溝通的有效途徑，能夠保障駕駛過程的安全，提供豐富的服務。

4 基于人機交互技術的汽車語音助手設計形式

4.1 車內交互形式

與物理按鍵交互形式相比，汽車人機交互已不單局限于視覺或“按鈕”層面，觸控式的交互邏輯與手機交互邏輯相同，減少了用戶的學習成本，語音式的交互幫助用戶在初次接觸汽車時快速入手，也實現(xiàn)了控制汽車的同時與外界交流，結合手勢識別交互形式，及時處理用戶信息，使得汽車的人機交互更加高效。例如，通過HUD（Head Up Display）實現(xiàn)的混合現(xiàn)實（MR）駕駛體驗，其作用是將時速等駕駛信息投影到前擋風玻璃上，提升駕駛安全。

系統(tǒng)通過車身的傳感器，能夠實現(xiàn)路況監(jiān)測、車距預警、視線焦點追蹤等功能，并通過語音助手進行提醒，以輔助駕駛，有效降低駕駛壓力。

4.2 車外交互形式

在互聯(lián)網、云計算、人工智能技術高速發(fā)展的背景下，汽車不像過去那樣作為單獨的個體存在，而是作為用戶與家庭、城市公共交通等所構成的系統(tǒng)組織中的一環(huán)，參與到系統(tǒng)的服務中發(fā)揮其相應的作用。

此時，汽車語音助手連接的是汽車與智慧家庭系統(tǒng)，若用戶身處家庭場景，想要對汽車實現(xiàn)查看或操控，可以通過家庭系統(tǒng)的語音助手或其他形式進行連接。這表明汽車語音助手的交互形式已不僅局限于自身單獨系統(tǒng)中，而是與更大的系統(tǒng)相匹配，實現(xiàn)跨平臺、跨系統(tǒng)聯(lián)動，與不同的平臺或系統(tǒng)連接，利用各平臺的豐富資源來完善自己與出行有關功能的連續(xù)性與流暢度。

5 基于人機交互技術的汽車語音助手設計原則

結合上文分析過的汽車語音助手交互形式，在語音助手的人機交互上應遵循以下幾點設計原則：

交互主動性原則：現(xiàn)有的“輸入指令—機器處理—輸出結果”形式的被動交互邏輯并不適合汽車的人機交互，若駕駛人員需要針對每一種狀況下達指令，不僅效率低，也會分散駕駛人員的注意力，帶來安全隱患。所以，汽車應主動接受外部環(huán)境信息，分析預判駕駛人員會用到后，通過語音助手主動進行提醒。例如，在駕駛途中遇到事故多發(fā)路段等情況，系統(tǒng)應通過語音助手進行主動提醒。

及時反饋性原則：在人機交互中的最忌諱的是用戶做出行為后，機器未能進行反饋，會讓用戶陷入“是否聽到”“處理失敗”“系統(tǒng)故障”的困惑中。所以語音助手必須將處理用戶信息的狀態(tài)呈現(xiàn)給用戶，包括且不限于喚醒、正在處理、處理失敗、結束等狀態(tài)。

服務廣泛性原則：除駕駛人員外，隨行的乘客也在汽車相關出行服務的范圍內，甚至是某些情境下的首要服務對象。例如家庭出行與載客出行的情境。汽車的類型也不只有轎車一種，還有公交車等，這兩項結合能夠演變出復雜多樣的出行場景，也就要求汽車語音助手系統(tǒng)在面對不同出行場景時能提供廣泛的服務，即在找到服務共性的同時，又能針對不同出行場景提供相適應的服務，以滿足用戶顯性或隱性的需求。在不影響駕駛人員駕駛的前提下，乘客也可以通過汽車語音助手享受出行服務。

高效傳達性原則：不同于手機的人機交互，汽車的人機交互目標是駕駛體驗，而不是屏幕體驗。所以在汽車的交互界面（GUI）以及語音交互邏輯設定上應盡可能的精簡高效，使用戶用最少的步驟能夠獲取到最有效的信息，避免因單項語言的歧義而無法處理的情況發(fā)生，以提升駕駛體驗。

形象人格化原則：汽車語音助手在形象上應避免影響駕駛，但又需要拉近與用戶的距離，避免機械生硬。因此，需將語音助手人格化以緩解矛盾，即用戶通過語音助手音色會在腦海中模糊聯(lián)想出語音助手視覺形象，做到情感化交互的體驗。人格化可以理解為語音助手的性格。不同駕駛人員對于語音助的手性格有著隱形需求，與用戶相匹配的汽車語音助手性格能夠增強用戶與汽車交互的心理接受度，可以更好的表達車企的品牌理念，更好的契合用戶的情感需求，消除汽車作為工業(yè)化產品帶來的機械感與距離感，賦予汽車更多的情感。例如MIUI 系統(tǒng)中的“小愛同學”，用戶可以根據(jù)個人喜好設定語音助手的音色，但都是年輕有活力的音色，能夠很好的傳達小米作為新興科技企業(yè)的形象的同時被大眾廣泛接受。如圖2所示， 為筆者參與的以“紅旗汽車語音形象設計”為題的實踐課題，以期更好的表達上述觀點。

6 結語

在人工智能、數(shù)據(jù)科學高速發(fā)展的背景下，人們時刻享受著數(shù)字化服務帶來的便捷，物理世界與數(shù)字世界的融合也向越來越多的行業(yè)輻射，這催生了用戶體驗與服務行業(yè)的進化，而汽車行業(yè)因其特殊的工業(yè)地位受其影響最為明顯。雖然當下汽車人機交互在技術和體驗上還有很多缺陷，汽車語音助手交互形式的設計準則仍未規(guī)范，多維度自然語言交互形式的技術仍需突破。但挑戰(zhàn)即是機遇，汽車語音助手人機交互相關研究的完善，必將促進其他與用戶體驗相關行業(yè)的進步，衍生出更契合且多樣的人機交互形式，使用戶受益的同時帶動整個社會的發(fā)展。