スマート コックピットにおける人間とコンピューターのインタラクションの発展に関する簡単な分析

現在、クルマは動力源、駆動方式、運転体験の面で変化を遂げているだけでなく、コックピットも従来の退屈な機械的・電子的な空間に別れを告げ、知能レベルが飛躍的に向上しています。家やオフィス以外の人々の生活の一部、その先の「第三の空間」。顔や指紋の認識、音声/ジェスチャのインタラクション、マルチスクリーン連携などの高度なテクノロジーを通じて、環境認識、情報収集、処理における今日の自動車スマートコックピットの機能は大幅に強化され、自動車の「インテリジェントアシスタント」となっています。人間の運転。

スマート コックピットが単純な電子機器に別れを告げ、インテリジェント アシスタントの段階に入ったことを示す重要な兆候の 1 つは、人間とコックピットの間のインタラクションが受動的から能動的に変化することです。そして「アクティブ」とはコックピットそのものを中心に定義されます。従来、情報交換は主に人によって開始されていましたが、現在では人と機械の両方が開始できるようになり、人と機械の間のインタラクションのレベルは、スマートコックピット製品のレベルを定義する重要なシンボルとなっています。

#人間とコンピュータのインタラクション開発の背景

それは、歴史から反映されます。コンピューターと携帯電話 複雑から単純へ、抽象的な動きから自然な相互作用へ、機械と人間の間の相互作用方法の開発。将来の人間とコンピュータのインタラクションの最も重要な開発トレンドは、機械が受動的な応答から能動的なインタラクションに移行することです。この傾向の延長で見ると、人間と機械のインタラクションの最終的な目標は、機械を擬人化して、人間と機械の間のインタラクションを人間間のコミュニケーションと同じくらい自然かつスムーズにすることです。言い換えれば、人間とコンピューターの相互作用の歴史は、人間が機械から適応し、機械を介して人間に適応してきた歴史でもあります。

スマート コックピットの開発にも同様のプロセスがあります。電子技術の進歩と自動車所有者の期待に伴い、自動車の内外の電子信号や機能がますます増えているため、自動車所有者は注意力リソースの無駄を減らし、運転中の注意力散漫を減らすことができます。インタラクション方法も徐々に変化しています。物理的なノブ/キーボード - デジタル タッチ スクリーン - 言語制御 - 自然な状態のインタラクション。

自然なインタラクションは、次世代の人間とコンピューターのインタラクションの理想的なモデルです。

自然なインタラクションとは何ですか?

#つまり、コミュニケーションは動き、視線追跡、言語などを通じて実現されます。ここでいう意識様式とは、より具体的には人間の「知覚」に近いものであり、人間の五大知覚である視覚、聴覚、触覚、嗅覚、味覚に対応し、様々な知覚が混在した形態となっている。対応する情報メディアには、音声、ビデオ、テキスト、赤外線、圧力、レーダーなどのさまざまなセンサーが含まれます。スマート カーは本質的には有人ロボットです。その 2 つの最も重要な機能は、自己制御と人間との対話です。そのうちの 1 つがなければ、人間と効率的に作業することはできません。したがって、インテリジェントな人間とコンピューターの対話システムが非常に必要です。

#自然なインタラクションを実現する方法

#コックピットに統合されるセンサーの数が増え、センサーの性能も向上多様性、データの豊富さ、正確性を実現する機能。一方で、コックピット内のコンピューティング能力の需要が飛躍的に高まり、他方では、より優れた認識能力のサポートも提供されます。この傾向により、より豊かなコックピット シーンの革新とより優れたインタラクティブ エクスペリエンスの作成が可能になります。中でも視覚処理はコックピットにおける人間とコンピュータのインタラクション技術の鍵となります。たとえば、騒音下での音声認識に関しては、マイクだけでは十分ではありません。この場合、人々は耳だけでなく目でも選択的に誰かの話を聞くことができます。したがって、視覚的に音源を特定し、唇を読み取ることで、単純な音声認識よりも優れた結果を得ることができます。センサーが人間の五感であれば、コンピューティング能力は自動的にインタラクティブな人間の脳であり、AI アルゴリズムは視覚と音声を組み合わせ、さまざまな認知手法を通じて、顔、動き、姿勢、姿勢などのさまざまな信号を処理できます。そして音声による識別。その結果、視線追跡、音声認識、音声言語認識の連携、ドライバーの疲労状態の検出など、よりインテリジェントな人間ターゲットのインタラクションを実現できます。

コックピットの担当者の対話の設計は、通常、クラウド コンピューティングではなくエッジ コンピューティングを通じて完了する必要があります。セキュリティ、リアルタイム、プライバシーセキュリティの3点。クラウド コンピューティングはネットワークに依存していますが、スマート カーの場合、ワイヤレス ネットワークに依存すると接続の信頼性を保証できません。同時に、データ伝送の遅延は制御できず、スムーズなインタラクションは保証できません。自動化されたセキュリティ ドメインの完全なユーザー エクスペリエンスを保証するためのソリューションは、エッジ コンピューティングにあります。

しかし、個人情報のセキュリティも直面する問題の 1 つです。キャブ内のプライベート空間は特に安全性が高いです。現在のパーソナライズされた音声認識は主にクラウド上で実装されており、声紋などのプライベートな生体情報はプライベートな身元情報をより便利に表示できます。自動車側のエッジ AI 設計を使用することで、写真や音声などの個人的な生体情報を自動車の意味情報に変換してクラウドにアップロードすることができ、自動車の個人情報のセキュリティを効果的に確保できます。

自動運転の時代には、インタラクティブ インテリジェンスは運転インテリジェンスと一致する必要があります

予見可能な将来、誰も航空機との共同飛行は長期にわたる現象となり、コックピット内でのドローンとの対話は、人々がアクティブな飛行スキルを習得するための最初のインターフェースとなるでしょう。現在、インテリジェント運転の分野は進化が不均等であるという問題に直面しており、人間とコンピュータのインタラクションのレベルが自動運転の向上に遅れをとっており、自動運転の問題が頻繁に発生し、自動運転の発展を妨げています。人間とコンピュータの相互作用の協力動作の特徴は、人間の操作ループです。したがって、人間とコンピュータのインタラクション機能は自動運転機能と一致する必要があります。これを怠ると、重大な機能安全上のリスクが予想され、これは自動運転の致命的な事故の大部分に関連しています。ヒューマン・コンピュータ・インタラクション・インターフェースが自分自身の運転の認知結果を提供できるようになれば、自動運転システムのエネルギー境界をさらに理解できるようになり、Lレベルの自動運転機能の受け入れを向上させるのに大きく役立ちます。

もちろん、現在のスマート コックピット インタラクション方法は主に携帯電話 Android エコシステムの拡張であり、主にホスト画面によってサポートされています。現在のモニターはますます大型化していますが、これは実際には、優先度の低い機能が優先度の高い機能のスペースを占有し、さらなる信号干渉を引き起こし、操作の安全性に影響を与えるためです。将来的には、物理​​的なディスプレイはまだ存在しますが、将来的には、人間とコンピューターの自然なインタラクション AR-HUD に置き換えられると思います。

インテリジェント運転システムがL4以上に発展すれば、人々は退屈で疲れる運転から解放され、クルマは「人々の第3の生活空間」となるでしょう。このように、将来的には、キャブ内のエンターテイメントエリアと安全機能エリア（人間とコンピュータの対話と自動制御）の位置が変更され、安全エリアが主な制御エリアになる予定です。自動運転はクルマと環境のインタラクション、人とクルマのインタラクションは人とクルマのインタラクションであり、両者が統合され、人、クルマ、環境の協調が完了し、完全な閉ループの運転が形成されます。

第二に、自動対話 AR-HUD 対話インターフェースはより安全であり、言葉やジェスチャーでコミュニケーションする際に、ドライバーの注意をそらすことを回避し、運転効率を向上させることができます。これはコックピットの大きな画面では不可能ですが、ARHUD は自動運転センシング信号を表示しながらこの問題を回避します。

第三に、自然な会話方法は、暗黙的で簡潔で感情的な自然な会話方法です。車内の貴重な物理的スペースをあまり占有することはできませんが、いつでもどこでも自由な人と一緒にいることができます。したがって、将来的には、スマート運転とスマートコックピットのドメイン内統合がより安全な開発手法となり、最終的な開発は自動車の中心システムとなるでしょう。

#人間とコンピューターのインタラクションの実際的な原則

タッチ インタラクション

初期のセンターコンソール画面は無線情報のみを表示し、ほとんどのエリアに多数の物理インタラクションボタンが配置されており、これらのボタンは基本的に触覚インタラクションによって人間とのコミュニケーションを実現していました。

インテリジェントインタラクションの発展に伴い、中央制御用の大型画面が登場し、物理的なインタラクションボタンは徐々に減少し始めています。大型の中央制御画面はますます大きくなり、ますます重要な位置を占めています。センターコンソールの物理的なボタンはなくなりました。この時点で、乗員はタッチを介して人々と対話することはできなくなりました。ただし、この段階では、徐々に視覚的な対話に変わります。人々は他者とのコミュニケーションにタッチを使用しなくなりました。 、しかし主に視覚を使用してコミュニケーションを行います。しかし、視覚だけを使ってスマートコックピット内の人間とコミュニケーションするのは絶対に不便です。特に運転中は、長時間画面に集中してスマート コックピットと会話できるように、人間の視覚的注意の 90% を道路状況の観察に注ぐ必要があります。

音声インタラクション

(1) 音声インタラクションの原理。

自然な音声の理解 - 音声認識 - 音声から音声への変換。

(2) 音声対話に必要なシナリオ。

音声制御のシナリオ アプリケーションには主に 2 つの要素があり、1 つはタッチ スクリーン上のプロンプトなしで機能を置き換えることができることと、マン マシン インターフェイスとの自然な対話ができることです。もう 1 つは、ヒューマン マシン インターフェイスを最小限に抑え、手動制御の効果により安全性が向上することです。

まず、仕事から帰ってきて、運転中にすぐに車両を制御したり、情報を問い合わせたり、エアコンやシートなどを確認したりしたいと考えます。長距離移動の場合は、途中のサービスエリアやガソリンスタンドを調べて、スケジュールを調べましょう。 2つ目は、音声を使ってすべてを連携させることです。車内で音楽やサブスクリーンのエンターテイメントをすぐに呼び出すことができます。したがって、私たちがしなければならないのは、車両を素早く制御することです。

1 つ目は、車を素早く制御することです。基本的な機能には、車内の環境照明の調整、音量の調整、車内のエアコンの温度制御の調整、窓の調整が含まれます本来の目的は、ドライバーがより迅速に車両を制御できるようにして、注意散漫を減らし、安全運転率を高めることにあります。システムはドライバーの音声指示を理解し、インテリジェントなナビゲーションを提供する必要があるため、遠隔言語対話はシステム全体の実装への重要な入り口となります。受動的に業務をお受けするだけでなく、目的地の紹介やスケジュールのプランニングなどの付帯サービスもご提供できます。

次に車両とドライバーの監視ですが、タイヤ空気圧、タンク温度、冷却水、エンジンオイルなどの車両の性能や状態をリアルタイムで監視します。いつでもお問い合わせ可能です。リアルタイムの情報クエリは、ドライバーが事前に情報を処理するのに役立ちます。もちろん、警告臨界点に達したときもリアルタイムで注意を払う必要があります。車内監視だけでなく車外監視ももちろん必要で、生体認証と音声監視を混合して監視することでドライバーの感情を監視することができます。交通事故を避けるために、適切なタイミングで声を上げるようドライバーに注意を促します。長時間運転による疲労音への注意も。最後に、マルチメディア エンターテインメントに関しては、運転シーン、音楽やラジオの再生が最も頻繁に行われる操作とニーズです。再生、一時停止、曲切り替えなどのシンプルな機能に加え、コレクション、アカウント登録、再生履歴の閲覧、再生順序の切り替え、現場でのインタラクションなどパーソナライズされた機能の開発も待たれます。

エラーへの対応

音声会話ではフォールト トレランス メカニズムを許可する必要があります。基本的なフォールト トレランスもシナリオごとに処理されます。 1 つ目は、ユーザーが理解できず、もう一度言ってもらうこと、2 つ目は、ユーザーが聞いているが問題を処理する能力がないこと、3 つ目は、エラーメッセージとして認識されることです。と改めて確認できます。

顔認識

(1) 顔認識の原理。

コックピットにおける顔特徴認識技術には、一般に、顔特徴検査とパターン認識の 3 つの側面が含まれます。インターネット上の情報全体が生体情報化し、顔情報が複数のプラットフォームで入力されるようになり、モノのインターネット化において自動車が注目される中、モバイル端末の利用シーンが自動車に移行するにつれ、アカウント登録や本人認証が必要となる。車。

(2) 顔認識の使用シナリオ。

運転前に車に乗車し、車の所有者情報の確認とアプリIDの登録が必要です。歩行中、目を閉じて歩いているときの疲労、電話のリマインダー、視力の低下、あくびなどの場合は、顔認識が主な作業シナリオです。

単なるやり取りでは、ドライバーにとってさらに不便になる可能性があります。たとえば、音声のみを使用すると、方向転換や単純なタッチ操作が発生しやすく、ドライバーは 3 秒の原則を満たせません。音声、ジェスチャー、ビジョンなどの複数のインタラクション方法が統合されて初めて、インテリジェント システムはさまざまなシナリオでドライバーとより正確、便利、安全に通信できるようになります。

人間とコンピューターの相互作用の課題と将来

人間とコンピューターの相互作用の課題

理想的な自然なインタラクションは、ユーザーのエクスペリエンスから始まり、安全でスムーズ、予測可能なインタラクティブなエクスペリエンスを生み出します。しかし、どんなに豊かな生活であっても、常に事実から出発しなければならず、現状ではまだ多くの課題があります。

現在、自然な相互作用の誤認識は依然として非常に深刻であり、あらゆる作業条件および全天候における信頼性と精度は十分とは程遠いです。したがって、ジェスチャ認識においては、視覚に基づくジェスチャ認識率が依然として非常に低いため、認識の精度と速度を向上させるためにさまざまなアルゴリズムを開発する必要があります。意図しないジェスチャーが指示動作と誤解されがちですが、実はそれは数ある誤解の一つに過ぎず、動きの場合、光の投影、振動、遮蔽などが大きな技術的課題となります。したがって、誤認識率を低減するには、運用シーンに応じたマルチセンサー融合検証手法や音声確認手法など、さまざまな技術手段を総合的にサポートする必要があります。第二に、自然なインタラクションの現在の滑らかさの問題は依然として克服しなければならない課題であり、より高度なセンサー、より強力な機能、より効率的なコンピューティングが必要です。同時に、自然言語処理機能と意図表現はまだ初期段階にあり、アルゴリズム技術に関する徹底的な研究が必要です。

将来的には、コックピットの人間とコンピューターのインタラクションは、仮想世界と感情的なつながりへと移行するでしょう。

消費者がカーモビリティ以外の追加のインテリジェント機能に喜んでお金を払う理由の 1 つは、会話と体験です。将来のスマートコックピットの開発は人間中心であり、人々の生活における第3の空間へと進化すると前述しました。

この種の人間とコンピューターの対話は、決して単純な通話応答ではなく、マルチチャネル、マルチレベル、マルチモードの通信エクスペリエンスです。乗員の観点から見ると、将来のインテリジェントコックピットヒューマンコンピュータインタラクションシステムは、主なコミュニケーション方法としてインテリジェント言語を使用し、タッチ、ジェスチャー、ダイナミクス、表情などを補助的なコミュニケーション方法として使用して、乗員の手と目を解放します。ドライバーによる操作のリスクを軽減します。

コクピット内のセンサーの増加に伴い、人間とコンピュータのインタラクションサービスの対象がドライバー中心から全車両の乗客サービスへと移行するのは一定の傾向です。スマートコックピットが仮想空間を構築し、人々の自然なインタラクションにより、新たな没入型の拡張現実エンターテインメント体験をもたらします。強力な構成とコックピットの強力なインタラクティブ機器を組み合わせることで、車内メタバースを構築し、さまざまな没入型ゲームを提供できます。スマート コックピットは、オリジナルのスペースを実現するのに適した手段となる可能性があります。

人間と機械の間の自然な相互作用は、感情的なつながりももたらします。コックピットは人間のパートナーとなり、より知的なパートナーとなり、車の所有者の行動、習慣、好みを学習し、感知します。コックピットの内部環境と車両の現在位置を組み合わせて、必要に応じて情報や機能的なプロンプトを積極的に提供します。人工知能の発達により、私たちが生きているうちに、人間の心のつながりが私生活に少しずつ関わってくるようになると、テクノロジーの良さを確保することも、私たちが直面しなければならない大きな課題となるかもしれません。しかし、何があろうとも、テクノロジーはこの方向に発展します。

#インテリジェント コックピットにおける人間とコンピューターのインタラクションの概要

#現在の自動車業界の熾烈な競争において、人工知能コックピット機械工場全体の機能分化を実現するための重要な課題は、コックピットの人間とコンピュータの対話システムが人々のコミュニケーション行動、言語、文化などと密接に関係しているため、高度にローカライズする必要があることです。インテリジェント車両と人間とコンピュータのインタラクションは、中国のインテリジェント車両企業のブランドアップグレードにとって重要な進歩であり、世界の技術開発トレンドを導く中国のインテリジェント車両技術の画期的な進歩である。

これらのインタラクションとインタラクションの統合により、将来的にはより包括的な没入型エクスペリエンスが提供され、新しいインタラクション方法とテクノロジーの成熟が促進され続け、現在のエクスペリエンスから進化することが期待されます。 -充実の機能 これからのスマートコックピットに必須の機能。将来的には、スマート コックピット インタラクション テクノロジーは、基本的な安全のニーズであっても、所属や自己実現というより深い心理的なニーズであっても、さまざまな旅行のニーズをカバーすると期待されています。

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