基于人机交互技术的汽车语音助手设计研究

柴润泽 孙明阳

关键词：汽车语音助手;人机交互;设计

1 人机交互技术及语音助手

人机交互（Human Computer Interaction，HCI）， 是指人与计算机系统之间通过某种“语言”，以一定的交互方式，完成确定任务的人与计算机之间的信息交换过程[1]，汽车人机交互（Human Vehicle Interaction，HVI）属于人机交互研究的分支[2]。

语音助手，起初作为手机APP 出现，通过与用户对话的方式，帮助用户解决问题。随着人工智能相关领域研究发展，其功能出现了灵活多样的变化，具体包括机器学习、语音识别、图象识别、自然语言处理、智能搜索等[3]。如今在手机、家电、汽车、玩具等领域已有普遍的应用。

2 汽车语音助手现状分析

汽车语音助手作为语音助手的领域分支，离不开互联网行业的影响，其形象近年来随着大众审美与技术水平的提升有着较大的变化，较为明显的是从传统具象化的图标形式向抽象化与卡通化两个方向转变。

如手机行业中苹果的Siri、小米的小爱同学、华为的小E、汽车行业中阿里的Yun OS Auto 系统等，采用的是抽象化的语音助手形象。而三星的Bixby、百度的小度、蔚来汽车的NOMI 等，使用的是卡通化的语音助手形象。

以下从辨识度、效果力、传达性、设计感、亲和力五个维度对上述语音助手进行分析：

辨识度：个性化程度，表现语音形象唯一性的程度。

效果力：语音助手形象表现视觉效果的能力强度。

传达性：传达语音助手工作状态的难易程度。

设计感：语音助手的时尚性，是否被用户接受。

亲和力：语音助手与用户的感知距离。

由图1 可看出：卡通化语音形象在亲和力上有着绝对优势，能被用户快速接受，但在辨识度上同质化较为严重，为了兼顾传达性，脱离不开“圆”这一形式，所以效果力表现不强，也很难准确表达相应车企的品牌理念。抽象化语音形象则利用造型多变和动效丰富的特点， 在设计感和效果上较为突出， 传达性上却相对较差，用户不易了解语音助手所处状态， 有着较高的学习成本。此外， 抽象化的形象 不如卡通化的形象具有亲和力。

较为明显的是卡通化的语音形象在国内汽车行业中运用的较多。一是这些车企较为年轻，还未完全定位自己的品牌形象;二是这些车企大部分具有互联网背景，较老牌车企率先做出了语音形象。此外，目标用户多为年轻群体，卡通化的形象更适合新车企自下而上推广，符合企业发展规律。

3 基于人机交互技术的汽车语音助手设计研究意义

在数字化、智能化的环境下，驾驶人员无法做到在出行时中断与外界的沟通，这意味着汽车需要主动提供解决方案，在驾驶过程中承担更多的责任，而用户也会寄予汽车更多的感情与需求。而前沿技术的快速发展使得人机交互的形式有了更多的可能。例如，在智慧城市交通系统建设中出现的无人驾驶、共享出行等服务，通过收集相关交通数据并进行相应处理分析，使汽车成为了系统中“有序”的一环，以适应多变的自然环境与人工环境[4]。

这表明，汽车在逐渐成为继手机后的又一移动终端[5]，考虑其特殊性，汽车语音助手的设计研究显得尤为重要，即作为大多数情况都在后台运作的服务系统，语音助手是汽车与用户沟通的有效途径，能够保障驾驶过程的安全，提供丰富的服务。

4 基于人机交互技术的汽车语音助手设计形式

4.1 车内交互形式

与物理按键交互形式相比，汽车人机交互已不单局限于视觉或“按钮”层面，触控式的交互逻辑与手机交互逻辑相同，减少了用户的学习成本，语音式的交互帮助用户在初次接触汽车时快速入手，也实现了控制汽车的同时与外界交流，结合手势识别交互形式，及时处理用户信息，使得汽车的人机交互更加高效。例如，通过HUD（Head Up Display）实现的混合现实（MR）驾驶体验，其作用是将时速等驾驶信息投影到前挡风玻璃上，提升驾驶安全。

系统通过车身的传感器，能够实现路况监测、车距预警、视线焦点追踪等功能，并通过语音助手进行提醒，以辅助驾驶，有效降低驾驶压力。

4.2 车外交互形式

在互联网、云计算、人工智能技术高速发展的背景下，汽车不像过去那样作为单独的个体存在，而是作为用户与家庭、城市公共交通等所构成的系统组织中的一环，参与到系统的服务中发挥其相应的作用。

此时，汽车语音助手连接的是汽车与智慧家庭系统，若用户身处家庭场景，想要对汽车实现查看或操控，可以通过家庭系统的语音助手或其他形式进行连接。这表明汽车语音助手的交互形式已不仅局限于自身单独系统中，而是与更大的系统相匹配，实现跨平台、跨系统联动，与不同的平台或系统连接，利用各平台的丰富资源来完善自己与出行有关功能的连续性与流畅度。

5 基于人机交互技术的汽车语音助手设计原则

结合上文分析过的汽车语音助手交互形式，在语音助手的人机交互上应遵循以下几点设计原则：

交互主动性原则：现有的“输入指令—机器处理—输出结果”形式的被动交互逻辑并不适合汽车的人机交互，若驾驶人员需要针对每一种状况下达指令，不仅效率低，也会分散驾驶人员的注意力，带来安全隐患。所以，汽车应主动接受外部环境信息，分析预判驾驶人员会用到后，通过语音助手主动进行提醒。例如，在驾驶途中遇到事故多发路段等情况，系统应通过语音助手进行主动提醒。

及时反馈性原则：在人机交互中的最忌讳的是用户做出行为后，机器未能进行反馈，会让用户陷入“是否听到”“处理失败”“系统故障”的困惑中。所以语音助手必须将处理用户信息的状态呈现给用户，包括且不限于唤醒、正在处理、处理失败、结束等状态。

服务广泛性原则：除驾驶人员外，随行的乘客也在汽车相关出行服务的范围内，甚至是某些情境下的首要服务对象。例如家庭出行与载客出行的情境。汽车的类型也不只有轿车一种，还有公交车等，这两项结合能够演变出复杂多样的出行场景，也就要求汽车语音助手系统在面对不同出行场景时能提供广泛的服务，即在找到服务共性的同时，又能针对不同出行场景提供相适应的服务，以满足用户显性或隐性的需求。在不影响驾驶人员驾驶的前提下，乘客也可以通过汽车语音助手享受出行服务。

高效传达性原则：不同于手机的人机交互，汽车的人机交互目标是驾驶体验，而不是屏幕体验。所以在汽车的交互界面（GUI）以及语音交互逻辑设定上应尽可能的精简高效，使用户用最少的步骤能够获取到最有效的信息，避免因单项语言的歧义而无法处理的情况发生，以提升驾驶体验。

形象人格化原则：汽车语音助手在形象上应避免影响驾驶，但又需要拉近与用户的距离，避免机械生硬。因此，需将语音助手人格化以缓解矛盾，即用户通过语音助手音色会在脑海中模糊联想出语音助手视觉形象，做到情感化交互的体验。人格化可以理解为语音助手的性格。不同驾驶人员对于语音助的手性格有着隐形需求，与用户相匹配的汽车语音助手性格能够增强用户与汽车交互的心理接受度，可以更好的表达车企的品牌理念，更好的契合用户的情感需求，消除汽车作为工业化产品带来的機械感与距离感，赋予汽车更多的情感。例如MIUI 系统中的“小爱同学”，用户可以根据个人喜好设定语音助手的音色，但都是年轻有活力的音色，能够很好的传达小米作为新兴科技企业的形象的同时被大众广泛接受。如图2所示， 为笔者参与的以“红旗汽车语音形象设计”为题的实践课题，以期更好的表达上述观点。

6 结语

在人工智能、数据科学高速发展的背景下，人们时刻享受着数字化服务带来的便捷，物理世界与数字世界的融合也向越来越多的行业辐射，这催生了用户体验与服务行业的进化，而汽车行业因其特殊的工业地位受其影响最为明显。虽然当下汽车人机交互在技术和体验上还有很多缺陷，汽车语音助手交互形式的设计准则仍未规范，多维度自然语言交互形式的技术仍需突破。但挑战即是机遇，汽车语音助手人机交互相关研究的完善，必将促进其他与用户体验相关行业的进步，衍生出更契合且多样的人机交互形式，使用户受益的同时带动整个社会的发展。