Superfici intelligenti, sensori e il futuro dell’HMI automobilistico.

Superfici intelligenti, sensori e il futuro dell’HMI automobilistico.

Di Ali Foughi, CEO e co-fondatore di NextInput | Tom Gilbert, Direttore esecutivo delle operazioni commerciali.

Siamo veramente nell’età dell’oro dell’automobile. Le innovazioni tecnologiche negli ultimi quindici anni hanno creato i veicoli moderni che vediamo oggi sulla strada. Queste innovazioni sono state fondamentali per migliorare l’affidabilità e la sicurezza, riducendo il tasso di mortalità di circa il 25% per milione di kilometri guidati. Eppure, nonostante questi progressi, la guida distratta è il fattore principale che contribuisce fino al 58% degli incidenti automobilistici.

Ripensare la cabina automobilistica.

A partire dagli anni ’80 e ’90, l’abitacolo dell’auto si è trasformato dal design utilitaristico degli anni ’50 in qualcosa di più simile all’abitacolo di un aereo. Sono finiti i giorni in cui l’unico dispositivo elettronico a disposizione del conducente era la radio. Serrature elettroniche delle porte, alzacristalli elettrici e specchietti, aria condizionata, cruise control, tergicristalli a tempo variabile e persino i controlli dei sedili riscaldati sono diventati standard, ognuno con il proprio set di pulsanti. Passando a oggi con l’accoppiamento Bluetooth, il navigatore e gli ampi display touch con connettività Internet completa, la funzionalità è cresciuta oltre la nostra capacità di navigare tutte le informazioni a nostra disposizione rimanendo concentrati sulla strada da percorrere. L’industria automobilistica è costretta a ripensare la propria interfaccia uomo-macchina (“HMI”) al fine di soddisfare la domanda dei consumatori, riprogettando al contempo un design elegante e minimalista che sia esteticamente gradevole e sicuro.

Mercedes Benz VISION EQS Conceptual Smart Surface Interior © Daimler AG

La superficie intelligente

I produttori automobilistici hanno preso spunto per la prima volta dallo smartphone moderno; creando display touch con sistemi operativi proprietari con vari controlli suddivisi in menu e sottomenu. Queste prime adozioni fallirono per due ragioni principali: in primo luogo, i menu erano difficili da navigare. A differenza di uno smartphone che ha la tua totale attenzione, la mancanza di un pulsante fisico con risposta tattile guidata dall’intento ha frustrato i conducenti. In secondo luogo, la tecnologia di visualizzazione esistente, sebbene sufficientemente buona per gli smartphone, era inadeguata per l’automobile. I display touch resistivi erano difficili da leggere alla luce diretta del sole e le prestazioni si riducevano notevolmente nel corso degli anni. Allo stesso modo, anche i conducenti hanno trovato il tocco capacitivo non adatto. Nella stagione fredda, i conducenti non potevano utilizzare l’HVAC senza togliersi i guanti. Condizioni ambientali come umidità ed EMI hanno interferito con la capacità del sistema di riconoscere con precisione l’input dell’utente, degradando in modo significativo l’esperienza. La tecnologia nell’automobile deve rimanere reattiva in qualsiasi ambiente per prevenire la guida distratta ed evitare pericoli.

In risposta, i designer industriali hanno creato concept car e rendering che hanno reinventato il cruscotto da pulsanti indipendenti a superfici che avevano la stessa funzionalità, nascoste dietro superfici di lusso: pulsanti disponibili su richiesta che sarebbero scomparsi di nuovo quando non più necessari. Hanno immaginato pannelli lisci, senza fessure, in legno massello o in fibra di carbonio che mostrassero solo i controlli rilevanti per il conducente. Questi nuovi interni non solo sarebbero belli, ma sarebbero anche pratici. Rimuovendo i pulsanti tradizionali, eliminerebbero anche la spesa numero uno nell’automobile moderna: il guasto meccanico dei pulsanti. Anche in condizioni ideali, un tipico interruttore meccanico avrà problemi dopo poche centinaia di migliaia di azionamenti. Aggiungi l’ingresso di olio, acqua, sporco e il tempo fino al guasto si riduce. Gli estensimetri sono stati utilizzati nei prototipi dei veicoli per dimostrare questa visione di superfici senza fessure; tuttavia, non avevano la sensibilità, la ripetibilità o l’affidabilità automobilistica per passare dal concetto alla produzione di massa. La visione esisteva, ma la tecnologia abilitante no.

Arriva NextInput

NextInput, Inc., leader nella tecnologia MEMS, ha rapidamente catturato l’attenzione dell’industria automobilistica con le sue soluzioni di rilevamento della forza. I progettisti industriali non sono più costretti a scendere a compromessi. Le tecnologie di rilevamento brevettate di NextInput sono ampiamente considerate come l’unica soluzione praticabile attualmente disponibile che sia abbastanza sensibile da rilevare la forza applicata attraverso qualsiasi materiale e abbastanza robusta da ottenere la qualifica automobilistica AEC-Q100. Un innovativo produttore di veicoli elettrici (“EV”) è già passato alla produzione di massa, sostituendo i pulsanti del volante con la soluzione NextInput. Diversi OEM del settore automobilistico hanno già progettato soluzioni per un’ampia gamma di applicazioni per superfici intelligenti tra cui volanti, display abilitati al 3D-Touch e controlli delle portiere. NextInput sta ora lavorando per portare la consapevolezza contestuale nell’abitacolo dell’auto.

Consapevolezza contestuale

Per sostituire veramente i controlli del cruscotto con una superficie intelligente, la consapevolezza del contesto è fondamentale per aiutare il conducente a raggiungere la funzione desiderata in modo rapido e intuitivo. Come lo smartphone, l’automobile moderna ospita un’ampia gamma di sensori. Con sensori inerziali, microfoni, sensori di temperatura, GPS, sensori a infrarossi, sistemi LiDAR, tracciamento oculare e ora rilevamento della forza, le informazioni possono essere fuse dalle dozzine e dozzine di sensori disponibili per rilevare, monitorare, prevedere il comportamento del conducente e controllare il risultato.

Ad esempio, l’auto può rilevare quando stai ascoltando la musica sul tuo smartphone, trasferire la musica sull’autoradio e visualizzare i controlli audio sulla superficie intelligente. Allo stesso modo, in una mattina molto fredda, l’auto può accendere automaticamente l’HVAC e visualizzare i controlli per i sedili riscaldati. Ora, immagina di imbatterti in condizioni stradali pericolose. La musica viene immediatamente disattivata e viene visualizzata una mappa per fornirti un percorso alternativo. Attraverso l’intelligenza artificiale e il machine learning, l’automobile imparerà a tenerti al sicuro e a prevedere cosa vorrai.

Limitazioni della voce

Alcuni hanno previsto che le superfici intelligenti non saranno più necessarie con l’assistente vocale che sostituisce i tradizionali pulsanti di controllo. Il presupposto errato è che la comodità di controllare la TV o il termostato con la propria voce in soggiorno sia direttamente applicabile all’abitacolo dell’auto. Tuttavia, mentre è solo un fastidio quando l’assistente vocale non capisce il tuo comando in casa, questo diventa un potenziale pericolo per la sicurezza mentre sei in viaggio. La linguistica ha differenze regionali ed educative che le interfacce tattili non hanno. Il tatto è il più intuitivo dei sensi umani con i bambini che imparano a interagire con il loro mondo attraverso il tatto molto prima che inizino a parlare. Con la voce, se l’intenzione del guidatore non viene riconosciuta la prima volta, o un bambino continua a cambiare la stazione radio dal sedile posteriore, la distrazione mette in pericolo sia il guidatore che le persone nelle immediate vicinanze. Per garantire la sicurezza per le funzioni critiche, il tocco fornisce un’interfaccia più robusta.

Guida semi-autonoma e completamente autonoma

Un ulteriore vantaggio della consapevolezza contestuale guidata dai sensori nell’abitacolo dell’auto diventa evidente con l’adozione di tecnologie di guida semi-autonome. Gli stessi sensori utilizzati per determinare l’intenzione del conducente possono essere utilizzati anche per misurare la salute e il benessere del conducente e giudicare l’incapacità alla guida. Ad esempio, le soluzioni di rilevamento di NextInput nel volante e nel sedile possono essere utilizzate per determinare se il conducente è vigile e attivamente impegnato o se si accascia e non ha il controllo del veicolo. Se viene rilevata un’incapacità, l’automobile può subentrare automaticamente, manovrare per mettersi in salvo e chiedere aiuto, invece di azionare semplicemente i freni perché il LiDAR ha rilevato che un incidente era imminente.

Anche se la guida completamente autonoma diventa sempre più diffusa, la domanda di superfici intelligenti crescerà. Man mano che la cabina si trasforma in uno spazio per la produttività e l’intrattenimento, i consumatori richiederanno un grado estetico ancora più elevato poiché le loro interazioni all’interno della cabina aumenteranno. L’esperienza “touch and feel” di ogni interazione diventerà sempre più importante. L’abitacolo del futuro avrà tutto ciò che il passeggero desidera e tutto a portata di mano.

Conclusioni

Con uno tsunami di cabine di automobili con superfici intelligenti attualmente in fase di progettazione, nei prossimi anni arriverà sul mercato un HMI automobilistico completamente nuovo, cambiando radicalmente il modo in cui i consumatori interagiscono con i loro veicoli, che siano di lusso o utilitarie. NextInput è in prima linea per consentire questo cambio di paradigma verso nuovi progetti industriali, avendo spedito oltre 20 milioni di unità fino ad oggi delle sue soluzioni di rilevamento della forza pronte per la produzione in applicazioni Automotive, Mobile e Consumer.

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