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回顧2020年的美國(guó)拉斯維加斯國(guó)際消費(fèi)電子展覽會(huì)（CES），從來(lái)自各國(guó)的頭部汽車廠商，到一些此前并無(wú)汽車產(chǎn)品問(wèn)世的消費(fèi)電子品牌，紛紛高調(diào)發(fā)布自家的概念車型。細(xì)細(xì)看來(lái)，盡管各家概念車的外觀造型大相徑庭，卻不約而同地將人工智能、5G通訊、自動(dòng)駕駛等技術(shù)方案融合其中，體現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)出行領(lǐng)域未來(lái)趨勢(shì)的理解。

此種趨勢(shì)絕非巧合。在種種技術(shù)手段的催化下，車內(nèi)的電子設(shè)備正悄然發(fā)生著變化：機(jī)械儀表盤(pán)變成了液晶屏幕，普通后視鏡變成了流媒體后視鏡，實(shí)體按鍵越來(lái)越少，一些原來(lái)需要手動(dòng)進(jìn)行的機(jī)械操作變成了通過(guò)語(yǔ)音指令實(shí)現(xiàn)控制。汽車漸漸從依賴人類控制的工具，演變?yōu)槟軌蚋兄?、理解、并且響?yīng)人類需求的智能設(shè)備。

隨著人工智能在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用日漸成熟，“智能座艙”這一概念應(yīng)運(yùn)而生并迅速走紅，頻頻出現(xiàn)在各個(gè)汽車廠商的概念車、新車發(fā)布會(huì)、及市場(chǎng)宣傳活動(dòng)中。

從1886年卡爾·奔馳發(fā)明第一輛汽車算起，汽車座艙的發(fā)展并不是一蹴而就的，而是經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段的演進(jìn)才走到了今天。

車載收音機(jī)——1924年，雪佛蘭生產(chǎn)了第一臺(tái)配置收音機(jī)的汽車，駕駛員可以藉此打發(fā)開(kāi)車時(shí)的無(wú)聊時(shí)光，這一配置迅速普及開(kāi)來(lái)。

中控導(dǎo)航——2000年以后，隨著GPS民用化和液晶顯示屏技術(shù)的成熟，駕駛員也擺脫了密密麻麻的按鍵操作，中控屏開(kāi)始集成倒車影像、導(dǎo)航功能、影音娛樂(lè)等服務(wù)，進(jìn)一步豐富了車內(nèi)中控臺(tái)的功能。

數(shù)字座艙——2013年以后，隨著4G網(wǎng)絡(luò)的全面普及、數(shù)據(jù)流量的大幅降價(jià)、在線內(nèi)容越來(lái)越豐富，能夠聯(lián)網(wǎng)從云端獲取數(shù)字化服務(wù)的座艙已成為如今國(guó)內(nèi)新車的標(biāo)配。

智能座艙——2019年至今，在5G、人工智能和硬件虛擬化技術(shù)的進(jìn)一步助推下，包含了全液晶儀表、語(yǔ)音識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)、AR-HUD、全息投影等技術(shù)，“一芯多屏”的智能化座艙開(kāi)始初現(xiàn)雛形。

智能座艙

要回答這個(gè)問(wèn)題，得先從座艙說(shuō)起。顧名思義，座艙就是我們坐進(jìn)車內(nèi)，目光所及，觸覺(jué)所至，耳朵所聽(tīng)到的一切人機(jī)交互，包括燈光、空調(diào)、按鍵、儀表、HUD、觸屏等內(nèi)飾或可交互的器件。

那再深究一下，這些交互如何做到 “智能”？在車上配置更大的顯示屏？在車上掃個(gè)碼就能付錢(qián)？抑或是接入微信，在車上用語(yǔ)音或者視頻聊天？

許多車主的真實(shí)需求其實(shí)不是這些東西，這些都是汽車廠商理解中的用戶需求，或者是設(shè)計(jì)智能座艙的產(chǎn)品經(jīng)理他們自己想用的功能。更主要的一點(diǎn)是：這些功能仍然在被動(dòng)的等待用戶的操作。

所謂智能，其實(shí)就是結(jié)合最新的感知，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，對(duì)不同場(chǎng)景進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別與預(yù)測(cè)，通過(guò)自然的人機(jī)交互方式，主動(dòng)為用戶提供基于場(chǎng)景的個(gè)性化的用戶體驗(yàn)。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)車內(nèi)攝像頭感知到駕駛員精神疲勞時(shí)，可以通過(guò)語(yǔ)音提醒、閃爍座艙內(nèi)的氛圍燈等聲/光反饋來(lái)助力安全駕駛。

在博世的主張中，智能座艙應(yīng)該做到：安全可靠、全車融合、交互自然、空中升級(jí)。

安全可靠

汽車座艙是涉及到出行安全及社會(huì)安全的產(chǎn)品，同時(shí)基于車輛在出行及快速運(yùn)動(dòng)的實(shí)際場(chǎng)景，要求座艙內(nèi)的人機(jī)交互在使用時(shí)安全可靠。這體現(xiàn)在功能完善、響應(yīng)高效、操作安全、有足夠的缺陷應(yīng)對(duì)機(jī)制等方面。

全車融合

車輛是智能座艙產(chǎn)品的基礎(chǔ)載體，所有的功能及產(chǎn)品設(shè)計(jì)均圍繞著車輛展開(kāi)。如今的車輛僅在座艙域就有多達(dá)15個(gè)電子控制單元（ECU）來(lái)處理用戶相關(guān)的信息，但獨(dú)立且分散的ECU無(wú)法完成信息之間的實(shí)時(shí)協(xié)同與顯示。我們需要更強(qiáng)的處理能力來(lái)融合信息、集中處理、并顯示在車內(nèi)用戶所需的必要位置。

電子控制單元（ECU）的融合

交互自然

在完全自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)之前，用戶需要專心開(kāi)車，完全用觸模屏替代按鍵并不是一個(gè)特別好的交互方式。一方面，尺寸更大的顯示屏容易使用戶分心；另一方面，在融合了儀表、空調(diào)控制、輔助駕駛等功能的智能座艙上，往往需要操作二級(jí)、甚至三級(jí)菜單，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)并不方便。

博世認(rèn)為，無(wú)論是自然語(yǔ)音識(shí)別、增強(qiáng)抬頭顯示（AR-HUD），還是虛擬形象助手，任何符合人們直覺(jué)的交互方式都會(huì)提升座艙內(nèi)的用戶體驗(yàn)。

空中升級(jí)

支持空中升級(jí)（OTA）如今已成為汽車向智能進(jìn)化的重要標(biāo)志。通過(guò)OTA升級(jí)，可以推送新的功能與服務(wù)，甚至改善駕乘體驗(yàn)，讓用戶感覺(jué)車是常開(kāi)常新。而對(duì)于汽車廠商，一方面可以通過(guò)OTA升級(jí)跟進(jìn)最新的技術(shù)進(jìn)步，另一方面也通過(guò)軟件定義汽車激活新的商業(yè)模式。

目前，高端汽車一般配備超過(guò)100個(gè)獨(dú)立的控制單元，小型車輛也配備了30到50個(gè)。如此獨(dú)立分散且數(shù)量繁多的ECU難以滿足車內(nèi)信息融合、集中處理、統(tǒng)一反饋的功能性要求。為了打造安全可靠、全車融合、交互自然、能夠?qū)崿F(xiàn)空中升級(jí)的智能座艙，發(fā)展域控制器和車載中央計(jì)算機(jī)則成了勢(shì)在必行的一步。

通過(guò)將座艙中不同的功能、不同的優(yōu)先級(jí)、不同的安全等級(jí)的計(jì)算單元進(jìn)行整合，可以大大減少控制單元的數(shù)量。與此同時(shí)，包括智能座艙、輔助駕駛、自動(dòng)駕駛以及動(dòng)力總成在內(nèi)的很多模塊，都可以在統(tǒng)一的架構(gòu)下協(xié)同工作。然而，硬件整合完成后，軟件層面的統(tǒng)一就需要通過(guò)Hypervisor技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

Hypervisor（虛擬機(jī)）是指是在同一硬件機(jī)器上，允許運(yùn)行多個(gè)相互隔離的不同系統(tǒng)的軟件技術(shù)。虛擬機(jī)運(yùn)行在真實(shí)的硬件之上，把自己模擬成為一種通用計(jì)算平臺(tái)，能支持對(duì)設(shè)備的并發(fā)性訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)了資源的共享。

聽(tīng)到虛擬機(jī)這個(gè)詞，大家也許想到運(yùn)行速度緩慢的Java虛擬機(jī)、PC上消耗資源的VMware軟件，就會(huì)問(wèn)，這個(gè)Hypervisor靠譜嗎？執(zhí)行效率高嗎？

對(duì)于一個(gè)新的技術(shù)，受到質(zhì)疑是很正常的事，但也應(yīng)該認(rèn)真思考，既不盲從也不自大。

首先，不同于剛才提到的兩種“虛擬機(jī)”，汽車界的Hypervisor采用了硬件虛擬化技術(shù)，開(kāi)銷小， CPU負(fù)載不超過(guò)2%，內(nèi)存消耗小于20MB；其次，博世智能座艙采用的Hypervisor已經(jīng)有量產(chǎn)車型，是唯一被市場(chǎng)認(rèn)可達(dá)到最高功能安全等級(jí)。

最后，讓我們來(lái)實(shí)操一下。假定在智能座艙里運(yùn)行了四個(gè)系統(tǒng)，儀表有功能安全的要求，娛樂(lè)系統(tǒng)與安全無(wú)關(guān)，駕駛員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（DMS）也有功能安全的要求，以及HUD系統(tǒng)。這意味著，我們可能需要運(yùn)行三個(gè)或者四個(gè)不同的系統(tǒng)（儀表和HUD都屬于信息顯示，可能會(huì)共用一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持輸出不同的分辨率），整個(gè)座艙系統(tǒng)架構(gòu)看起來(lái)大致是下面這個(gè)樣子：

Hypervisor虛擬機(jī)

展望未來(lái)，汽車座艙作為人們的第三生活空間，已成為整車智能化的發(fā)展重點(diǎn)。智能座艙整合了多個(gè)電子控制單元，實(shí)現(xiàn)了算力與數(shù)據(jù)的融合，進(jìn)一步集成互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)給用戶帶來(lái)了無(wú)縫的人機(jī)交互，必將讓人們的出行更安全、更美好。