王仲偉 / 工研院電光所
每年的CES 總有著令人數不完的驚豔,而車用產品以及技術是2024 CES重要的主題之一,今年汽車科技相關的參展業者高達700家,大幅度超越往年的廠家參與數量,當中以各種自駕與電動化相關的車輛電子產品為大宗,包含了軟體、晶片、感測器、通訊、CCD、ASAD系統等,而車艙內電子則是圍繞者乘駕者,發展各種不同樣態智慧化HMI介面與操控、聯網、影音、感知互動等等。在國際廠商中,歐系品牌賓士發表了最新的電動概念車,韓系車廠更是展示出多款智慧化的車款,台灣的廠商也積極的參與此次盛會,如面板大廠友達與群創,紛紛展示智慧座艙中各種顯示器的應用,同時整合內飾的設計,讓車艙內具備更多元的體驗感,鴻海集團(MIH/GIS)則展示了電動物流車與車艙內各種車用電子技術等,在國際重大的展示場合中,將台灣在車用電子零組件以及產品的軟硬實力做了完美的詮釋。
智慧車艙以及車用電子技術發展趨勢
2024年CES 中有一項與車輛科技發展息息相關的產品,可說在CES所有的產品都與其有關,也就是人工智慧 (Artificial Intelligence; AI),如表一。在電動車與自駕車的發展趨動下,車艙電子被賦予更多的任務與功能,可以將其分為2大類型,第一類是車與外界的互動,另一類則是車與人的互動。無論是哪一種互動,都將與AI 結合,成為汽車科技未來的發展趨勢。
車輛電子發展因應座艙的智慧化、無人駕駛化以及電動化,要完成上述的功能會運用到AI來輔助,乘客在一輛疾速行駛車中(圖一),透過CCD的影像辨識,對乘坐者的臉部表情、眼球移動、肌肉變化以及聲音等等訊息的收集與分析,及時的反應出乘坐者的情緒、壓力、心律以及血氧等生理狀態,藉由這些資訊的收集,確保車艙的乘駕者的健康與情緒是否有異常,並適時的與乘駕者互動,或是透過聯網將訊息提供給家人或是醫院進行預警。
圖一、乘駕者監控系統
要滿足這些即時的分析,AI技術需要仰賴強大的算力,以快速地進行各種分析以及判斷,所以ECU 的使用數量也從過去2個增加到至少6個(圖二),這將對車子安裝位置與空間造成影響。同時,高算力的ECU 將會造成較高的功耗,致使電量消耗及產生熱能,導致電動車里程續航與散熱等新議題,必須解決。而在強大算力支持下,車子的感知元件也急速的增加,彼此進行訊息的交換,同時對車子以及駕駛者進行各種溝通與示警。綜合上述產品發展趨勢可以知道,車輛智慧化是一個需要具備有如人腦一般的高效運作與高度整合連接的神經網路,即時高速的反應與判斷,並指揮著各種電子元件作動,未來我們可以預期車輛可能不再只是一輛車,而是一個具有車子外型的機器人。
圖二、車用ECU架構與零組件
當車艙不再只是一個移動的工具,而是另一個生活空間時,車艙內的電子產品不再是一個個獨立的存在,而是與車內部的內飾相結合,營造出各種情境空間,例如家裡的客廳、臥房及辦公室等(圖三)。LG發表的概念車擘劃出第三生活空間的情境,寬敞的車艙裡就像客廳,配備舒適的沙發、崁入內飾的隱形電視牆與家電,後行李箱裡則放著高腳杯與紅酒櫃,乘客可透過天窗看著星空,或是在移動過程中持續進行著線上會議等的活動。
圖三、LG智慧座艙
因應上述的需求,車艙內電子必須彼此進行連結與溝通,進行軟硬整合,硬體方面以整合車輛車載電子、儀表板、智慧車載系統,串連艙內多個顯示器和行動裝置,用以提供駕駛或乘客多元、多模式且可獨立的互動,進而使駕駛或乘客有更智能及沉浸式的駕駛或乘坐體驗,於座艙內目光所及之處、聽覺及觸覺所至、甚至於車內一切互動,均以使用者為出發點,分別為視覺、聽覺、智能互動及娛樂體驗,並且結合車內艙整體設計相關技術進行發展。
綜合上述的說明,2024年CES 在智慧車艙以及車用電子技術上,我們總結幾個未來發展趨勢:
1. 由軟體定義汽車 (Software-Defined Vehicles)
在AI驅使下此趨勢將越來越明確。透過AI的加值,車輛的互動內容可以區分為車與外界(包括:車與車、車與環境、車與物體)的互動,以及車與人之間的互動。在車與外界的互動方面,主要使用分辨式人工智慧技術(Discriminative AI),在輔助駕駛功能下,AI運用機器學習、深度學習和電腦視覺等技術來處理大量資訊,進行分析比對差異且進行判斷,然後進行分類與判斷,即時控制車速來保持車輛與車輛間的安全距離(圖四),提升 ---以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。