Uniphy的智能表面技術(shù)

駕駛員分心的情況只會(huì)越來(lái)越普遍。依靠觸摸和感覺(jué)的新用戶界面可能會(huì)有所幫助。Uniphy聲稱其基于光學(xué)的汽車內(nèi)飾方法使設(shè)計(jì)師能夠建立自由形式的界面，在不影響車輛美學(xué)的情況下實(shí)現(xiàn)所需的功能。

今天，似乎所有的電子產(chǎn)品都變得越發(fā)智能了。揚(yáng)聲器、電器、內(nèi)外后視鏡，甚至是織物。汽車也在這條發(fā)展路徑中，車廠希望消費(fèi)者了解到的未來(lái)汽車是“車輪上的智能手機(jī)”。

但與圍繞LED顯示屏的嚴(yán)格要求構(gòu)建的智能手機(jī)用戶界面不同，下一代汽車內(nèi)飾將擁有智能皮膚。駕駛員和乘客將與內(nèi)置于儀表、車門和車廠想要讓乘客觸控到的任何地方的觸摸表面進(jìn)行互動(dòng)。Research and Markets預(yù)計(jì)，到2026年整個(gè)智能表面的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1000億美元，有40多家公司正在開(kāi)發(fā)相關(guān)技術(shù)。

在產(chǎn)品表面建立接口可以降低組件和裝配成本，同時(shí)增加可靠性。無(wú)縫的界面沒(méi)有濕氣和灰塵的入口，而濕氣和灰塵會(huì)損壞部件并縮短產(chǎn)品壽命。

工業(yè)設(shè)計(jì)師也是贏家，因?yàn)橹悄鼙砻鎸⑺麄儚谋仨殗@矩形的用戶界面模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)中解放出來(lái)。他們可以直接在產(chǎn)品表面設(shè)計(jì)自由形式的用戶界面，使控制點(diǎn)符合產(chǎn)品的形狀。

英國(guó)利茲的Uniphy成立于六年前，CEO Jim Nicholas表示，該公司正依靠其“與顯示器無(wú)關(guān)”的智能表面技術(shù)來(lái)控制從家電到汽車空調(diào)、娛樂(lè)系統(tǒng)和電動(dòng)座椅的一切。他說(shuō)，Uniphy的Canvya技術(shù)可用于玻璃或塑料，可創(chuàng)建任何形狀的表面。環(huán)境視覺(jué)效果可以被設(shè)計(jì)進(jìn)去，“因?yàn)楸砻姹旧砭统蔀橐粋€(gè)屏幕”。3D表盤和按鈕是由產(chǎn)品的表面塑造的。

Uniphy的汽車概念效果圖展示了一塊塑料片從儀表向下延伸到中控，各種控制部分嵌入到塑料片上，用于娛樂(lè)系統(tǒng)和空調(diào)控制等功能。Nicholas進(jìn)一步介紹說(shuō)，比如車門板可同時(shí)作為一個(gè)控制表面，有控制音樂(lè)或座椅位置的按鈕和滑塊。這些表面還具有縮放功能。

Uniphy的智能表面可以是光滑的，如果需要也可以加工成紋理，例如在車載環(huán)境中。Nicholas描述了集成在汽車智能表面上的凹槽，有觸覺(jué)的3D突起和凹點(diǎn)。這些紋理加上觸覺(jué)反饋，使駕駛員能夠通過(guò)感覺(jué)來(lái)控制功能，同時(shí)可以繼續(xù)注視在前方道路上。

今年3月，現(xiàn)代汽車表示其歐洲技術(shù)中心正在與Uniphy合作開(kāi)發(fā)智能HMI，“以徹底改變駕駛員和乘客的體驗(yàn)”。該技術(shù)結(jié)合了非導(dǎo)電的手指壓力觸摸感應(yīng)與物理HMI功能，包括表盤、按鈕和滑塊。這兩家公司說(shuō)，該解決方案集成了觸覺(jué)反饋、觸摸手勢(shì)和接近識(shí)別，并能與流行的語(yǔ)音控制引擎集成。

Nicholas引用了汽車行業(yè)3-5年的典型量產(chǎn)時(shí)間，設(shè)想與現(xiàn)代汽車在2025-2026年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。但他表示，電動(dòng)車對(duì)行業(yè)的顛覆可能對(duì)Uniphy有利，有可能將時(shí)間縮短到1.5年。

同樣在3月，Uniphy宣布與汽車內(nèi)飾公司Grupo Antolin合作。兩家公司正在研究使用”觸摸輪廓（touch contours）“的車載用戶界面，如縱向或圓形滑塊和凹/凸觸摸表面的表盤，以及與顯示器和照明解決方案集成的觸摸/手勢(shì)和接近識(shí)別。

Nicholas說(shuō)，Uniphy從汽車行業(yè)起步，因?yàn)檐噺S“更愿意與處于Uniphy發(fā)展階段的公司合作”。他說(shuō)，汽車行業(yè)也傾向于展示“大趨勢(shì)”，這使其成為了解競(jìng)爭(zhēng)格局的良好平臺(tái)。

該公司為其自由形式的3D智能表面的設(shè)想不僅局限于汽車領(lǐng)域。Nicholas說(shuō)，它“即將”與幾家家電制造商合作進(jìn)行PoC設(shè)計(jì)，并可能在2023年下半年與其中一家或多家制造商進(jìn)行量產(chǎn)。他說(shuō)，設(shè)備集成提供了一種驗(yàn)證公司的“成本論證”和它的制造工藝的方法。CEO預(yù)計(jì)今年晚些時(shí)候?qū)l(fā)布合作公告。

Uniphy的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是模內(nèi)電子技術(shù)（in-mold electronics），該技術(shù)使用嵌入導(dǎo)電薄膜、傳感器、執(zhí)行器和其他組件的注塑塑料，Nicholas稱之為“基于電場(chǎng)的技術(shù)”。

Dupont就將其模內(nèi)電子技術(shù)描述為創(chuàng)造“智能表面”，將電容開(kāi)關(guān)直接印在設(shè)備表面，集成了電氣連接、電容開(kāi)關(guān)、弧形觸摸表面、傳感器、LED和屏幕。Dupont說(shuō)，通過(guò)消除傳統(tǒng)界面使用的按鈕、滑塊和電線，頂置式控制臺(tái)設(shè)計(jì)的厚度可以從25㎜減少到3㎜，機(jī)械零件數(shù)量從64個(gè)減少到2個(gè)，重量減少77%，占用空間減少25%。

相比之下，Uniphy的技術(shù)是基于光學(xué)的。當(dāng)手指接觸到觸摸層時(shí)，光線會(huì)散射、反射或折射。Nicholas說(shuō)，這種技術(shù)可以薄到“幾毫米”，在活動(dòng)區(qū)域沒(méi)有“東西”。

Uniphy的專利技術(shù)采用光感應(yīng)和低功率電子技術(shù)進(jìn)行光學(xué)觸摸，減少了誤觸發(fā)，對(duì)振動(dòng)、電磁場(chǎng)、極端溫度或表面污染物的敏感性。

Canvya智能表面技術(shù)采用了三層復(fù)合板，觸摸層和探測(cè)層夾著一個(gè)光學(xué)解耦器。該公司CEO說(shuō)，觸摸層有發(fā)光二極管，產(chǎn)生近紅外頻率的光。當(dāng)觸摸智能表面時(shí)，部分光被引導(dǎo)通過(guò)探測(cè)層，被光電二極管傳感器接收。算法會(huì)計(jì)算其他輸入數(shù)據(jù)，如速度、手勢(shì)和壓力。

光學(xué)技術(shù)的一個(gè)最大的特點(diǎn)是它能夠戴著手套工作，而不像智能手機(jī)的電容式觸摸屏，它不能記錄戴著手套的手指按壓。這使得Uniphy的智能表面技術(shù)在需要專門手套的工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用中非常有用，也可以在寒冷的天氣下在汽車中使用。

Nicholas認(rèn)為，Uniphy的解決方案對(duì)制造商來(lái)說(shuō)具有成本效益，因?yàn)?ldquo;我們只是使用標(biāo)準(zhǔn)材料和主流制造工藝”。只需增加20%的成本，車門就會(huì)成為一種高級(jí)功能，這只是“從裝飾性飾件到功能性飾件的增量成本”。

Nicholas說(shuō)，汽車內(nèi)飾經(jīng)常出現(xiàn)不同HMI的“不匹配”。Uniphy的技術(shù)可以成為車廠標(biāo)志性外觀的“藝術(shù)形式的DNA”。門板從單一功能的裝飾元素“轉(zhuǎn)變?yōu)檠b飾性和功能性”。

“但在汽車領(lǐng)域，如果你沒(méi)有成本論證，那就算了吧。”