汽车已成为展示触觉反馈创新的新平台,主机厂和一级供应商都在寻求通过先进的工业设计、以驾驶员为中心的功能、可靠性和增强安全性来实现差异化特色。
驾驶舱控制设计从机电开关和电位计过渡到触摸屏、触摸板和触摸表面,这不仅节省成本,还可以带来更符合人体工程学的新型 HMI 设计。在向驾驶员提供及时和值得注意的反馈方面,触觉技术正发挥越来越大的作用。
在合适的时间呈现重要信息,且对应身体特定部位的触觉设计将使驾驶员在关注道路的同时对车辆的操作充满信心。触觉技术还将允许驾驶员在激活其功能之前探索触摸表面并感受控件的位置。
随着自动驾驶的发展,驾驶员和乘客将有更多机会享受多感官的车内体验,包括视觉、音频和触觉媒体。
汽车行业触觉反馈的定义

根据 Gartner 的信息技术词汇表,Haptics 使用触觉界面(例如方向盘和座椅)来提供触摸或力反馈,作为车辆用户界面 (UI) 的一部分(例如,通过振动座椅提醒驾驶员有行人即将过马路)。 触觉技术有望为车辆带来新的驾驶员通信形式,并提高车辆及其信息应用的整体可用性。
触觉反馈产业论坛

触觉反馈行业论坛 (简称HIF) 是一个致力于开发未来触觉的公司联盟,包括硬件制造商、中间件提供商、应用程序开发公司、研究机构以及在触觉堆栈中各个级别的其他企业。HIF成员致力于共同开发和支持触觉反馈标准,以推进市场应用,包括许可、质量和性能指标、API、编解码器等。详情可访问网站 www.hapticsif.org
HIF旨在使行业在汽车触觉性能规范方面保持一致,从而在指定触觉功能时实现主机厂和一级供应商之间的明确期望。
触觉技术的采用率正急剧增加,成立HIF 是为了使主要生态系统参与者能够定义通用标准、推荐实践和指南,以最大限度地提高互操作性和市场的持续增长。 HIF将汇集各企业数十年的专业知识,以促进其他成员的采用。
此外,还将开发一套用于驾驶员通知的基本触觉设计指南。这些指南将利用心理物理学来确保其在人群水平上易于区分,同时为品牌专业化提供足够的灵活性。这将使消费者能够在他们驾驶的每辆车上获得一致的触觉体验。
HIF 任命 Elisa Santella 为理事会成员
HIF 于 3 月 1 日宣布任命 Elisa Santella 为其理事会成员。 Elisa 是 GREWUS GmbH (2007) 的创始成员之一。

自 2017 年以来,她一直担任董事总经理并负责汽车触觉关键客户。 Elisa 与她的团队一起支持客户集成主动触觉反馈。她了解商业和技术方面的市场需求,在国际汽车行业工作超过 18 年。 此外,她最近还当选为HIF触觉反馈行业论坛的主席,以及EuroHaptics 2022的行业主席。
她说:“HIF 不仅关乎标准和指南,还关乎网络。许多学科都属于触觉反馈。我很自豪能成为其中的一员并帮助塑造触觉反馈的未来。”
“自 HIF 创建以来,Elisa 一直是 HIF 的忠实成员。通过她作为汽车工作组主席的参与,她展现了巨大的领导力,她从不错过宣传触觉技术优势的机会。毫无疑问,她将成为我们论坛的重要资产。”HIF主席兼理事会主席 Robert Desautels 说。
位于德国汉堡的 GREWUS 为包括汽车在内的所有行业和应用开发和生产创新的声学组件(见上图)和触觉致动器。几乎每辆汽车中都安装有声音信号装置,它们基于车辆的特性精确定制,使旅途更加安全愉快。GREWUS的触觉致动器也越来越多地用于汽车触控面板。
TanvasTouch 技术

TanvasTouch技术通过电场来调节手指在表面上移动的摩擦力。 (它可以部署在任何形状的表面上,合适的基材包括玻璃、塑料、金属、陶瓷和天然表面。)通过摩擦,可以感知精细的纹理、边缘和凸起,即使看不到但却能感觉到。 该公司还提供用于汽车的 TanvasTouch技术,这是第一个使用固态致动器产生可编程纹理和效果的汽车解决方案。 传统的基于振动的触觉不适合大型或弯曲的汽车显示器,因为它们要求显示器能小幅移动。 TanvasTouch 是一种固态触觉解决方案,无需在显示组件中内置昂贵的阻尼结构,同时通过使用搜索触觉帮助驾驶员将注意力集中在道路上,使驾驶员无需查看即可找到和调整控件。

非振动表面触觉技术为汽车制造商引入了新的选择,以重新构想汽车的内饰设计和感觉。汽车制造商可以在多个表面上创造统一或和谐的触摸体验——不仅是显示屏,还包括方向盘、外门把手,甚至是内饰。根据 Tanvas 的说法,汽车制造商可以结合以各种形式(包括作为 IC 或作为模块)提供的专有控制器解决方案(执行多点触控感应和触觉控制)来实施其技术,并将多点触控传感器面板转换为适用于任何表面的组合式多点触控和触觉致动器。传统的振动触觉和机电触觉不适用于大型和弯曲的汽车显示器,因为它们需要显示器的移动。使用 TanvasTouch,无需移动部件。软件定义的触觉可实现无限范围的效果,只需轻扫手指即可感受到。
Tanvas 于 2011 年从西北大学分拆出来,总部位于芝加哥。它开创了下一代多点触控触觉技术。尽管如今触摸屏在图形、声音和振动方面取得了进步,但在通往数字世界的道路上仍然缺乏生动。TanvasTouch 可以内置在诸多支持触控的产品中,包括汽车、零售、消费电子、视障和定制显示器。
SID(信息显示协会)在 2020 年授予 Tanvas 年度显示组件奖。

Tanvas 最近宣布,他们将与群创合作开发其下一代多点触控触觉技术。 两家公司将使用 TanvasTouch、可编程纹理和在光滑物理表面上的触觉效果生产 15 英寸汽车级触控显示器。
群创光电是全球领先的 TF-LCD 整体解决方案制造商之一,在大尺寸面板和中小尺寸产品方面都有强大的影响力。 该公司提供全面的产品系列,包括用于汽车和航空电子应用、桌面显示器、笔记本电脑、平板电脑和智能手机应用以及液晶电视的具有触控功能的液晶面板。 作为全球顶级面板供应商,群创提供最完整、最灵活的生产线:位于台湾竹南和台南的十四个TFT-LCD晶圆厂和三个触控传感器晶圆厂; 在中国拥有广泛的装配设施,包括宁波、南京、佛山和上海。
空中触觉反馈 Ultraleap Touch

Ultraleap 将世界上最强大的手部追踪技术与可在空中产生触觉的独有技术结合起来。
两大技术结合后,产生了一个全新且强大的功能。
Ultraleap 拥有一支 150 多人的团队,分布在世界各地,在美国硅谷和英国布里斯托设有办事处。团队包括世界领先的界面设计、声学、机器学习和计算机视觉专家。
空中触觉如何工作? Ultraleap 的专利算法可调制超声波以在半空中产生触觉。无需控制器或可穿戴设备:“虚拟触摸”技术使用超声波换能器将形状和纹理直接投射到用户的手上。 Ultraleap 的技术意味着车内每立方厘米的空间都可能变成可编程的触觉界面。
车载装置通常包括安装在产品面板下方或单独控制面板中的一组超声换能器。该技术与手部跟踪系统(通常是 Ultraleap 自己的世界领先的跟踪软件和硬件)相结合。
传感器可以提供距离表面最远 1 米(3 英尺)的触感。感觉的准确性相距不到一个手指的宽度,并且可以跟踪手的位置、手的形状和手势。

Ultraleap 和诺丁汉大学的一项合作研究表明, 11项空中触觉反馈用于汽车用户界面可降低出错率、“眼睛离开道路”时间和心理负担。 部分交互类型深受用户喜爱。
该研究测试了两种不同类型的交互:滑动条和按钮。48 名参与者每人使用四种不同类型的界面进行了四次模拟驾驶:
- 触摸屏
- 触摸屏+空中触觉
- 手势控制
- 手势控制+空中触觉

根据高级用户体验研究员 Felipe Almeida 和 Immersion 产品经理 Ranjini Raghuveer 于 2020 年 5 月 20 日在 Haptic Learning Industry 上发表的一篇论文,从现在到 2040 年,预计将发生彻底的范式转变,这将导致:
- 自动驾驶与在整个车舱中采用触觉技术的换位。汽车控件将转移至用户设备,用户界面也将如此。
- 对沉浸式体验的更大需求,增加了触觉价值的娱乐性。一旦设置好,触觉在安全和改善用户体验方面所起的作用将与乘车过程中所需的驾驶员干预水平相匹配。
- 虚拟驾驶舱,通过触觉反馈巧妙地控制从窗户、座椅到娱乐包的一切。
- 可穿戴设备和嵌入式元素将触觉技术从“车内触觉”转变为“用户触觉”——反馈不仅限于触摸面板、表面或中控台,而是在用户的衣服和汽车座椅上创建触觉反馈以及与汽车数据系统连接以提供环境体验。
- 自动驾驶汽车让旅行更安全、更可行、更互联、更有趣,无需人工干预或数据过载,未来可期。