在过去的100年时间里，汽车人机交互的功能逐步扩展，普及度渐渐提高。而在2010年代开始的最近10年，汽车人机交互迎来了前所未有的快速发展，成为了汽车产品中最重要的模块之一。

从20世纪20年代开始，无线电收音机进入了汽车座舱。1923年，美国车身制造商Springfield和英国Daimler为汽车提供原装的收音机，价格高达车辆价格的约25%。驾驶员需要使用旋钮来调节音量和频道。30年代晚期，车载收音机出现了用按键选择电台的交互方式。1966年，福特Thunderbird首次将按键设置在了方向盘的辐条上，用来控制定速巡航。

福特Thunderbird（1966年）的方向盘按键

随后便有越来越多电子元器件加入到了车载系统中，例如车载电话、无线电通讯设备和卫星导航等装置的集成，使汽车座舱实现了电子电气化。20世纪70年代开始，虚拟显示单元逐步被广泛应用在大众生活的方方面面。1986年，美国通用汽车公司推出别克Riviera汽车，搭载了可触摸中控屏“图形控制中心”。

别克Riviera(1986年)的可触摸中控屏“图形控制中心”

以中控屏为控制中心的人机交互系统出现端倪，但由于当时电子与通讯技术还不够发达，人机交互的中控屏并未迅速普及。1999年，德国戴姆勒公司推出梅赛德斯-奔驰S级轿车，带有一块非触摸式的彩色中控屏，被称为“Command系统”，成为了车载中控屏快速发展的起点。

梅赛德斯-奔驰S级（1999年）的非触摸式中控屏“Command系统”

进入2010年代，汽车人机交互开始快速发展。

2011年，基于Nuance语音识别技术的福特Sync系统可以支持超过1万条语音控制指令，标志着语音控制开始从简单的机械式指令走向自然语言理解。2012年，特斯拉推出了其首款大规模量产的车型Model S。它的中控区域只有一块17寸触摸屏，集成了更多互联网内容，也取代了传统中控区域的按键和旋钮，标志着中控屏成为了车内人机交互的核心。

特斯拉Model S（2012年）的17寸中控大屏

2016年，上汽集团发布了定位为“全球首款量产互联网汽车”的荣威RX5。它搭载了由上汽与阿里巴巴联合打造的斑马操作系统，让地图和娱乐内容真正做到实时在线，提出了地图为桌面的交互框架，拥有了能够理解自然语言的语音控制系统，并且连续多年为用户提供系统远程升级服务。

荣威RX5（2016年）搭载斑马操作系统

汽车人机交互的发展也是对人类感官通道的拓展。按键使用了人少量的视觉和触觉，中控屏大大拓宽了视觉通道所传达的信息量，语音控制则将听觉的通道充分利用起来。这一发展过程提升了交互的效率，体现出了“以人为本”的设计进化思维。

当前，一辆典型汽车的人机交互系统由中控屏、仪表屏、中控区域按键、方向盘按键、语音控制系统等组成。

• 中控屏是大多数汽车人机交互系统的核心设备。利用层级结构的设计，它可以用有限的面积显示几乎无限的信息。可触摸的屏幕操作非常直观，它既是输入设备也是输出设备。

• 仪表屏由传统汽车的机械式仪表演变而来。除了显示传统仪表的行车必需信息，仪表屏还可以显示地图、导航、音乐等内容，让驾驶员更加高效地了解这些信息。

• 中控区域按键是传统汽车人机交互最重要的组成部分，但随着中控屏尺寸的增大和功能的扩充，越来越多的实体按键被中控屏所取代，甚至有些车辆已经完全没有中控屏区域的按键了。

• 方向盘按键可以让驾驶员在手掌不离开方向盘的情况下，只移动拇指，就能够进行操作，提升了便利性与安全性。

• 语音控制在汽车人机交互中扮演着越来越重要的角色。它的交互方式更加自然，和人与人之间的交谈非常相似。一些车型已经可以通过语音控制座舱内几乎所有的功能。

典型的汽车人机交互系统产品形态

此外，有些车辆的人机交互系统还会有抬头显示器（HUD）、下控屏、副驾屏等。抬头显示器通过光线反射将信息以虚像的形式投在挡风玻璃之外。驾驶员可以在视线不离开道路的情况下，阅读这些信息，从而提升驾驶安全性。抬头显示器使用增强现实（AR）技术之后，还可以将虚拟的图形叠加在真实的道路上，让驾驶员在正前方看到更加丰富、直观的信息。下控屏是在中控屏下方的屏幕，用来取代大部分或全部的中控区域按键。下控屏内的层级结构较为简单，使用逻辑更加接近按键，而非中控屏。副驾屏为副驾驶员显示信息，包括音乐、视频、游戏等。副驾驶员不需要开车，可以全神贯注地使用副驾屏，所以其功能和体验与平板电脑更加接近。

广义的人机交互还包括车门上的升窗按键、座椅侧面的调节按键、转向柱上的灯光拨杆等。这些功能相对独立，不同车型间的设计没有显著差异，所以通常不是汽车人机交互的主要研究对象。

汽车人机交互在不断进化之中。未来，更多的交互模态将被引入车内，例如隔空手势控制、眼动控制、表情控制，甚至利用脑机接口的意念控制。更多的模态都在拓展汽车人机交互的边界，带来新的可能性。不过在短期的未来，这些新型交互模态所传递信息的密度和精度比较有限，所以它们主要会是对现有人机交互系统的拓展，而不会完全取代中控屏、语音等当今的主流交互模态。

此外，驾驶和出行相关的信息越来越多，却并不意味着用户需要处理的信息也必须同步增加。场景化、主动化的交互可以化繁为简。汽车人机交互系统基于特定场景，应当能够主动地筛选用户可能需要的选项，并且只将这些选项呈现给用户，让交互体验更加轻松。场景化、主动化的交互表面上会拥有更加简单的界面，但其背后需要强大的信息与算法的支撑。

汽车人机交互发展的本质是将线上的数字世界与线下的真实世界不断打通。中控屏的出现是利用车内数字信号去控制车辆的实体功能，语音交互的出现是借助车外云端的数字处理能力理解用户对真实车辆控制的需求，在线地图和生态服务则是利用数字化的屏幕引导用户前往真实世界中的目的地……未来，增强现实、元宇宙等数字概念也会进入座舱，让用户更加顺畅地在数字世界与真实世界之间无缝穿行。