通过声音减少晕车？自动驾驶汽车的声音研究有点厉害

沃尔沃及其合作伙伴的一项最新研究指出：随着人们逐渐远离内燃机，会越来越熟悉电动汽车的声音，但自动驾驶汽车可能需要自己的“配乐”。

这项为期两年的项目就着眼于如何让乘坐自动驾驶汽车的乘客建立对自动驾驶系统的信任，以及如何利用声音来避免晕车。它还提出了一种叫“声波灵魂”（sonic soul）的东西，可以让人们对自动驾驶汽车这一未来的交通工具感觉不那么陌生。

目前，汽车音响技术一般分为三类。最常见的是我们用于音乐的音频系统；最近增加的一个功能是主动噪声消除，一些车辆依靠它来消除道路和风噪声。最具争议的是噪音增强，有时会通过将噪声传到驾驶室来强调发动机的声音，假设因为它，我们会认为这辆车行驶的速度更快。

但是，全自动驾驶汽车（AV）与司机的交互程度不同。事实上，这个人已经不再是司机了：和传统的控制方式不同，L4级和L5级的自动驾驶汽车只需设置一个目的地即可，车上的每个人都是乘客。

对自动驾驶汽车的大部分技术研究都围绕着它们如何感知道路和其它车辆等道路使用者，如何能安全高效地在市区和高速公路上行驶。然而，除了关于未来自动驾驶汽车车舱的想法以外（未来自动驾驶车舱通常定位为一个类似休息室的空间，而不是现在这种面向同一方向的多排座椅），对乘客所处的车内环境的考虑是相当少的。

当然，沃尔沃也研究过自动驾驶汽车车舱的设计。早在2018年，它就推出了沃尔沃360c的概念，这是一款自动驾驶的车型，它将被视为越野飞行的替代品。您无需搭乘飞机，只需乘坐360c自动驾驶车，在其可相互转换的躺椅/床上入睡，一夜之间到达目的地。

除了座位设计的改变，沃尔沃的最新项目——与研究所RISE和Pole Position Productio的声音制作专家们合作——探索了自动驾驶汽车中的声音设计。智能汽车中的声音交互（SIIC）致力于如何通过声音，在建立乘客对自动驾驶系统信任的同时，还能帮助乘客避免晕车。

“SIIC机制背后的主要思想是一组不同类型的声音或者是声音‘层’。”研究人员解释道，“我们更想使用‘层’来表述而不是声音类型，因为我们建议在自动驾驶汽车中使用的声音不是人们在智能手机中能发现的那种传统的蜂鸣音，而是应该更平滑、更连续的。此外，多个声音层可能同时活跃，因此这么命名。”

沃尔沃汽车公司的交互式声音设计师Pontus Larsson博士在接受采访时说：“在目前的汽车中，它更像是一种反应性的声音或者碰撞警告……我们的方法更加主动，是以更加微妙的方式提前告知，这样你就不会觉得需要采取什么措施。”

SIIC设计了一组声音，这些声音可以有意识或潜意识地塑造司机对自动驾驶汽车的体验。例如，“情感声音”（Emotional sounds）可能是当你进入自动驾驶汽车或打开其电源时播放的声音，旨在表明它可以识别并理解你。“意图声音”（Intention sounds）将用于突出提醒即将发生的动作，比如将在十字路口停下来。“策略声音”（Strategy sounds）表示长期规划形成，比如路线的优化。而“感知声音”（Perception sounds）将有助于标记车辆正在经历的情况。

Pole Position Production在汽车声音方面拥有丰富的经验，不过到目前为止，这些经验主要还是在游戏领域。首席执行官兼创始人马克斯•拉克曼（Max Lachmann）解释说：“在游戏中，我们习惯于引导玩家穿越不同的场景——故事、任务或关卡，我们只需要向他们提供完成这些任务所需的重要信息。”

拉克曼说，在信息和保证方面，不同类型的乘客可能有不同程度的需求。有些人可能会坚持使用尽可能多的数据，陶醉于看到汽车能够识别每一个行人、骑自行车的人和道路标志的经历。而另一些乘客可能更需要建立信任，只是想知道这辆自动驾驶汽车在控制之中就行了。另一方面，员工们可能希望自动驾驶汽车能让他们在做“司机”的同时还能专注于其他任务。

“我们是从更具交互性的角度出发来看这个问题的，”沃尔沃汽车公司的交互式声音设计师Fredrik Hagman说，“我们能否最大限度地提高这些声音的可用性，从而增加信任感以及自动驾驶汽车和司机之间的‘交流’。就好像汽车在告诉司机：我看到了一切情况，接下来我会开慢些。”

除了安全保证之外，令人无法放心的事还有因晕车而造成的恶心——或者说如何避免这种晕车。现在司机晕车的情况是非常少见的，但是当处于自动驾驶汽车控制的状态时，车上的每个人都可能受到影响。

Pontus Larsson博士解释说：“晕车是一个非常复杂的现象，人们的感受不尽相同，但是我们发现，除了视觉之外（比如你向下看，会得到与您的身体感觉不同的视觉印象）……还有一种预期的感觉……如果你不知道会发生什么，那也会容易触发晕车……我们会用声音让人们知道即将发生什么，所以即使他们低着头也已经能做好准备。”

现有的研究认为，在车舱中播放简单的音调可以有效地促使乘客期望向前或向后移动。沃尔沃将测试车带到轨道上，来看这个推论是否属实，结果发现即使只有一个简单的扬声器和基本声音，也能实际减少晕车的情况。

然后，他们通过轮流分解来增加。拉克曼说：“在我们的测试中，我们确实有panning sounds，我们有不止一个扬声器。利用panning sounds模仿即将到来的转弯时车移动的声音，乘客们一致反映说晕车的感觉减少了。”

拉克曼承认：“我可能并不完全相信这样可以减少晕车，但是我对我们取得的这个成就感到非常惊讶。”

自动驾驶汽车具有某种显示功能来显示车辆行驶路线并不罕见，但使用声音提示意味着乘客不必实际查看仪表。如果他们想在车上阅读，在笔记本电脑上工作，甚至打瞌睡，这就是关键。

当然，声音也会带来自身的问题。当前车辆发出的大多数噪音都是为了引起人们的注意，而不是悦耳动听。很少有人喜欢听“系好安全带”的哔哔声。“声音可能具有干扰性，我们不应该忽视人们可能被声音打扰到的事实。我们正试图用一种既有效又美好的方式为用户服务。”

研究小组提出的调音板来自模拟和数字声音发生器的混音（尤其是Reaktor），然后进行了进一步的分层和处理。由此产生的音频并不特别引人注目，请看以下这个“意图声音”的例子（自动驾驶汽车警告它将在1-2秒时间内完成某事）：

Volvo自动驾驶技术 信任-意图的声音

同时，所谓的“skeuomorphic sonification”是感知声音的基础。在此示例中，感知声音突出显示了自动驾驶汽车已发现另一辆车辆的驶近。

Volvo自动驾驶技术，信任-感知的声音

研究小组的实验表明，在28名VR头盔乘坐虚拟车辆的参与者中，有27人更喜欢将声音打开而不是关闭。“结果显示，在大多数用例中，听觉显示对信任的影响很大。参与者还反映，这辆车在有声音的情况下会显得更加智能。”而在测试跑道上，意图声音表示即将到来的加速、减速和转弯，20名参与者中有17人表示喜欢乘坐带有声音提示的车辆。

拉克曼认为，全自动驾驶汽车还有一段路要走。尽管等L4和L5的车辆普遍出现在路线图上还有挺长一段时间，但L3的一些系统可能已经不远了。例如，沃尔沃计划推出一款名为Highway Pilot的Level 3系统，该传感器套件至少会在2022年之后用于某些新车中。

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