2019年3月10日,埃塞俄比亚航空一架波音737 MAX 8飞机发生坠机空难,这是继去年10月29日印尼狮航空难事故之后,波音737 MAX 8飞机发生的第2起空难。这次空难导致机上157人全部遇难,包括8名中国公民。

报道称,这架失事的航班起飞一分半钟后,飞机开始因不明原因下降了将近一分钟,然后才再次爬升。这段时间内,飞机持续加速,速度远远超过了飞机起飞阶段正常的速度。三分钟后,飞机坠毁。

截至目前,导致此次事故的原因尚未查明。不过,跟踪这架埃航航班的卫星数据显示,此次坠机与去年10月29日印尼狮航坠机事故存在相似之处。

当时执飞的波音737 Max 8,因一个攻角感应器失灵,导致机动特性增强系统(MCAS)错误地判定飞机即将失速,从而控制飞机进入俯冲状态,最终因失速而坠毁,机上189人全部遇难。

波音737 Max 8的发动机直径过大,在某些仰角容易发生飞机失速的重大安全事故。安装MCAS系统的目的,就是要在飞机失速发生时,自动压低机头,进入俯冲状态以获得速度。

但是,在发生故障时,波音737 Max 8自动激发俯冲的操作权限高于飞行员的操作权限,致使飞行员无法及时改平飞行姿态。民航飞机在飞行过程中需要保持一定的飞行姿态,如果飞行姿态过大,反而导致飞机失速下坠。

自动化、智能化水平的提高,反而引发了一起起机毁人亡的恶果。这一个反向闭环,似乎暗示着人类的自大正在被上帝不屑地抛弃了,也宣告了无人驾驶技术还要凉凉至少20年。

二

民用航空早已实现部分自动驾驶。现在的民航客机,除了起飞、降落等时间,飞行基本都是靠飞机自己。

飞机之所以能够部分时间实现自动驾驶,跟其飞行环境、运行规则有关。民航的空中航线看似非常宽阔,其实是在全球统一的管控系统下被严格约束的,飞多高、飞多快都是由空中管制决定的,飞行员只是执行指令。

相比之下,汽车的行驶环境要复杂得多,地面的公路要比空中的航路有着更多不确定性因素,虽然制定了严格的道路交通规则,却不是人人都熟知并随时遵守这些规则。所以,汽车无人驾驶的时间表比飞机还要延后。

波音频发的空难背后,让我们不得不思考这样一个问题:人类到底应该在何种程度上信任人工智能(AI)?究竟是人类掌控技术,还是技术支配人类?

控制论创始人维纳指出,人有人的用处,机器有机器的用处。清华大学人工智能研究院院长张钹院士一再强调,人类的最大优点是小错不断、大错不犯,机器的最大缺点是小错不犯,一犯就犯大错。

目前的人工智能技术显然是有重大漏洞的,原因在于人工智能所作出的判断都是刚性的,它不会自我修正,但是人类是可以的。所以,人工智能是一把双刃剑,它给人类带来巨大福利的同时,也给人类带来了巨大危险。

在飞机上,当然应该安装自动驾驶系统,但是在最后决定权的归属上,人类应该具有超越人工智能的权限。汽车自动驾驶也该如此。

三

汽车无人驾驶就是要提高汽车行驶安全性,减小道路交通事故。无人驾驶能让原来的驾驶员在车上玩手机而不影响行车安全,能让汽车行驶效率提高、行车路线优化,还能减少塞车和排放。

近些年来,开车玩手机已经成为了一大社会公害,成为了道路交通事故三大原因之一。数据显示,全国各级人民法院机动车交通事故责任纠纷一审审结案件中,排名前三的事故诱因分别是无证驾驶、酒后驾驶和开车玩手机。

据科学分析,开车时看手机发生事故的概率是普通状态下的23倍,开车打手机发生事故的概率是普通状态下的2.8倍。当司机在低头看手机的瞬间,车辆实际上处于盲驾状态,潜在的危险可想而知。

再有价值的手机信息、再紧急的手机通话,相对于人的生命来说都是微不足道的。所以,我们奉劝那些开车玩手机的人,再重要的信息也要等停车后再看,再紧急的电话也要等停车后再打。

近些年来,随着汽车中控触屏化,驾驶员在驾驶过程中,低头看中控触屏成为了刚需,驾驶员眼睛频繁地离开前方道路,其安全隐患甚至不亚于开车玩手机。一些汽车的中控屏集成了众多信息娱乐功能,更多地分散了驾驶员的注意力。

我们能够通过法律禁止驾驶员玩手机,我们却不能禁止驾驶员操作中控触屏。那么,我们就必须设计出一种科技方案,既能提升汽车智能化水平,又能保障汽车行驶安全;或者既保留实体按钮操控的安全性,又拥有中控触屏的智能化水平。

科技发展必须以人为本,首先要服从并服务于保障人类的生命安全,这是发展包括人工智能、人机交互在内的高科技必须遵循的基本原则。

四

汽车智能化、自动化、网联化导致汽车功能不断增加,中控台有限空间已经容不下那么多按键了,中控触屏化势在必行。然而,用虚拟按键代替实体按键,反而导致驾驶员因失去肌肉记忆而无法盲操作。

点击操作时,驾驶员双眼要离开前方道路,在光线变化的触屏上搜索按钮,驾驶员手指也要迅速移到按钮上方。在汽车行驶微振动环境下,驾驶员手指按压触屏时间不宜过短。在这几秒钟内,车辆在接下来的几十米内一直处于无人驾驶状态。

中控触屏化还造成了触屏布置的两难局面:触屏靠近驾驶员,驾驶员要低头或者扭头观看,触控操作顺手却不顺眼;触屏靠近前挡风玻璃,驾驶员要伸长手臂甚至挪动身体,触控操作顺眼却不顺手。

于是,智能语音遥控和隔空手势遥控在智能汽车上盛行开来。前者驾驶员通过对话与中控台交流,后者驾驶员用手在驾驶室特定区域比划手势进行遥控。两者都能让显示屏位于驾驶员前方位置,让驾驶员视线不再偏离前方道路。

然而,智能语音遥控并未解决驾驶员分心问题。驾驶员在发动机噪声、胎噪、风噪、环境噪声交织的驾驶舱内声控汽车,再强大的人工智能也无法准确识别驾驶员声控指令。在较长时间对话里,驾驶员一直处于分心状态,他的注意力不得不集中在语音反馈上。

隔空手势遥控看上去很美。例如,驾驶员手指顺时针转动增大音量,逆时针转动则减小音量。不过,要让驾驶员记住众多手势动作及其对应的操作内容并非易事。科学研究表明,驾驶员最多记得住八个手势动作,而智能汽车需要操作的内容岂止八个。

汽车智能化的本意是要提高汽车安全性,却反而使得汽车行驶更不安全了,目前的触摸控制、语音控制、手势控制都化解不了这一矛盾。只有新的人机交互方式才能化解这一矛盾,这就是触控2.0。

五

我们将中国汉字工程院院长钟林发明的、基于触控三大定律的第二代触控交互方式,称之为触控2.0;而将目前广泛应用于智能手机和平板电脑的、由乔布斯和苹果公司首推的第一代触控交互方式,称之为触控1.0。

触控2.0交互方式的主要技术特征是方位手势加卡片提示界面,它的卡片是用来提示驾驶员操作的,而不是用来点击的,它的用户界面里不存在任何按钮,既无任何实体按钮,也无任何虚拟按钮。

所谓方位手势,包括点击、长按和直线滑动三大触摸手势,它们都是驾驶员手指朝向某个方位的移动动作。对三大触摸手势所操作功能的重新定义,概括为触控三大定律。

点击就是滑动,滑动也是点击,这是触控第一大定律。其中,点击手势所操作的内容提示在中央卡片上,八个方位滑动手势所操作的内容分别提示在对应的八个方位的卡片上。

点击就是进入,长按则是退出,这是触控第二大定律。驾驶员手指长按触屏,则返回上级页面,继续长按则返回主页,返回主页后长按则关机,关机后长按则重启。

长按就是按住,离开则是松开,这是触控第三大定律。驾驶员手指在触屏上先滑后按(即滑按手势),模拟的是按住滑动方位上的按钮不松开,驾驶员手指离开触屏,模拟的则是松开按钮。

例如,调节空调温度时,驾驶员手指在触屏上向右滑按,则操作汽车提高空调温度;浏览导航地图时,用户手指在触屏向下滑按,则操作导航地图向下方连续滚动;用户手指离开触屏,则结束温度调节或者结束地图滚动。

六

无论是驾驶舱里的实体按钮操作,还是中控触屏上的虚拟按钮操作,采用的都是按钮点击界面,驾驶员手指必须接触按钮才能产生操作效果,所以,按钮布置在哪里,驾驶员手指就要移动到哪里。

所不同的是,驾驶员能够通过手指触感搜索确认实体按钮,却无法通过手指触感搜索确认虚拟按钮。因此,驾驶员能够盲操作实体按钮,却无法盲操作虚拟按钮。频繁的触摸操作会导致驾驶员频繁地转移视线。

虚拟按钮分布在整个触屏区域,驾驶员手指活动范围也要覆盖整个触屏区域,触屏的操作界面即是显示界面,就是说,触控1.0的操作界面与显示界面是一体化的,实行的是显控一体操作模式。

而在卡片提示界面中,屏幕上的卡片都不是按钮,因为这些卡片都不是用来点击的,而是用来提示驾驶员操作的,每张卡片所承载的图文信息都是操作提示信息。所以,触控2.0的卡片界面只是提示界面。

触控2.0的操作界面与显示界面是可分离的,触屏可分离为显示屏和触控板,实行的是显控分离操作模式。分离开来的显示屏便于布置在驾驶员顺眼观看的地方,触控板便于布置在驾驶员顺手操作的地方。

触控2.0交互方式由此应用于包括平视显示器、导航显示屏、仪表显示屏、智能后视镜在内的各种显示终端,应用于包括触屏、触控板、智能内饰表面在内的各种触控装置。

采用触控2.0之后,在智能驾驶舱里,人们看不见任何以实体形态存在的按钮、旋钮、开关、摇杆,触控功能完全隐藏在智能内饰表面,显示功能只在需要时,才会激活并呈现在智能内饰表面。

七

采用触控2.0交互的智能汽车,除了转向、制动、变速继续采用方向盘、踏板、手柄操控之外,各种机械液气装置、电子电器设备、信息通信设施,将在智能驾驶舱智能内饰表面上统一进行触控操作。

驾驶员单指比划则操作仪表屏,包括喇叭、灯光、车门、车窗、雨刮器、喷水器;驾驶员双指比划则操作导航屏;驾驶员三指比划则操作中控屏,包括空调、手机、广播、CD以及后视镜、驾驶座椅、方向盘调节。这就是触控2.0独有的分指操作模式。

分指操作模式不仅将三个触控板合并为一个触控板,更重要的是,将一个触控板扩展为智能驾驶舱内的整个智能内饰表面,方便驾驶员手指在任何智能内饰表面上,操作原本要用各种按钮、旋钮、开关、摇杆操作的各种功能。

在智能内饰表面上,操作结果与驾驶员手指的所处位置无关,只与驾驶员手指的滑动方向有关。驾驶员仅凭直觉就能控制好手指滑动方向,无需将视线转移到智能内饰表面上,无需观察手指的操作过程。

每个显示屏只设置两级页面,驾驶员比划滑动手势则操作一级页面,比划滑按手势则操作二级页面,比划长按手势则操作返回上级页面。智能汽车触控2.0交互时,驾驶员只需比划滑动手势和长按手势。

驾驶员手指在智能内饰表面上滑动长按时间,要比点击长得多,驾驶员手指与智能内饰表面的接触面积,也比点击大得多,不存在因接触时间短、接触面积小、按压力度轻而导致触控失败。

触控1.0、智能语音、隔空手势只能用于操作电子电器功能、娱乐信息功能,无法用于操作汽车驾驶功能,因而无法消灭各种按钮、旋钮、开关、摇杆,原因在于它们解决不了汽车安全驾驶前提下的实时可靠操作问题。

八

在车联网时代,尽管需要驾驶员关注的信息量在大幅增加,但是,驾驶员所拥有的注意力总量却始终未变。这就意味着,我们必须尽量减少信息交互对驾驶员注意力资源的占用量,以确保驾驶员的注意力更多地放在前挡风玻璃上,而不是放在各种屏幕上。

相比于触控1.0交互、智能语音交互、隔空手势交互,触控2.0交互占用驾驶员注意力资源最少,这是因为触控2.0具有最高交互效率,能够让驾驶员迅速完成交互,立刻将注意力转移到驾驶上来。

交互效率取决于两大因素:一是交互界面的识记效率,二是交互界面的操作效率。交互界面的识记效率和操作效率越高,交互效率也就越高,占用驾驶员的注意力资源也就越少,汽车行驶也就越安全。

数据分析表明,在各种交互界面中,九宫格卡片界面的识记效率是最高的。卡片大而醒目,卡片的操作提示和位置关系一目了然,便于驾驶员快速浏览。

随着操作次数的增加,驾驶员扫描屏幕的频率会越来越低。熟练操作之后,驾驶员有意识或者无意识地记住了卡片界面,再也用不着扫描屏幕了。当卡片界面固化在驾驶员大脑之中,驾驶员便进入无界面盲操作状态。

触控2.0的操作规则简单明了,操作动作小幅隐蔽。在驾驶员脑子里,很容易通过各张卡片快速建立起各条操作指令与各个方位手势之间的对应关系,以致于驾驶员无须刻意记忆,极易养成下意识、条件反射式的操作习惯。

尽管空难十分惨烈,它对人类的杀伤力远远不及车祸。据统计,自汽车诞生以来的一百多年间,倒在汽车轮子下的人数已经超过了两次世界大战死亡人数的总和,车祸已经成为继疾病之后的第二大人类杀手。

在实现无人驾驶之前,当务之急是在将触控2.0交互方式引入智能汽车,以消除汽车智能化导致车祸增加的隐患。更何况,即便智能汽车实现了无人驾驶,同样离不开触控2.0交互。汽车是个公共空间,不允许大声喧哗和手舞足蹈,需要的是像触控2.0这样的平静交互方式。