本文作者为上海交通大学设计学院的张双烨、董占勋*、李亚鸿、傅炯，发表于2024年6月的《包装工程》期刊第45卷第12期。该文章是一篇针对智能座舱领域的情感计算应用与交互设计的研究综述与设计方法探讨。文章的主题为“面向智能座舱的情感计算框架及其交互设计研究”。

文章首先阐述了研究的背景与目的。在人工智能、大数据等技术推动下，汽车座舱正从传统驾乘空间向多功能智能终端演变，座舱交互体验成为核心。情感计算作为使计算机能够识别、理解和表达情感以实现自然交互的关键技术，在提升智能座舱的安全性、舒适性和娱乐性方面具有巨大潜力。文章旨在系统分析情感计算在智能座舱中的应用现状，并探索面向智能座舱的情感化交互设计方法与流程，以期为设计实践提供新的思路。

文章的第一个主要观点是系统梳理了情感计算在智能座舱中的应用框架，包括情绪对驾驶的影响、情感计算的应用价值以及具体的情绪识别技术。在论述情绪影响时，文章引用了Ekman的六种基本情绪理论和Russell的效价-唤醒度二维情感模型作为理论框架，并援引多项研究指出低效价和高唤醒度情绪会对驾驶表现产生负面影响，如降低车道保持、转向等任务的执行水平。关于情感计算的应用价值，文章从安全性和舒适性两个角度展开，并举例起亚汽车的R.E.A.D.情感自适应座舱作为实际应用案例。对于情绪识别技术，文章详细分述了基于面部表情、语音、神经生理信号（如皮肤电活动、心率变异性、脑电）的单模态识别方法，并重点强调了多模态情感识别通过融合多种特征（如面部特征与心率）来提升准确性的优势。这部分内容引用了相关研究作为技术发展的佐证，例如高纯度特征分离（HPFS）、认知特征增强模型CogEmoNet、驾驶员语音情感识别网络（GL-DSED）以及融合面部几何特征与心率特征的卷积双向长短期记忆神经网络（CBLNN）等方法，旨在解决座舱环境中光照、噪声、认知负荷抑制等应用挑战。

文章的第二个主要观点是提出了一套完整的基于情感计算的智能座舱交互系统设计方法。该方法论构成了文章的核心贡献，包含三个关键步骤。第一步是确定情绪感知与识别方法，强调需根据驾驶场景和目标情绪的特点，恰当地选择和融合多模态技术。第二步是形成情感调节策略与交互原则。文章区分了两种主要策略：对于愤怒、紧张、疲劳等负面情绪，采取“扭转负面情绪”的策略以保障安全；对于愉悦、放松等积极或中性情绪，则采用“使汽车功能适应驾驶员情绪”的策略以提升体验。围绕这些策略，文章提出了六条交互设计原则，分别是：保证驾驶任务优先、运用多模态交互、控制交互干扰程度、提供积极的情感反馈、允许个性化调整以及考虑文化差异。这些原则为解决人机交互中的安全性与体验感平衡问题提供了指导。第三步是设计具体的情感化交互流程。文章详细介绍了三个核心交互模块：具备情感表达功能的语音模块，需语气渐进、角色一致；涵盖仪表盘、中控屏、抬头显示（HUD）等在内的HMI（人机界面）界面，强调减少认知负荷与多屏协同；以及通过灯光、温度、气味、音乐进行自适应调节的座舱环境模块。这三个模块通过一个“用户情绪知识库”相互联系，该系统能够学习用户情绪与行为的关联，从而实现场景预测与智能化交互。例如，当系统识别到用户情绪愉悦并提及“旅游”时，可主动推荐进入娱乐模式。

文章的第三个主要观点是以调节新手驾驶员负面情绪为具体案例，进行了交互设计实践，将前述方法论应用于实际场景。首先，文章分析了新手驾驶员易产生的紧张、害怕、焦虑等情绪的特点（低效价、高唤醒度），并提出了针对性的识别技术组合：使用面部表情识别结合毫米波雷达监测心率和呼吸频率。其次，在通用交互原则基础上，为新手驾驶员补充了三条特定原则：简化交互以降低认知负荷、提供陪伴和情绪支持以建立信心、关注超车变道等特殊驾驶场景。最后，文章针对“超车或变道”和“雨雾恶劣天气驾驶”两个典型场景，给出了详细的情感化交互设计方案。在“超车或变道”场景中，由于操作复杂、时间短，主要采用视觉（一体屏彩色光点动效、蓝色氛围灯、情感可视化语音助手动效）与听觉（共情式语音鼓励）相结合的即时反馈方式。在“恶劣天气驾驶”场景中，由于持续时间长、操作相对简单，则融合视觉（界面动效、蓝色氛围灯）、听觉（自适应音乐推荐）和嗅觉（具有安神效果的车载香氛）进行综合调节，并强调给予用户选择权，避免“家长式”风格。

文章的最终部分总结了研究的意义与价值。本文通过梳理情感计算在智能座舱中的应用现状，提出了一套系统的情感化交互系统设计方法论，并进行了具体场景的设计实践。尽管其设计效果有待实际验证，但该研究为智能座舱的情感化交互设计提供了清晰的设计流程、原则和富有启示性的参考案例。随着人工智能等技术的持续发展，基于情感计算的智能座舱交互设计将拥有广阔的发展前景，而深入研究不同驾驶场景下的情感识别技术、交互策略与设计方法对推动座舱技术发展至关重要。本文的价值在于它并非单纯的技术综述，而是构建了一个从理论分析、框架提出到场景实践的设计研究闭环，对学术界和工业界在智能座舱用户体验设计领域均有重要的借鉴意义。