Uniphy的智能表面技术

驾驶员分心的情况只会越来越普遍。依靠触摸和感觉的新用户界面可能会有所帮助。Uniphy声称其基于光学的汽车内饰方法使设计师能够建立自由形式的界面，在不影响车辆美学的情况下实现所需的功能。

今天，似乎所有的电子产品都变得越发智能了。扬声器、电器、内外后视镜，甚至是织物。汽车也在这条发展路径中，车厂希望消费者了解到的未来汽车是“车轮上的智能手机”。

但与围绕LED显示屏的严格要求构建的智能手机用户界面不同，下一代汽车内饰将拥有智能皮肤。驾驶员和乘客将与内置于仪表、车门和车厂想要让乘客触控到的任何地方的触摸表面进行互动。Research and Markets预计，到2026年整个智能表面的市场规模将超过1000亿美元，有40多家公司正在开发相关技术。

在产品表面建立接口可以降低组件和装配成本，同时增加可靠性。无缝的界面没有湿气和灰尘的入口，而湿气和灰尘会损坏部件并缩短产品寿命。

工业设计师也是赢家，因为智能表面将他们从必须围绕矩形的用户界面模块进行设计中解放出来。他们可以直接在产品表面设计自由形式的用户界面，使控制点符合产品的形状。

英国利兹的Uniphy成立于六年前，CEO Jim Nicholas表示，该公司正依靠其“与显示器无关”的智能表面技术来控制从家电到汽车空调、娱乐系统和电动座椅的一切。他说，Uniphy的Canvya技术可用于玻璃或塑料，可创建任何形状的表面。环境视觉效果可以被设计进去，“因为表面本身就成为一个屏幕”。3D表盘和按钮是由产品的表面塑造的。

Uniphy的汽车概念效果图展示了一块塑料片从仪表向下延伸到中控，各种控制部分嵌入到塑料片上，用于娱乐系统和空调控制等功能。Nicholas进一步介绍说，比如车门板可同时作为一个控制表面，有控制音乐或座椅位置的按钮和滑块。这些表面还具有缩放功能。

Uniphy的智能表面可以是光滑的，如果需要也可以加工成纹理，例如在车载环境中。Nicholas描述了集成在汽车智能表面上的凹槽，有触觉的3D突起和凹点。这些纹理加上触觉反馈，使驾驶员能够通过感觉来控制功能，同时可以继续注视在前方道路上。

今年3月，现代汽车表示其欧洲技术中心正在与Uniphy合作开发智能HMI，“以彻底改变驾驶员和乘客的体验”。该技术结合了非导电的手指压力触摸感应与物理HMI功能，包括表盘、按钮和滑块。这两家公司说，该解决方案集成了触觉反馈、触摸手势和接近识别，并能与流行的语音控制引擎集成。

Nicholas引用了汽车行业3-5年的典型量产时间，设想与现代汽车在2025-2026年实现量产。但他表示，电动车对行业的颠覆可能对Uniphy有利，有可能将时间缩短到1.5年。

同样在3月，Uniphy宣布与汽车内饰公司Grupo Antolin合作。两家公司正在研究使用”触摸轮廓（touch contours）“的车载用户界面，如纵向或圆形滑块和凹/凸触摸表面的表盘，以及与显示器和照明解决方案集成的触摸/手势和接近识别。

Nicholas说，Uniphy从汽车行业起步，因为车厂“更愿意与处于Uniphy发展阶段的公司合作”。他说，汽车行业也倾向于展示“大趋势”，这使其成为了解竞争格局的良好平台。

该公司为其自由形式的3D智能表面的设想不仅局限于汽车领域。Nicholas说，它“即将”与几家家电制造商合作进行PoC设计，并可能在2023年下半年与其中一家或多家制造商进行量产。他说，设备集成提供了一种验证公司的“成本论证”和它的制造工艺的方法。CEO预计今年晚些时候将发布合作公告。

Uniphy的主要竞争对手是模内电子技术（in-mold electronics），该技术使用嵌入导电薄膜、传感器、执行器和其他组件的注塑塑料，Nicholas称之为“基于电场的技术”。

Dupont就将其模内电子技术描述为创造“智能表面”，将电容开关直接印在设备表面，集成了电气连接、电容开关、弧形触摸表面、传感器、LED和屏幕。Dupont说，通过消除传统界面使用的按钮、滑块和电线，顶置式控制台设计的厚度可以从25㎜减少到3㎜，机械零件数量从64个减少到2个，重量减少77%，占用空间减少25%。

相比之下，Uniphy的技术是基于光学的。当手指接触到触摸层时，光线会散射、反射或折射。Nicholas说，这种技术可以薄到“几毫米”，在活动区域没有“东西”。

Uniphy的专利技术采用光感应和低功率电子技术进行光学触摸，减少了误触发，对振动、电磁场、极端温度或表面污染物的敏感性。

Canvya智能表面技术采用了三层复合板，触摸层和探测层夹着一个光学解耦器。该公司CEO说，触摸层有发光二极管，产生近红外频率的光。当触摸智能表面时，部分光被引导通过探测层，被光电二极管传感器接收。算法会计算其他输入数据，如速度、手势和压力。

光学技术的一个最大的特点是它能够戴着手套工作，而不像智能手机的电容式触摸屏，它不能记录戴着手套的手指按压。这使得Uniphy的智能表面技术在需要专门手套的工业和医疗应用中非常有用，也可以在寒冷的天气下在汽车中使用。

Nicholas认为，Uniphy的解决方案对制造商来说具有成本效益，因为“我们只是使用标准材料和主流制造工艺”。只需增加20%的成本，车门就会成为一种高级功能，这只是“从装饰性饰件到功能性饰件的增量成本”。

Nicholas说，汽车内饰经常出现不同HMI的“不匹配”。Uniphy的技术可以成为车厂标志性外观的“艺术形式的DNA”。门板从单一功能的装饰元素“转变为装饰性和功能性”。

“但在汽车领域，如果你没有成本论证，那就算了吧。”