脑科学和动补技术如何帮助汽车研发？

人因工程学是汽车开发中不可或缺的一部分，却很少出现在大众视野当中。人与汽车之间的关系，是汽车厂商不可忽视的研发课题。

脑科学与驾驶乐趣

马自达技术研究所，次世代人类中心系统开发部研究负责人本田正德，以及研究员道田奈奈江分享了汽车开发中的新鲜领域。研究员道田曾在广岛大学综合科学部学习生理心理学。道田在研究生时期，马自达前辈正好来到研究室邀请她一起参与实验，于是一拍即合。进入马自达之后，

道田开始研究人类骨骼和肌肉组织，参与开发汽车座椅等项目。

驾驶乐趣是每个汽车厂商都会研究的课题，马自达技术研究所也不例外。驾驶乐趣的基础是“放松、乐趣、安全、敏捷、兴奋”等多种主观感受。

马自达认为让实验参与者主观描述驾驶感受，不能得出任何有意义的结论，而是需要从脑科学角度探究并记录人类的无意识感受。马自达进行的脑科学研究，试图发现驾驶者产生某种感受的原因，并将其应用到汽车研发中。

比如，马自达在研究前挡风玻璃形状时发现，人们往往会觉得现代流线造型的汽车“不好开”。一位马自达专家在不经意间提到，“以前的车，透过窗户看到的风景很美。”

倾斜

A柱前挡风玻璃

一般车型前挡风玻璃

难道车型不同，透过窗户看到的景色也不同吗？马自达研究团队希望找到造成这一感觉的具体原因。研究团队发现，流线型汽车的A柱较为倾斜，前挡风玻璃形状越接近矩形。驾驶者右上方视线容易被A柱影响，导致视线不稳定。

如果A柱不那么倾斜，前挡风玻璃接近长方形。驾驶者视线稳定的同时，视觉注意力也会放在该放的地方，对周围环境的关注度更高。

马自达根据大脑对信息处理的原理研究，利用Saliency Map（显著图）技术，分析汽车窗户形状对驾驶者注意力的影响。同时利用核磁共振和驾驶模拟器进行实验，研究出不同的窗框形状，对驾驶者的距离感、稳定性以及注意力分配都有影响。驾驶者视线越稳定，就越会将注意力放在应该观察的道路区域上，这也实际影响了马自达车型的前挡风玻璃设计。马自达CX-8之后的车型，得以兼顾视觉注意力和美观的造型设计。

CX-8内饰

马自达认为，与直线行驶相比，人们在进行绕桩驾驶时更容易感知到驾驶乐趣。马自达对驾驶者的脑电波进行测量，研究产生驾驶乐趣时，大脑活性化的部位和状态。在内饰质感开发方面，马自达研究当驾驶席和副驾驶都有人乘坐时，如何共享内饰氛围。

在马自达看来，驾驶汽车意味着一连串行为。即使一个人觉得自己出门麻烦，当朋友邀请一起出门的时候，也会愿意出门。这是因为人对通过行动得到的体验，产生了乐观预期。比起通过自动驾驶抵达目的地，马自达尝试帮助“出门”这一行为的主体性。例如，刚刚拿到驾照不熟悉驾驶的年轻人，即将归还驾照的老年人，当认知能力下降时，如何更加轻松地驾驶车辆。

研究员道田认为，

动捕与乘坐舒适性

为了满足汽车厂商对汽车乘坐舒适性研发的需求，近年来随着测量技术的升级，也诞生了许多新的评价手段，动作捕捉技术进行了更为广泛的应用。

Nac Image Technology研发了一套MAC3D System，利用动作捕捉技术，对人类肌肉骨骼模型进行动作分析。对人类关节位置、关节角度、身体重心、以及肌肉力量等身体数据进行推算。

汽车厂商将其应用到对乘坐舒适性的各项开发中，例如乘车时的姿势研究。特别是颈椎、胸椎、腰椎姿势和角度，在车辆行进过程中究竟处在怎样的状态。然而，乘车时很难检测脊椎姿势，因为背部靠在座椅靠背上。

测量方式是在身体前方贴上传感器，使用MAC3D System进行拍摄。根据骨骼动作分析软件nMotion musculous，可以推算出乘车时的脊椎角度。车企可以通过各个区间的脊椎角度，来进行座椅之间的对比分析。

乘坐舒适性方面，动捕系统也能帮助研发，关键在于车辆振动引起的身体重心振动。车辆舒适性，不止是车辆本身的振动表现，而是人类的身体姿势，如何建立一套舒适性评价基准。

汽车舒适性不只受身体移动或振动影响，人类肌肉运动也很关键。比如控制脖子运动的胸锁乳突肌，控制背部姿势的僧帽筋，在乘车时处于怎样的状态，这些也是汽车厂商关注的重点。通过在座椅背后埋入传感器的方式，结合动捕系统，对身体姿势，座椅压力进行综合计算，来改善整体乘坐舒适性。

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