概念車終於不再只是「玩概念了」 豐田TOYOTA bZ4X異形方向盤等超前設計成亮點
概念車終於不再只是「玩概念了」 豐田TOYOTA bZ4X異形方向盤等超前設計成亮點

Dream Car、Image Car、Show Car……20世紀30年代,剛剛出現的概念汽車(Concept Car)並沒有統一的名稱。但是這些不同的叫法都在傳達一個資訊:這些車是不準備在短期內投產的。20世紀60年代它甚至被叫為實驗車(Experimental Car)。

在百年的汽車歷史中,概念汽車更像是藝術舞台上的時裝秀,不一定能在現實生活中流行,它體現設計師對未來汽車發展方向的一種構想靈感和風格。

概念汽車的展示,成為了世界各大汽車公司藉以展示設計理念和表達設計訴求的最重要方式,甚至是對於更長時間週期內的汽車設計與技術發展的「預測」。

但往往為了更加「吸引眼球」,新奇原則、奢侈原則成為了概念車的必需品。從「概念」走向「現實」留下的往往只有車身設計上那可憐的幾條曲線了。

這樣的落差往往讓消費者難以接受。

如今在智慧電動汽車逐漸成長的時代,這種現象正在被改變,新技術的發展落地逐漸開始追上「概念」。

電動化的汽車產品不斷湧現、迭代與更新更是在不斷加速。先進的電子電氣技術被更快速的搭載在電動汽車上,概念車被越來越快速的落地量產。

因為擺脫了發動機與變速箱、轉向系統等傳統動力部件的束縛,電動汽車的產品形態也開始在設計、佈局等方面悄然發生轉變,甚至完成當年無法落地的「概念」。

技術開始追上了「概念」

電動時代,新湧現的造車新勢力們鮮有展示「概念車」。相反卻是以每年推出一款新品的產品策略在快速落地和驗證自己對於產品與需求的理解。

電動汽車的出現引領了一個汽車產品「快進化」的過程。汽車產品的「迭代周期」逐漸縮短,因為晶片、感測器、電子電器相關的技術應用,新技術在汽車上的驗證和迭代越來越迅速,也似乎更加符合今天行動網路快速變化的趨勢。

這樣的變化也影響著老牌車企們在「產品進化」上的理解。在今年上海車展期間,日本汽車製造商豐田的TOYOTA bZ4X CONCEPT概念車首發亮相,全新的科技感造型以及車頂太陽能充電板、異形方向盤+線控轉向系統等一系列超前設計讓人眼前一亮。

出乎意料的是,如今,豐田TOYOTA bZ4X量產車型揭曉,卻意外真正100% 還原了此前概念車。這是豐田對於電動汽車「產品進化」的全新改變。

TOYOTA bZ4X
圖/ TOYOTA

這款車其實是豐田推出的第一款從零開始打造的全電動汽車,是豐田bZ(Beyond Zero)純電動專屬系列的第一台車,基於豐田專門生產電動車的e-TNGA平台打造。它將概念車的超前設計一一落實,成為了一款能夠真正上路的「概念車」。

太陽能充電車頂其實一直是新能源車主的一種「嚮往」,但往往由於技術和成本的原因被車企放棄。而bZ4X希望落實這項「補能創新」的嚮往,推出了可選裝的太陽能充電板全景天窗車頂。

從概念變為現實,bZ4X充分考慮了這項技術的效率問題。目前,這款太陽能充電板能在車輛靜置時為車輛電池組充電,進一步提升續航,據豐田估算,每年可以補充 1800 公里的行駛里程。按照一般城市用戶的用車頻率,這樣的表現足以提供每年中至少有一個月的續航里程。

TOYOTA bZ4X
圖/ TOYOTA

在原本的汽車研發過程中,一款概念汽車到對應的量產車型的生產,要進行大量的量產準備工作,包括對新技術的推向市場的節奏掌控,最快也需要一到兩年的時間,而豐田這樣的老牌車企卻在打破了似乎是自己曾經建立的固有規則。

汽車因為電動化與智慧化帶來的革命,終於可以擺脫「玩概念」的模式了。

方向盤上的「非共識」創新

在智慧電動汽車這一個新物種的發展過程中,技術的發展方向、新功能的推出、以及最底層的材料創新都有著非常多的不確定性,準確的說,這些技術與概念都在從「非共識」的嘗試走向「共識」下的趨勢。

在這款TOYOTA bZ4X從「概念」變「量產」的過程中,就有一項「非共識」的創新不可忽視。那就是被豐田稱為「One Motion Grip」的技術,是豐田首次實現線控轉向系統與異形方向盤相結合。

異形方向盤從專業領域走向普通大眾更像是電動汽車創新上的一個「非共識」。

此前,在剛剛發布的Model S Plaid上的Yoke方向盤正是一個「異形方向盤」。但豐田的「One Motion Grip」卻因為線控轉向系統的加入讓「異形方向盤」更進一步,使之成為了一個更完整的功能創新。

簡單來說,所謂「線控轉向」是將傳統機械轉向「電子化」的一項技術。傳統的汽車轉向系統通過方向盤與轉向輪之間的機械連接進行工作的,而線控轉向系統則使用電訊號取代了機械連接。

傳統機械連接的轉向系統中,方向盤轉向角度與車輪轉向角度的比值——轉向傳動比是固定的。而「線控轉向」與汽車遊戲模擬器類似,它可以通過電子設置更輕鬆的調節「轉向傳動比」,甚至是「力矩」以帶來不同的駕駛感受。

所以因為「線控轉向系統」,豐田將bZ4X的方向盤轉動角度設定為±150°的更小值,來實現無需換手打輪即可完成轉向操作。基本上是一把方向盤就可以完成掉頭與彎道行駛等操作,更加人性化。

這正是豐田異形方向盤超越特斯拉Yoke方向盤的關鍵。

TOYOTA bZ4X
圖/ TOYOTA

但這還不是「線控轉向系統」的所有優點,之所以稱之為下一個時代的技術,是因為它通過更多冗餘設計和更可靠的電訊號取代了機械傳動軸的連接。可以說是將汽車底盤平台與座艙平台完成了「分離」。

這樣的「解耦」帶來的是更大的空間與設計的想像力。以TOYOTA bZ4X的「Activity Hub」設計理念為例,中控台的這塊7英吋的儀錶板,正好位於方向盤中間線位置,能讓駕駛員以最小的目光行動來查看儀表資訊。

同時,儀錶板拉到了窗沿下部、中控台下沉式設計,工程師所做的一切都讓駕駛員在坐進車內第一感覺是比常規燃油車更開闊的視野,以及一個更寬敞的駕乘空間。前後排腿部空間,甚至達到了同級別SUV車型的最高準。

concept car
圖/ 極客公園

雖然在bZ4X這款車上還有很多科技配置與服務,但從概念到現實的快速落地,以及像「One Motion Grip」這樣的下一代技術,都為我們帶來了「超越零排放」的感受。

可收縮隱藏的方向盤、可以左右行動的駕駛位置……因為「線控轉向系統」的一步步落地,變得不再是遙不可及。

正是這「非共識」創新一小步背後帶來的座艙與動力系統的「解耦」,以及擺脫了龐大的變速箱和發動機束縛,釋放了對電動時代汽車設計的重新思考,它可以更加純粹,更加多元。

Layer 的拼車概念以機艙為模型
Layer 的拼車概念以機艙為模型
圖/ Dezeen

可以橫向行動的汽車、隨意改變駕駛坐姿的汽車、甚至是車內佈局的重新調整,都在因為電動汽車更自由的設計而發生改變。甚至是自動駕駛汽車製造商正在帶來的新一代的汽車亮點:可持續性、易於獲取,而不是個人所有權。越來越多的設計也不僅著眼於單一車輛的設計,還著眼於設計綜合交通和行動系統,在複雜的互聯行動體驗中優先考慮以用戶為中心的設計。

bZ4X這款產品給我們的啟示是,像豐田一樣將「概念」變為「現實」,甚至在自己的產品上去擁抱一些「非共識」的創新將成為電動時代的新現象。

當這樣的「非共識」嘗試成為更多車企的創新策略,汽車產業中的變化速度將會越來越快,也會有更多值得期待的改變發生。

在可見的未來,甚至可能只是「迭代」一兩代產品,相信汽車的「固有形態」就將要被智慧電動汽車重新定義。

本文授權轉載自:極客公園

責任編輯:傅珮晴、侯品如

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從影像晶片到AI感知平臺:芯鼎科技以ThetaEye開啟智慧視覺新篇章,搶攻車用與智慧場域
從影像晶片到AI感知平臺:芯鼎科技以ThetaEye開啟智慧視覺新篇章,搶攻車用與智慧場域

2009年,芯鼎科技自凌陽科技影像部門獨立(spin-off)而出。當時,數位相機市場正值鼎盛,而芯鼎科技憑藉其深厚的影像訊號處理器(Image Signal Processor, ISP)與影像處理核心技術,迅速在市場上嶄露頭角,不僅長期是日系大廠的合作夥伴,更是日本數位相機品牌的核心供應鏈夥伴。「當時,我們的技術在數位相機領域可說是首屈一指,特別是在處理高像素影像方面。」 芯鼎科技總經理許英偉驕傲地說。

然而,科技浪潮從不等人。隨著2014年後智慧型手機的普及,對數位相機市場造成衝擊,成為半導體業界口中的「典範轉移」經典案例。許英偉回憶道,當時市場營收掉得非常快,我們真切感受到那股壓力,甚至可以說是瀕臨滅頂的邊緣。也正是這股壓力,促使芯鼎科技痛定思痛,開始自問:「在相機領域累積了核心技術後,究竟芯鼎科技還能做些什麼?」

數位相機市場退潮,芯鼎科技尋找新戰場

面對市場重大的典範轉移,芯鼎科技並沒有選擇固守在原本逐漸式微的數位相機領域,而是把多年累積的影像技術,帶往更高門檻、也更具發展潛力的新市場。當時,他們看見了全新的機會點:車用影像。「當時網路攝影機(IP Camera)市場競爭太激烈,尤其大陸廠商進入速度非常快,我們反而選擇挑戰門檻更高的車用市場,特別是前裝市場(Factory-installed products)[註一]。」許英偉回憶說到。

不同於家用相機多數時間是閒置的,車用影像系統一旦啟動就必須在高溫、長時間運作與劇烈震動等極端環境下持續穩定運作。而且,車用市場不只要看得清楚,更關乎安全與責任。這讓芯鼎科技意識到,單純依賴過去的影像演算法已不足以應對市場需求,必須深入系統整合與跨領域的技術布局。

在這段轉型的過程中,芯鼎科技的核心能力不再只是單純的ISP晶片,而是逐步擴展到整合多顆影像感測器、進行車用級系統設計,並在高階影像分析領域累積了能量。他們的產品已成功導入包括歐洲多家車廠在內的車用影像系統,例如電子後照鏡,以及先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)的智慧影像分析等高階應用;同時,芯鼎科技也把觸角延伸到室外高階監控市場,投入AI節能感測裝置的開發與工業應用領域,像是機器視覺與工廠自動化等初步探索。

芯鼎科技建置專業測試場域,以確保 AI 視覺方案符合需求。
芯鼎科技建置專業測試場域,以確保 AI 視覺方案符合需求。
圖/ 數位時代

然而,隨著車用電子與各行各業對智慧化的需求日益升高,市場開始對晶片提出全新的挑戰,「比如說,如果前方突然衝出行人,晶片必須在千分之一秒內做出反應,這種功能需求已經超越傳統影像處理的範圍,而屬於AI感知與判斷的範疇。」許英偉說,晶片要看得清楚、更要看懂環境。除了車載應用,團隊也看到智慧監控、機器視覺、無人機等多個場域都開始需要相同技術,而22奈米或28奈米等成熟製程的晶片已無法同時兼顧運算效能、功耗以及多感測融合的複雜需求,因此,芯鼎科技開始醞釀打造全新的 ThetaEye AI Solution SoC平臺,聚焦於 AI 視覺系統單晶片(System on a Chip, SoC)的特殊應用晶片(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)設計服務,同步導入 6 奈米先進製程技術。不過,從成熟製程跨入先進製程,再加上小晶片(Chiplet)架構、功能安全與資安防護等多重需求,對一家IC設計公司而言,其實是極大的挑戰。

邁向AI視覺 SoC新世代,迎戰高算力與多感測融合挑戰

適逢國科會協調經濟部及各相關部會共同合作,提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」。在此框架指引下,經濟部產業發展署積極推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫)。芯鼎科技看見了一道可能突破現狀的契機。「如果沒有外部資源的支持,要公司投入到先進製程以及全新的平臺開發,風險實在太高。」許英偉坦言。於是,在「晶創IC補助計畫」的支持下,一個從影像領域累積多年技術的團隊,正式踏上AI視覺系統SoC新世代的道路,也為打造 ThetaEye 平臺奠定了重要基礎。

芯鼎科技核心經營與技術團隊合影,藉由晶創IC補助計畫攜手推動從影像 ISP 晶片到 AI 視覺 So
芯鼎科技核心經營與技術團隊合影,藉由晶創IC補助計畫攜手推動從影像 ISP 晶片到 AI 視覺 SoC 的跨域轉型,積極布局智慧車用、機器視覺及工業應用市場。
圖/ 數位時代

決定跨足AI視覺 SoC之後,芯鼎科技最先碰到的,就是先進製程的巨大門檻。「從相機領域的ISP晶片,要進化到AI視覺SoC,算力需求已經高出過往幾十倍,而這又帶來功耗、散熱與成本的挑戰。」許英偉說。為此,芯鼎科技著手打造 ThetaEye AI Solution SoC 平臺,與過去的單晶片解決方案不同,新平臺導入先進的6奈米製程,讓晶片在相同面積下能容納更多AI運算單元,同時降低功耗。「多鏡頭、熱感、紅外線感測的需求愈來愈多,傳統製程做不來,尤其車子未來要做到360度全方位視覺感知,需要非常高的算力。」許英偉指出。更關鍵的是,芯鼎科技在 ThetaEye AI 平臺上導入小晶片設計,它能像積木一樣靈活拼接不同功能的晶粒,實現模組化、可客製的設計思維。這對 IC 設計公司意義重大,許英偉表示,若客戶只需要影像融合,可以只選擇相對應的模組;若需要 AI 推論或進階安全防護,也能彈性加進來,無須重頭打造整顆晶片。

除了硬體設計,芯鼎科技也同步把功能安全(支援ASIL-B安全等級)與資安架構,納入ThetaEye AI 平臺的設計考量,滿足車用產業對安全性與可靠性的高標準。「我們不只是做一顆晶片,而是希望打造一個可以快速導入不同市場的感知平臺。」許英偉強調。這樣的平臺化策略,不僅能讓芯鼎科技在車用市場、無人機、機器視覺、工業自動化等不同領域間快速複製技術成果,大幅縮短客戶導入時間,更是未來企業的競爭利基,也有助臺灣半導體產業在AI浪潮中掌握更多話語權。

回首這條轉型路,芯鼎科技從過去熟悉的靜態影像,踏入需即時判斷與決策的AI視覺新戰場,應用場景也更多元,期許讓臺灣成為AI感知晶片的關鍵力量,「我們相信,未來不只是車子,而是任何需要眼睛與大腦的智慧裝置,都將是我們的舞臺。」許英偉有信心的說。

|企業小檔案|
- 企業名稱:芯鼎科技
- 創辦人:羅森洲
- 核心技術:影像處理晶片IC設計
- 資本額:新臺幣9億509萬元

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作,所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵國內業者往 AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

【註一】
前裝市場 (factory-installed products):在汽車製造過程中,由原始設備製造商(OEM)所預先安裝或整合的零組件、軟體或設備。

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