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构建智能座舱现在已经成为汽车发展一大趋势,根据相关数据2022年中国市场内智能座舱的渗透率已经超过了50%,智能座舱已经和汽车功能安全一样成为影响消费者购车的主要卖点。
智能座舱是基于智能化、万物互联通过整合驾驶信息和车载应用,利用车载系统的强大信息数据处理能力,为驾驶者提供高效且科技感的驾驶体验的概念。智能座舱由硬件、软件、交互三大部分组成。智能交互与智能表面在智能座舱的组成中,交互是非常关键的一部分,交互部分涉及语音识别、人脸识别、触摸识别等等。现在的交互都是往多模态交互发展,并不仅局限于某一特征,而是抓取声音、手势、瞳孔、表情等一系列信息进行识别交互。在智能座舱的大趋势下,越来越多的车厂倾向于在车内布置各种各样的交互式感应和控制的智能器件以及氛围和指示用的灯光。智能器件和灯光在用户不需要时可以隐藏在常见的内饰表面之中。需要时,通过触碰感应、手势或语音命令等交互进行唤醒激活器件获得反馈和响应,这种多模态交互的方式和智能表面这一重要介质相互配合共同推动智能座舱的发展。现在座舱的智能表面已经发展为各种各样的传感与灯光控制的结合,传感技术的发展,光学技术的发展为其提供了助力。典型的例子就是用手势控制车内灯具,还能进一步控制灯光亮暗和色温。中控台将智能表面与智能交互结合的案例也正在逐渐增多,以智能表面作为以往的中控显示屏,集成电气连接、电容开关、弧形触摸表面、传感器、LED和屏幕,能够实现信息显示、智能控制、智能交互等功能。这类似传统的HMI,但传统HMI显然是不够智能的,只包含了控制却没有交互。智能化的人机交互技术引入,在智能表面这一新介质下完美解决车载显示屏的大部分缺点,同时在此基础上再增加一些智能化的新功能,带来更高的设计自由度。智能交互背后的传感器件智能交互得以实现肯定需要传感器件的支持,对于远距离的位置感应和手势检测,那肯定少不了dToF传感器的应用。dToF传感对手势、坐姿等动作进行识别传感,再将相对应的功能激活。目前的dToF传感在车内进行一些远距离的手势识别也完全不是问题。在近距离的一些物体悬停感知场景里红外的方案也不少。触摸部分,常见的还是电容式传感,良好的触摸反馈加上识别的精准度在很多设备里已经体现出来了。其实不仅仅是触摸,在近距离物体悬停感知里,这类传感也能够感知到,类似于红外的悬停感知。触摸之后感知按压也是比较成熟的解决方案,用压力传感器来解决。压电触觉目前看来优势比较大,使用压电驱动器通过压电振动元件变形并产生触觉反馈,拥有极短的启停响应时间和更高的效率。车内开关类部件正在向平板化和接触式传感器化发展,和压电传感很契合。也有用纯光学技术做的压力传感方案,按压时接受光发生改变,通过检测这个变化来实现压力的感知,硬件层面其实没有那么复杂,算法层面会更复杂一些。
智能交互与智能表面
智能交互背后的传感器件
三星电子官网宣布,已完成业界首款图形双倍数据速率7 (GDDR7) DRAM的开发。今年将首先安装于主要客户的下一代系统以进行验证。据介绍,该产品有望扩展到人工智能、高性能计算(HPC)和汽车等未来应用领域。据官网介绍,三星电子GDDR7可达到每秒1.5太字节(TBps)的带宽,是GDDR6 1.1TBps的1.4倍,并且每个数据I/O(输入/输出)口速率可达32Gbps。该产品采用脉幅调制(PAM3)信号方式,替代前几代产品的不归零(NRZ)信号方式,提升性能。在相同信号周期内,PAM3信号方式可比NRZ信号方式多传输50%的数据。三星GDDR7显存与GDDR6相比,GDDR7的设计采用了适合高速运行的节能技术,能效提高了20%。针对笔记本电脑等注重功耗的设备,三星电子提供了一个低工作电压的选项。继2022年三星电子开发出速度为每秒24千兆比特(Gbps)的GDDR6 16Gb之后,GDDR7 16Gb产品将提供目前为止三星电子显存的最高速度32Gbps。集成电路(IC)设计和封装技术的创新提升了高速运行下的性能稳定性。三星电子存储器产品企划团队执行副总裁Yongcheol Bae表示,公司GDDR7产品将有助于提升需要高性能显存的用户体验,例如工作站、个人电脑和游戏机等,并有望扩展到人工智能、高性能计算和汽车等未来应用领域。新一代显存将根据需求推向市场,公司希望继续保持在该领域的前沿技术能力。
5月29日,英伟达和软银表示,双方将合作使用Grace Hopper超级芯片用于生成人工智能和5G/6G技术,为软银的下一代数据中心提供动力。为何命名为“Grace Hopper”?Grace Hopper(格雷斯·布鲁斯特·默里·霍珀)是美国计算机科学家、数学家和美国海军少将。她是哈佛Mark I计算机的第一批程序员之一,是计算机编程的先驱,发明了最早的链接器之一。霍普是第一个设计出与机器无关的编程语言理论的人,她用这个理论创造的FLOW-MATIC编程语言后来被扩展为COBOL,一种早期的高级编程语言,至今仍在使用。Fortran也有她的功劳。为了纪念这位计算机先驱,英伟达把新一代计算芯片命名为Grace Hopper。求学生涯格雷斯·布鲁斯特·默里·霍珀是一位计算机先驱和海军军官。她在耶鲁大学获得了数学硕士学位(1930年)和博士学位(1934年)。霍珀是最早的三位现代“程序员”之一,她最为人所知的是她对计算机语言发展的开拓性贡献。她以不敬、尖酸刻薄、才华横溢而闻名,在美国海军和私营部门都有着长期而有影响力的职业生涯。格蕾丝·布鲁斯特·默里是沃尔特·弗莱彻·默里(耶鲁大学学士,1894年,Phi Beta Kappa)和玛丽·坎贝尔·范·霍恩的女儿,1906年出生于纽约市。她父亲拥有一家保险公司。她在私立学校接受教育,全家在新罕布什尔州的Wolfeboro避暑。1928年,她从瓦萨学院毕业,获得数学和物理学位。1930年,霍珀获得了耶鲁大学数学硕士学位。1931年,她开始在瓦萨大学教授数学,同时在耶鲁大学攻读博士学位,师从计算机先驱霍华德·恩格斯特罗姆。1934年,她在耶鲁大学完成了数学和数理物理学博士学位。在瓦萨一年的休假期间,霍珀在纽约大学师从著名数学家理查德·库兰特。军旅生活霍珀是在一个女性难得机遇的时代长大的。在20世纪20年代和30年代,获得博士学位的女性人数相对较多,直到20世纪80年代,这一数字才再次出现。第二次世界大战也为更多女性进入劳动力市场创造了机会。尽管如此,霍珀在男性主导的领域和包括美国海军在内的男性主导的组织中的成功是非同寻常的。珍珠港爆炸案和美国加入第二次世界大战后,霍珀决定加入战争。她最初因为年龄和身材矮小而被拒绝,但她坚持了下来。1943年12月,霍珀从瓦萨大学(Vassar)请假,加入了美国海军预备役(女子预备役),并被分配到哈佛大学船舶计算项目局。在那里,她为另一位计算机先驱Howard Aiken工作,他开发了IBM自动序列控制计算器,更广为人知的是Mark I,这是最早的机电计算机之一。Hopper是前三位计算机“程序员”之一,负责将Mark I和冲床指令编程到磁带上。她还为Mark I编写了561页的用户手册。美国军队与早期计算机行业之间的密切关系,首先是由第二次世界大战和冷战培育的,塑造了霍珀的职业道路。霍珀和她在哈佛实验室的同事们进行了对战争至关重要的绝密计算——计算火箭轨迹,为新型高射炮创建射程表,以及校准扫雷舰。除了为海军工作外,Hopper和她的同事们还完成了陆军的计算,以及John von Neumann在开发投在日本长崎的钚弹时使用的“运行数”。计算机编程的先驱战后,霍珀为了留在哈佛大学,拒绝了瓦萨大学的正式教授职位,成为了工程科学和应用物理学的研究员。在此期间,她帮助开发了Mark II和Mark III计算机,哈佛大学继续获得海军的资助合同。1945年的一个晚上,霍珀和她的同事在研究马克II号时遇到了一个问题。他们拆开机器,发现了一只大飞蛾。尽管“bug”一词自19世纪以来就被工程师用来描述机械故障,但Hopper是第一个将计算机问题称为“bug”并谈论“调试”计算机的人。1946年,霍珀因年龄原因被海军拒绝,退出现役。不久之后,霍珀离开了哈佛,因为很明显她不会得到晋升或终身教职。1949年,她加入位于费城的EckertMauchly计算机公司,担任高级数学家。该公司很快被雷明顿兰德公司收购,根据军队合同开发了第一台电子计算机(ENIAC)。在费城,霍珀承担了一些她最有影响力的工作。作为雷明顿兰德公司的首席程序员,她在UNIVAC I(通用自动计算机)上工作。1952年,她的编程团队开发了第一种计算机语言“编译器”A-0。编译器将数学代码翻译成机器可读的二进制代码,最终使为多台计算机而不是一台机器编写程序成为可能。接下来,她的团队开发了Flow Matic,这是第一种使用类似英语命令的编程语言。与早期使用数学符号的FORTRAN等计算机语言不同,Flow Matic使用规则的英语单词。霍珀认为,数据处理者,通常不是数学家或工程师,使用基于单词的语言会更自如。在1980年的一次采访中,她解释道:“我开始学习英语[编程]的目的是让另一整群人能够轻松使用计算机……我一直呼吁使用更友好的语言。我们从院士、计算机科学人士那里得到的大多数东西都不适合人们。”随着计算机语言数量的激增,对用于商业目的的标准化语言的需求也在增长。1959年,COBOL(“通用面向业务的语言”的缩写)作为第一种标准化的通用商业计算机语言被引入。尽管许多人对COBOL的“发明”做出了贡献,但Hopper促进了这种语言及其被军方和私营部门用户采用。在整个20世纪60年代,她一直致力于开发COBOL编译器。她的传记作者库尔特·拜尔称她为“对COBOL在20世纪60年代的成功负有最大责任的人”;到20世纪70年代,COBOL已成为世界上“使用最广泛的计算机语言”。在私营部门的整个职业生涯中,霍珀一直是一名海军预备役军人。1966年,年龄限制迫使她以指挥官的身份从海军退役。她后来称这是“我一生中最悲伤的一天”。4然而,7个月后,60岁的她被召回现役。在东南亚不断增加的行动对海军的能力造成了负担,需要她的帮助来标准化海军的多种计算机语言。霍珀被下属戏称为“奇异恩典”,她在现役服役了19年。1972年,她从Sperry Rand旗下的UNIVAC部门退休。霍珀在生命的尽头成为了一个公认的人物。她获得了40多个荣誉学位,许多奖学金、教授职位、奖项和会议都以她的名字命名。1972年,她获得了耶鲁大学的威尔伯·卢修斯十字勋章。1991年,乔治·布什总统授予霍珀国家技术勋章,这是美国最高的技术奖;她是第一位以个人身份获得如此殊荣的女性。1996年,海军委托美国海军“霍珀”号导弹驱逐舰服役。《格蕾丝·霍珀与信息时代的发明》一书的作者库尔特·拜尔认为,霍珀之所以在晚年获得如此多的关注,甚至成为“名人”,是因为1983年,一位来自伊利诺伊州的共和党众议员在《60分钟》节目中看到了对霍珀的采访。在看到采访后,他成功地提出了一项法案,要求霍珀晋升为准将。79岁时,霍珀以海军少将的身份退役。她是美国武装部队中年龄最大的现役军官。同年,她在数字设备公司担任公共关系高级顾问,一直工作到1992年去世前一年。霍珀被安葬在阿灵顿国家公墓,并获得了完全的军事荣誉。2016年,霍珀被追授总统自由勋章,这是美国最高的平民荣誉,以表彰她在计算机科学领域的杰出贡献。富有远见的沟通者和教育家霍珀不仅是一位杰出的数学家和计算机科学家;她还是一位天赋异禀的老师和沟通者。尽管她离开了在瓦萨舒适的教职,加入了海军,但教学仍然是她生活的一部分。1959年,霍珀是宾夕法尼亚大学摩尔电气工程学院的客座讲师和兼职讲师。1971年至1978年,她在乔治华盛顿大学担任管理科学教授讲师。在学术界之外,她组织了无数的研讨会和会议,以促进对编程的理解,并扩大计算机程序员的社区。在Eckert Mauchly及其后续公司任职期间,她还继续教授一个研讨会。霍珀在接受国家技术奖章时说:“如果你问我最自豪的成就是什么,答案应该是我多年来培养的所有年轻人;这比编写第一个编译器更重要。”霍珀作为一名教师的天赋也帮助她与各种各样的受众进行交流——技术专家和工程师、商业领袖和数据处理者、年轻人和公众。她帮助说服了商业客户采用新技术的价值,拜尔在20世纪50年代将她描述为“不断发展的计算机行业的代言人”。6霍珀在海军也扮演了类似的角色。从1977年到1986年,她是“海军最重要的计算机程序宣传者,是学术协会、行业协会和技术研讨会的代表。”7在她生命的最后几年,她为数字设备公司做过类似的公共关系工作。霍珀也是一位杰出的作家。在霍华德·艾肯的命令下,她编写了世界上第一本计算机编程手册。在她的整个职业生涯中,她非常重视文档,并能够向不同的受众解释复杂的情况和问题。她在1980年的一次采访中说:“我开始觉得,除非你能沟通,否则做任何事情都没有用。”冷战期间,军事和商业对计算机技术的投资持续增长。尽管如此,许多人仍然对计算机能做什么或如何改变新的领域和应用持怀疑态度。霍珀坚信计算机科学的进步将继续加速;她拥抱并展望未来。她经常说,她想活到2000年1月1日,以便看到当时计算机取得的意想不到的进步,并嘲笑那些不相信的人。她在1980.9年表示:“我认为,如果我们真的尝试,我们一直低估了我们对计算机的使用能力。”这种对计算机将变得越来越普遍的信心是她努力让计算机更用户友好的动力。
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