El sutil arte de diseñar controles físicos para autos
(theturnsignalblog.com)- En los controles interiores de un auto, en lugar de meter todas las funciones en una pantalla táctil, combinar climatización automatizada con diales físicos permite que el conductor sobrescriba los ajustes necesarios con menos acciones
- El Smart Knob open source de Scott Bezek y el kit de desarrollo de Seedlabs resultaron adecuados para prototipos de diales que convierten el tacto en software, al combinar un motor DC sin escobillas, detents simulados, retroalimentación háptica y una pantalla pequeña
- Para valores continuos como el volumen, los detents regulares y sutiles se sienten más naturales; la resistencia lineal suave es precisa pero sin vida, y la resistencia dinámica que aumenta según el valor se siente extraña para usos comunes
- Un solo dial puede manejar temperatura, velocidad del ventilador y calefacción del asiento, pero tres funciones están cerca del límite; desde una cuarta función, se vuelve difícil seguir la posición de la interfaz sin bajar la mirada
- La configuración final recomendada es un dial de dos funciones solo para temperatura y velocidad del ventilador, con botones físicos separados para la calefacción de los asientos; para acciones simples y frecuentes, los controles físicos son más adecuados que las interfaces táctiles
Rediseño del control de climatización a partir de la dependencia de pantallas táctiles
- El experimento de rediseño de los controles de climatización existentes partió de la preocupación de que los fabricantes de autos dependen demasiado de las pantallas táctiles y vuelven complejas las interfaces al incluir demasiadas funciones
- El objetivo era mantener cómodos a los pasajeros mientras se minimizaba la cantidad de acciones
- El confort térmico depende de cuatro factores ambientales
- Temperatura del aire
- Radiación térmica
- Flujo de aire
- Humedad
- Si estos factores están dentro de ciertos rangos, se puede crear un ambiente cómodo para la mayoría de las personas, por lo que se puede depender en gran medida de la automatización
- El concepto inicial era un sistema automatizado en el que un solo dial de temperatura determinara también la velocidad del ventilador y la calefacción de los asientos
- Si la temperatura interior se alejaba mucho de la temperatura configurada, aumentaban la velocidad del ventilador y la calefacción o refrigeración de los asientos
- El conductor podía sobrescribir los ajustes automáticos en cualquier momento
De un dial sobre la pantalla a un dial con pantalla integrada
- El plan inicial era montar un dial sobre una pantalla táctil, pero tras probar varias implementaciones se concluyó que la tecnología no era suficiente
- Era difícil registrar eventos táctiles con precisión
- Había que dejar libre el espacio alrededor para evitar toques accidentales al girar el dial, lo que desperdiciaba área de la pantalla
- La alternativa fue poner una pantalla dentro del dial
- Smart Knob de Scott Bezek es un proyecto open source que imita la sensación de un dial analógico mediante un motor DC sin escobillas
- Permite crear detents simulados controlados por software ajustando la fuerza y la resistencia del motor
- Puede simular distintos tipos de retroalimentación háptica, como intensidad de detent y topes duros
- También incluye un motor de vibración que imita el clic de un botón al presionar el dial
- El kit de desarrollo Smart Knob de Seedlabs ofrece este proyecto como un kit de desarrollo prefabricado
Experimentos hápticos con un dial giratorio
- Un dial giratorio parece simple, pero como permite controlar tanto el software como la retroalimentación háptica, se pueden explorar muchas interacciones distintas
- El tamaño, la forma y el peso de un control físico crean expectativas sobre cómo debería manipularlo el usuario
- Un dial redondo comunica que puede girarse
- Un dial grande da la impresión de controlar una función más importante y precisa
- Un dial pequeño da la impresión de controlar menos funciones o funciones menos importantes
- Significantes como las etiquetas pueden explicar la función, la cantidad de pasos y el estado
- La retroalimentación háptica de la rotación del dial también funciona como una capa de comunicación
- Cuando cambia el ajuste en sí, como una fuente multimedia, un detent fuerte transmite la importancia del cambio
- Cuando se modifica un valor dentro de una misma función, como el volumen, un detent más pequeño se siente más natural
- El experimento de control de volumen comparó tres patrones hápticos
- Resistencia lineal suave: técnicamente la más precisa, pero se siente sin vida y artificial
- Detents regulares y sutiles: al ser el método más común para controles como el volumen, se siente como el más natural
- Resistencia dinámica que aumenta proporcionalmente al volumen: como es un concepto difícil de crear con un dial analógico, se siente extraño para una operación de volumen común, aunque podría tener potencial en otros ámbitos de aplicación
Guías de diseño para interfaces hápticas
- Para acciones similares, se deben mantener patrones hápticos consistentes
- Si el volumen y la velocidad del ventilador tienen el mismo tipo de rango de valores, conviene no mezclar una rotación continua en uno y una rotación por pasos en el otro
- Se debe permitir tanto el ajuste preciso como el ajuste rápido
- El volumen normalmente se ajusta en pasos pequeños, pero cuando sea necesario debería poder silenciarse rápidamente
- En funciones que tienen estado apagado, es intuitiva la sensación de que al girar el dial completamente hacia la izquierda la función se apaga
- La retroalimentación física y la visual deben estar sincronizadas
- Si el dial gira 270°, la interfaz también debe corresponder a 270°
- Las posiciones de los detents y de la UI también deben coincidir
- En el experimento, se sintió más natural actualizar la UI cuando el dial había pasado un 20% del detent
- Cuanto mayor sea el rango de valores, más débil debería ser la intensidad de los detents; cuanto menor sea el rango, más fuerte debería ser
- En un rango [0,99], convienen detents sutiles
- En un rango pequeño como [0,3], se necesitan detents más fuertes para transmitir claramente la posición
- Los valores importantes pueden tener detents más fuertes
- En casos como la temperatura, que puede tener valores decimales, se puede distinguir entre valores principales y secundarios mediante la intensidad del detent
- Los valores extremos pueden comunicarse con resistencia o con el tamaño de los pasos
- En modo de climatización automática, si se configura una temperatura muy distinta de la temperatura interior actual, el sistema actuará con más fuerza para alcanzar el objetivo, y esto puede comunicarse con una resistencia mayor
- Incluso con la misma temperatura configurada, el resultado puede cambiar según la diferencia con la temperatura interior actual, lo que resulta útil para expresar extremos de forma dinámica
- Pasos importantes, como el modo apagado, pueden ocupar un ángulo mayor que los pasos normales de encendido
- Justo antes de un cambio de estado, se puede ofrecer una resistencia de vista previa sutil
- Es mejor que la curva de fuerza se parezca más a una logarítmica que a una lineal
- Si la resistencia aumenta a medida que se acerca el siguiente detent, se puede sentir con mayor claridad cuándo ocurrirá el paso
Límites revelados por el prototipo
- Con base en los principios de diseño establecidos, se implementó un sistema de automatización simulado que incluía temperatura, velocidad del ventilador y calefacción de los asientos
- Se mantuvo la conclusión anterior de que la calefacción de los asientos, por su carácter muy personal, no es adecuada para automatizarse, pero se incluyó para ver si era posible controlar tres funciones con un solo dial
- Para el control de temperatura se aplicó resistencia háptica progresiva
- Cuanto más se ajustaba lejos de la temperatura actual, mayor resistencia se sentía
- Configurar una temperatura mucho más alta comunicaba hápticamente que la velocidad del ventilador y la calefacción del asiento también aumentarían
- La velocidad del ventilador y la calefacción del asiento usaban el mismo perfil háptico
- La velocidad del ventilador tenía 5 pasos claros
- La calefacción del asiento tenía 4 pasos, y el primero era la posición “off”, con retroalimentación más fuerte
- Al presionar el dial se podía alternar entre funciones, y un pequeño paginador en la parte inferior de la pantalla indicaba la función activa actual
- Dentro del sistema automatizado, el conductor debía entender sin alternar funciones la relación por la que, tras configurar la temperatura, cambiaban la velocidad del ventilador y la calefacción del asiento; pero transmitirlo solo con una pantalla pequeña resultó difícil
Tres funciones son posibles, pero dos resultan más naturales
- Mostrar tres tipos de datos en un solo dial es posible, pero está cerca del máximo
- Si se agrega una cuarta función, se vuelve difícil seguir la posición dentro de la interfaz sin bajar la mirada
- La necesidad de poner mucha información en una pantalla pequeña es la principal limitación
- Si los tres tipos de datos están conectados entre sí dentro de un sistema automatizado, comunicar esa relación en una pantalla pequeña que se usará al manejar se vuelve aún más difícil
- Si las funciones son solo temperatura y velocidad del ventilador, el concepto resulta más natural y también queda espacio suficiente para mostrar claramente el estado del sistema automatizado
- La configuración final recomendada es un dial giratorio de dos funciones
- Minimiza la cantidad de acciones mediante un sistema automatizado
- Permite que el conductor lo sobrescriba fácilmente cuando sea necesario
- Para la calefacción de los asientos, lo ideal es un control físico separado que permita elegir la configuración preferida con una sola acción de botón, en lugar de presionar varias veces para recorrer intensidades
Soluciones similares en autos reales
- Jaguar usó una solución interesante que añadía una acción en profundidad a un dial de tres funciones
- En estado básico controlaba la temperatura
- Al presionar el dial se activaba la calefacción del asiento
- Al jalar el dial se activaba la velocidad del ventilador
- Es una forma fácil de aprender y usar sin apartar la vista del camino
- Jaguar, como muchos otros fabricantes, dejó de usar controles físicos de climatización y pasó a pantallas táctiles
- Skoda ofrece actualmente tres Smart Dials en sus modelos de gama alta
- Cada pasajero ajusta la temperatura con su propio dial
- Al presionar el dial se controla la calefacción del asiento
- El conductor puede configurar el dial central con hasta 6 funciones, como volumen, modo de manejo, velocidad del ventilador o dirección del aire
- En medio de la tendencia actual hacia las interfaces táctiles, puede considerarse un diseño simple y excelente
Separar los roles de pantallas táctiles y controles físicos
- Las pantallas táctiles son casi un mal necesario para interacciones complejas como la navegación
- Es mejor no meter en una interfaz táctil operaciones frecuentes y simples como la climatización
- A menudo se menciona el costo como razón de la desaparición de los controles físicos, pero el hecho de que marcas económicas como Skoda y Renault sigan ofreciéndolos hoy muestra que no es solo una cuestión de costo
- Los fabricantes que adoptan interfaces solo táctiles priorizan el costo y el marketing por encima de la ergonomía y la seguridad
- La acción de manipular controles físicos tiene una satisfacción y una sensación de calidad propias
- Marcas como Mercedes han presumido de dedicar miles de horas a perfeccionar la sensación de interruptores y botones
- En las pantallas táctiles esa sensación desaparece, y también ha desaparecido en la mayoría de los vehículos modernos
- Hay mucho margen por explorar en el diseño de controles físicos, y el código del proyecto está publicado en GitHub
1 comentarios
Opiniones de Hacker News
A diferencia del enfoque que suelen usar las automotrices de “poner cualquier basura en una pantalla táctil”, valoro que se hayan detenido a pensar cómo diseñar controles digitales.
Aun así, me pregunto si un control modal tan complejo realmente aporta beneficios. En mi auto viejo, modelo 2016, hay tres perillas, así que puedo ajustar la temperatura, la intensidad del ventilador y la dirección del aire por separado sin mirar, y los asientos calefaccionados se manejan con un solo botón.
Si hubiera un modo automático para el control de temperatura, en teoría sería útil, pero en la práctica muchas veces basta con estirar la mano y girar algo según si en ese momento tengo frío, calor o estoy cómodo; y en otros autos con modo automático, al final igual hay que operar varias funciones cambiando de modo en la pantalla táctil, lo que obliga a apartar la vista del camino.
Ese es exactamente el tipo de detalle que me gusta en un auto bien diseñado.
En general se debe a la suposición un tanto extraña de que un único sensor, ubicado normalmente en un lugar donde no está el usuario, reflejará con precisión el ambiente real.
Una entrada del tipo “más cálido/más frío” es suficiente y no finge una precisión que en realidad no tiene.
A primera vista parece una mejora de la interfaz de usuario, pero sigue siendo peor que la experiencia de control analógico. Podría pasar que gires fuerte la perilla para ajustar el volumen y en realidad estés cambiando rápidamente de emisora de radio.
Para operar sin mirar, tendrías que mantener en la cabeza el estado de la perilla todo el tiempo, y el objetivo final debería ser poder operar sin quitar la vista. Con lo analógico, eso era posible.
Aunque alguien proponga un diseño con una carga cognitiva casi nula, fácil de aprender y fácil de volver habitual, la presión de que todo “debe ser nuevo, más nuevo, revolucionario y disruptivo” hará que tengamos que reaprender a la fuerza cada vez que compremos un auto nuevo.
Me da miedo reemplazar mi auto de 20 años, pero al final tendré que hacerlo. Si pienso en la pésima informatización de los autos modernos, los problemas de seguridad, la optimización llevada al nivel de corrupción o falta de confiabilidad, la hostilidad comercial de cosas como las suscripciones y hasta los diseños repugnantes, quizá mudarme a una ciudad y un país con buen transporte público sea mejor tanto para mí como para el ambiente. Las excepciones se pueden resolver con taxis y autos rentados, y una sociedad centrada en el automóvil no es un buen lugar para vivir.
Soy el creador de SmartKnob. Siempre me sorprende que este objeto haya generado tantas discusiones sobre experiencia de usuario a lo largo de los años.
Algo que me deja un poco insatisfecho del prototipo y las demos que compartí originalmente es que usaban la acción de presionar y la pantalla como una interfaz de menú modal. La pantalla se ve genial en los videos de demostración y encaja bien en interfaces que reciben toda la atención del usuario, como un panel de control de casa inteligente.
Pero creo que su verdadero potencial está mucho más en la retroalimentación háptica en sí, combinada con botones dedicados que cambien directamente a modos específicos en lugar de menús. Por ejemplo, hay una demo posterior que usa la retroalimentación háptica como herramienta de jog para una línea de tiempo de video: https://youtu.be/J9192DfZplk
Una pantalla que se puede cambiar por completo mediante software empieza a sentirse menos como una “nueva era” de la experiencia dentro del vehículo y más como una v0.1 del control de configuraciones altamente personalizable pero muy complejo; es decir, una primera implementación perezosa. Este diseño parece acercarse más a refinar ese concepto, y eso merece elogio.
Estoy de acuerdo en que quizá todavía no sea del todo suficiente para la “operación sin mirar” que se necesita al conducir, pero para muchos usos es una interfaz mucho más sofisticada y pulida. Con solo limitar las opciones del menú principal a cinco, ya podrías reducir diez botones a una sola perilla.
Sobre la parte de usar solo retroalimentación háptica, me pregunto si lo comparaste con Surface Dial. Pensé que eso iba a difundirse más masivamente, pero parece haberse desvanecido.
Además de gustarles a algunas personas que trabajan en medios de arte y video, también llama la atención que haya aparecido sobre la silla de piloto en una famosa película y serie de ciencia ficción ambientada en el espacio.
Me gustaría que hubiera más dispositivos inteligentes con entradas y salidas analógicas. Sentía que Ambient Technologies estaba empezando a encontrar algo, pero parece que nunca terminó de encontrar el ajuste producto-mercado que se esperaba.
El trabajo y las funciones inteligentes que hay aquí son interesantes, pero también hay cosas que preocupan
Primero, al intentar reducirlo a 2 perillas, cada una termina siendo multimodo. Eso hace que se pierda buena parte de la ventaja de la memoria muscular, y obliga a mirar una pantallita que queda parcialmente tapada por la mano durante la operación. La retroalimentación háptica podría ayudar a saber el modo actual sin mirarlo, pero si se quiere usar con los ojos en la ruta, aumenta lo que hay que memorizar y puede restarle valor a la simplicidad
Segundo, me pregunto si la retroalimentación háptica funcionará usando guantes. No sé si se sentirá, ni si detectará el toque
Hoy en día los controles manuales de climatización suelen tener 3 perillas, así que no hay tanta diferencia con las 2 que se proponen aquí, y siempre hacen lo mismo cada vez que uno estira la mano. Me preocupa cuánto tardará el usuario en familiarizarse con la interfaz sin mirarla. Tal vez tenga ventajas dar feedback en una pantalla grande que no quede tapada por los dedos
Aun así, es un excelente estudio sobre consistencia de la interfaz de usuario, por ejemplo en cómo programar los puntos de detención (detents)
Una disposición lógica sería poner los botones alrededor del dial como un gráfico circular; así serían muy fáciles de encontrar sin mirar. Si los botones se colocan debajo del dial, la mano no taparía la pantalla y el display también podría usarse como indicador claro del modo
También se podría duplicar la indicación en el head-up display del conductor. Seguiría captando un poco de atención, pero si, por ejemplo, solo llenara brevemente el centro del velocímetro cuando el conductor lo está tocando, distraería mucho menos que girar la cabeza para mirar el panel de infoentretenimiento
No hace falta preocuparse por el tema de los guantes. Es una perilla física y el motor aplica resistencia a la fuerza de giro, así que con guantes no hay ningún problema
Diseñar controles de auto es fácil. Tomas los elementos que los ingenieros perfeccionaron durante 100 años buscando precisión y ergonomía, se los pasas a alguien con un título en diseño industrial, esa persona tira todo a la basura y hace algo brillante, y como resultado muere gente como Anton Yelchin
La interfaz de usuario de AWS no cambió mucho en 10 años, pero aun así durante ese período la rediseñaron al menos tres veces, sin beneficio para nadie
Sería bueno que las grandes empresas ofrecieran a los usuarios de pago una interfaz de usuario con soporte de largo plazo, y que el equipo de experiencia de usuario solo pudiera arruinar el flujo de trabajo de otros mediante participación optativa
Una característica que se pasa por alto en los controles físicos es que le dan identidad y experiencia al interior
Cuando era chico y estaba obsesionado con los autos, me encantaba ver cómo cada marca organizaba el interior. Por ejemplo, los Volvo de los 2000 usaban un dibujo bastante grande de una persona sentada para elegir las salidas de aire del climatizador
Además, en mi cabeza, si un objeto pesa más de 3000 libras, debería tener naturalmente elementos físicos para presionar y empujar de verdad y escuchar clics
Unas cuantas pantallas táctiles enormes y controles táctiles eliminan casi todo eso
Personalmente prefiero asientos manuales, simples y que no se rompan, pero si hay que automatizarlo, es una gran interfaz
El problema central es que los fabricantes de autos siempre eligen diseño nuevo por encima de la usabilidad. Cambian piezas para diferenciarse, no para mejorar funciones. Incluso controles bien diseñados, como los del climatizador de Volvo, desaparecen en el siguiente restyling
El problema más nuevo es que todas las automotrices son increíblemente incompetentes en software y experiencia de usuario. No es su cultura ni su especialidad. Por eso no solo los botones son malos o inexistentes, sino que incluso las pantallas se vuelven una pesadilla
Es una idea muy arraigada en la industria automotriz y probablemente no cambie fácilmente, pero de verdad creo que tiene que parar
A medida que envejezco, algo que estos diseñadores pasan por alto es la presbicia. Mi Honda tiene controles bastante decentes, pero una pantallita como la que va en estas perillas es muy difícil de ver incluso estando detenido, e imposible de noche mientras manejo
Los íconos son demasiado pequeños. Con el tamaño de las pantallas de los autos actuales, hay espacio suficiente para las perillas, y deberían usarlo
Si estás diseñando objetos que se ven bien a los 20 y tantos, también deberías invertir pensando en tu yo del futuro y en un gran grupo de población que normalmente también tiene más dinero
[0] https://www.aoa.org/healthy-eyes/eye-health-for-life/adult-v...
Los fabricantes de autos deberían contratar a esta persona para que diseñe sus interfaces. Entiende lo esencial. No se debería usar una pantalla táctil para funciones que se manipulan con frecuencia mientras se maneja, eso es extremadamente inseguro.
Por ejemplo, Jeep descubrió recientemente su gusto por mostrar alertas aleatorias de pantalla completa con una alarma estridente cuando infiere mágicamente que hay una grúa cerca. En realidad, la probabilidad de ver una grúa en los siguientes 10 minutos es, con suerte, de alrededor del 50%.
Es magnífico: vas en la tercera hora de manejo nocturno, solo en la carretera, y de pronto aparece algo como “alerta, se acaba el mundo”.
De verdad odio a los fabricantes de autos. No se les debería permitir usar pantallas táctiles. Aunque puedan ser útiles, han demostrado una y otra vez que no son lo suficientemente inteligentes para usarlas bien.
Si los fabricantes de autos optimizan para que el auto se vea atractivo en la sala de exhibición, una pantalla táctil llamativa le gana a los aburridos controles físicos.
Parece mejor que otras pantallas táctiles, pero de entrada no entiendo por qué hace falta una pantalla táctil.
Me gusta el enfoque de Mazda con una pantalla sin función táctil, y prefiero todavía más el hermoso control de una BMW X5 modelo 2004, donde se puede ajustar la temperatura con mucha precisión girando un dial en el centro del tablero.
Después de fijar la temperatura en un valor razonable, como 70 grados, si el aire que llega a la cara y las manos está demasiado caliente o frío, simplemente giras el dial. Las demás salidas siguen funcionando a 70 grados mientras al mismo tiempo puedes mandar aire más cálido o más frío hacia las manos. Por supuesto, también puedes hacer ese ajuste al instante incluso al incorporarte a una autopista.
Aprendí esta lección por las malas con una BMW 5 Series de principios de los 2000, modelo 2004.
Tenía una sola perilla estilo joystick que controlaba una pantalla, si mal no recuerdo iDrive, y manejaba todo: climatización, configuración, etc. El problema era que, al ser un sistema todo en uno completamente integrado con las funciones del vehículo, no se podía reemplazar por un sistema original más nuevo o mejor.
Quedabas atrapado con tecnología que envejecía, y cuando la pantalla o la computadora empezaban a fallar no había una solución sencilla. Ni un reemplazo barato de botones ni una actualización fácil eran posibles.
Comparado con un auto como un LandCruiser de los 80, los controles físicos siguen funcionando décadas después y, en el peor de los casos, cambias un botón o un interruptor por muy poco dinero. En cambio, los autos modernos se están convirtiendo en productos tecnológicos desechables que quedan obsoletos en cuanto falla su sistema propietario.
Por eso, cuando compré un auto nuevo hace unos años, elegí una Toyota LandCruiser. Aunque ahora trae pantalla táctil, el hecho de que use botones físicos marca una gran diferencia cuando quiero cambiar la música o ajustar el volumen mientras manejo.
Hoy en día, todos los autos nuevos tienen sistemas integrados a medida, así que cosas como reemplazar la unidad principal se han vuelto mucho más difíciles. Por ejemplo, poner una unidad principal doble DIN nueva con CarPlay en un auto viejo es mucho más fácil, pero en un auto moderno es difícil o imposible.
Muchos sistemas iDrive se pueden reemplazar, aunque me preocupa un poco de dónde salen las piezas baratas de eBay.
Las versiones posteriores de iDrive mejoraron muchísimo respecto de las primeras, y probablemente fueron el mejor sistema que he usado en un auto. Pero ahora se fueron por el camino de las pantallas táctiles gigantes. Se ven impresionantes, pero no las quiero.
Mi sistema favorito de controles de auto es el dial giratorio iDrive de BMW.
Las pantallas táctiles están bien para dar acceso a controles más detallados. Pero deberían limitarse a funciones que no necesites ajustar mientras manejas.
En un Tesla, para activar el desempañador tienes que tocar la pantalla 3 veces, y durante ese tiempo tu atención se va a la pantalla. Y eso que por aquí es algo común. En cambio, en un Subaru se hace con un solo botón que ya quedó en la memoria muscular, así que la forma de Tesla no tiene sentido.
Estoy de acuerdo en que lo ideal sería tener controles físicos para esa función, pero últimamente lo único que me molesta es no tener controles para los limpiaparabrisas. Si Tesla activara los limpiaparabrisas con un sensor de lluvia en lugar de con cámaras, creo que ese problema también desaparecería.