基于共享體驗的人工智能廚房設計研究

侯建軍 毛軼超

摘要：研究人工智能技術在智能廚房的交互及應用方式，設計基于共享體驗的智能廚房系統。理論與文獻研究、案例分析和設計實踐等方法。共享型智能廚房不僅需在功能分區、廚房形式和櫥柜尺寸考慮共享概念，同時需滿足廚房電器和智能櫥柜之間的功能協調，以及使用者間的多元化交流方式。通過對現有的人工智能技術在廚房系統中的應用研究，運用設計實踐方法針對年輕群租人群設計一款共享型智能廚房，同時建立智能化廚房產品管理系統。

關鍵詞：人工智能智能廚房共享型廚房廚房交互人機工程學

中圖分類號：TP391.9

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）02-0058-03

引言

隨著傳感器與無線技術、物聯網計算、云存儲以及智能制造技術的不斷突破，人工智能技術AI（ArtificialIntelligence）已廣泛應用于人們生產生活的各個領域凹。共享智能廚房是在此背景下的設計新方向，其目標是不僅可滿足多人共享的使用需求，同時櫥柜與智能電器產品系統結合，從廚房產品局部概念轉向廚房空間概念，更加注重使用者的交流方式，使廚房擁有智能化管理，更方便省力、更人性化、更高效性和更具交互性的廚房空間。

Al智能與廚房交互方式

（一）智能廚房系統概念

智能廚房概念是21世紀初由海蒂詩公司所提出，其理念不僅優化廚房的操作流程，并且合理的劃分功能區域以及滿足不同的人機交互需求等。同時期世界級家具五金制造商奧地利百隆Blum集團提出了動態空間智能廚房的概念，其以優化的工作流程（Workflow）、最大利用空間（Space）和運動舒適性（Motion），通過電動和智能化配件，可根據使用者需求設計個性化的廚房尺度、功能分配空間和廚房操作方式【2】。

隨著近幾年智能方式的流行，智能方式也逐漸走進廚房，但是所謂的智能廚房更多是廚房電器產品的智能，如智能烤箱、智能電飯煲、智能微波爐等，產品里僅僅加入一個傳輸模塊，讓廚電可以用APP控制，但使用者很少會用手機遠程控制家里的產品，慢慢的，這類“偽智能”變成了“尬智能”，所以智能廚房甚至人工智能廚房仍有很遠的路要走。

本研究所指的智能廚房不僅強調廚房的功能性和效率，同時強調產品個性、以及更關注人與人之間的生活和交互方式，協調家庭關系。智能廚房系統設計的目的是通過創造空間秩序和交互秩序，提高廚房使用效率和使用者與櫥柜交互關系，并且滿足使用者間的多元交流方式，如圖1。

（二）廚房交互方式與要素分析

廚房的交互方式主要體現在以下三個方面，如圖2所示：

1.技術交互（產品與產品交互）

廚房是由櫥柜及許多電器組成，無線與物聯網技術已可將各產品相連，所以技術交互更多為產品系統（ProductSystem）間的連接。

2.行為交互（使用者與產品的交互）

行為交互強調使用者操作行為和產品的界面（Interface）反饋，如櫥房產品的使用功能、廚房產品人機功能尺寸以及用戶行為方式、合適的美學與情感反應形式等，用戶與產品間在交互方面存在的問題，會影響到產品使用質量和人與物之間的協調與和諧。

3.社會交互（人與人交互）

廚房空間是多人參與的社會性活動，如家庭成員的交流、家人與客人的交流，父母與子女的互動交流等。廚房設計已經從以技術交互為中心逐漸趨向以行為活動和社會交往為中心的復雜交互。社會系統（ServiceSystem）是以用戶、產品和各使用者共構的交互場景，協調人與人的溝通和交流方式。

（三）智能技術在廚房中應用

隨著智能技術的發展，廚房系統中可融入越來越多的智能技術，如圖3所示：

1.傳感與無線技術作為智能基礎

現有的傳感與無線技術是智能廚房實現的基礎基礎，與智能廚房相關的傳感器有重力傳感、紅外感應、熱敏傳感和溫度傳感等，與智能廚房相關的無線技術有WIFI（無線網），BLUETOOTH（藍牙），ZIGBEE（紫蜂協議）和RFID（射頻識別）【3】。

2.物聯網技術連接廚房各產品

智能廚房“物聯網”是將廚房智能電器相互連接，各設備間實現信息共享，具有統一的監控管理與操作系統，其目的是利用各種信息傳感設備與互聯網連接的巨大網絡系統。智能廚房物聯網技術分三個層次：感知、網絡和應用。感知層任務是識別物體，獲取信息，傳輸信息等，其包括傳感器、GPRS模塊（通用分組無線服務）、攝像頭、傳感器網關組成。網絡層輔助信息的計算分析和控制，其包括互聯網、云服務平臺、移動通信和信息中心網絡組成。應用層執行信息傳遞任務，實現物聯網智能應用，其主要包括各種的智能廚房設備。

3.云計算與模糊判定是智能的關鍵

市場上許多所謂的智能廚房產品都需要使用者通過智能手機端APP下達指令，這種只能稱為單一自動化產品，也是我們常說的“尬智能”。而云計算和模糊判定技術可通過用戶行為、使用群體特征和操作歷史數據智能分析，提前預判并給使用者適時的提醒或幫助做出判斷，使廚房產品更加智能。

4.人工智能技術是智能廚房發展方向

人工智能技術并不是指簡單的智能，它有類似人類思維方式去思考和完成任務，而信息計算是人工智能的核心。人工智能櫥柜可以通過自我改編來實現學習記憶，能進行自我修復和管理，能傳遞信息，實現與使用者互動、能獨立思考判斷、對使用者以往的行為習慣和操作方式的數據統計等，能快速提供與使用者一直的操作方式和交互方式。

二、共享廚房概念及特點分析

（一）共享型廚房概念及功能分區特點

共享式廚房是近幾年流行的概念，隨著發展其設計方向也隨之細化：一種是針對大學生或上班族的“個人服務型共享廚房”，其功能主要為廚房功能的共享，同時滿足單人或多人的聚餐模式;另外一種較為商業化，為“餐飲經營型共享廚房”，使用者給共享廚房平臺繳納費用，有的為單獨商鋪，有的和超市結合，是兼具商業地產和餐飲零售屬性的聯合餐飲空間4。以上兩種廚房人群不同設計特點也截然不同，而本研究主要針對年輕群體共享居住環境的廚房設計。

共享型廚房功能分區與普通廚房類似，主要有洗滌區、烹飪區、備菜區、儲存區和廚房電器產品，但各分區特點需更多體現共享的功能概念：比如洗滌區中水槽最好雙盆為主，多水龍頭便于同時多人使用;烹飪區考慮多灶頭的灶臺，方便多人同時使用;備菜區需考慮多人足夠的操作空間，以及使用者間的溝通交流;儲存區需要有共享存儲空間，同時需要個人獨立存儲空間。

（二）共享型廚房形式與人機尺寸分析

廚房的基本形式一般空間尺寸和格局決定，常用的有單列型、雙列型、L形U形、G形和島型六種。共享型廚房因考慮多人同時使用，不僅需要足夠的操作空間和存儲空間，同時需考慮使用者在烹飪區、洗滌區、備菜區、儲存區和電器產品之間的行為路線，綜上所述雙列形L形U形、G形更滿足共享型廚房形式，如圖4所示。

（三）共享型廚房人機尺寸

共享型廚房的尺寸會直接影響使用者的使用舒適性和操作效率，根據人機工程學原理，廚房地柜高度80-85cm，深度60-65cm，廚房吊柜高度50-60cm，深度30-45cm，如果有高度調節功能為佳。過道的寬度需考慮至少兩人交錯走過情況，以150cm以上為佳，如表1。

三、基于共享體驗的人工智能廚房設計應用

（一）設計目標定位

本設計針對青年群租人群，該人群處于人生的過渡期，生活中更看重朋友和戀人的情感交流，喜歡休閑時一起下廚，在聚會中交流感情。針對此類人群的共享型廚房不僅體現共享共用廚房概念，滿足單人或多人聚餐交流方式，同時滿足年輕群體對智能生活的高端需求。

（二）設計效果圖，如圖5

本設計由地柜、吊柜、水槽和各廚房電器組成，考慮到多人共享概念設計為U形和島形轉換，其主要分為普通模式、吧臺模式和聚會三種模式。其中有四個地柜是四個單獨的存儲空間，滿足不同使用者獨立存儲空間，地柜頂部設兩個電磁爐，擴展烹飪空間，地柜底部有萬向輪，可固定也可自由移動。當地柜靠墻時為普通模式，使用者可烹飪和配菜，如圖6所示。當地柜移開時，高腳凳和吧臺配合成酒吧模式，四個地柜可組合成聚會模式，增進使用者之間的交流，如圖7所示。

（三）體現“共享”概念及各功能分析

本設計從更多細節體現共享概念：1.雙槽雙水龍頭設計，可多人同時使用;2.四眼灶具設計，多灶頭的設計方便多人使用;3.模塊化的吊柜和地柜設計，滿足使用者獨立的存儲空間;4.電磁爐補充灶具設計，是烹飪方式的補充，同時在聚會模式中可以開啟火鍋模式;5.酒吧設計，高腳凳和吧臺組成獨立的酒吧模式，使用者可以聚會聊天，如圖8所示。

（四）人工智能廚房系統

本設計把核心智能產品如模塊化智能冰箱、智能灶具和智能油煙機以及周邊智能產品如智能燈具系統、智能洗碗機、智能飲水機、智能投影機、智能攝像頭、智能水龍頭、智能微波爐、智能電飯煲、智能平板電腦和智能烤箱等電器組成共享廚房智能系統。該系統可語音控制，通過硬件實施監測，基于對用戶以往行為習慣，分析用戶行為操作，幫助用戶做判斷，智能輔助完成廚房功能，如圖9所示。

結語

共享型智能廚房目前仍是比較新的概念和設計方向，目前相關理論和設計實踐較少。共享型智能廚房不僅要以人工智能技術為基礎，

體現智能電器產品與智能櫥柜之間的整體功能協調，同時要以廚房空間為媒介，增進家庭和社會的交流方式。本文通過分析智能廚房系統、廚房的三大層次交互方式以及智能技術在廚房中的應用，從系統設計理論角度重新定義了共享型廚房概念，并分析共享型廚房在功能分區、行為路線及人機尺寸等特殊需求。通過以上理論研究，最終設計一款針對年輕群租人群的共享型智能廚房，該設計不僅功能上體現智能系統，同時針對共享概念完成普通、吧臺和聚會三種模式轉變，已滿足使用者生理及心理需求，從而不斷為設計更符合智能廚房一體化設計提供理論依據和指導。

基金項目：2020年度教育部人文社會科學青年基金項目（20YJC760030）;江蘇高校哲學社會科學研究基金項目（2018SJA0386）;南京工程學院教研教改重點課題（JG2019009）;南京工程學院一流課程建設項目（YZKC2019067）南京工程學院高等教育研究課題（2019YB26）;南京工程學院文化藝術創意設計研究院開放基金項目（CACD202003）。

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