人工智能在家居空間中的應用

朱燦華

摘要：隨著AI人工智能、大數據、物聯、云計算、5G等技術的成熟與相互融合，讓我們的生活在21世紀變得更舒適、便捷、高效，人工智能已經在我們生活的很多方面發生了令人難以置信的改變。家是溫馨的港灣，人們在忙碌了一天后，回到家里才得到真正放松，人一生中在家里的時間將超過一半，社會在不斷發展，家居空間設計更應與時俱進。人工智能走進家居空間將是新時代室內設計的趨勢，更是空間設計中以人為本設計這一原則的現代體現。本文以“智能之家”為主題探索人工智能在家居空間中的應用。

關鍵詞：人工智能;智能家居;家居空間

Abstract：With the maturity and integration of AI artificial intelligence，big data，Internet of Things，cloud computing，5G and other technologies，our lives have become more comfortable，convenient，and efficient in the 21st century.Artificial intelligence has already occurred in many aspects of our lives.An incredible change.Home is a welcoming harbour.After a busy day，people will only be truly relaxed when they return home.People will spend more than half of their time at home.Society is constantly evolving，and the design of home space should keep pace with the times.Artificial intelligence entering the home space will be the trend of interior design in the new era，and it is also a modern embodiment of the principle of people-oriented design in space design.This article explores the application of artificial intelligence in the home space with the theme of "Smart House".

Key words：Artificial intelligence;smart home;home space

1 緒論

人類自誕生之日起，對高品質生活的追求就從未停止過。從舊石器時代使用石器到現在人人都擁有智能手機;從席地而坐到明代經典家具再到現在的智能按摩椅;從群居洞穴到聚落的產生再到現在的高樓大廈，人類在各個領域不斷地實現新的超越。

當前計算機網絡技術、現代通信、AR虛擬現實、人臉識別、指紋識別、聲音識別、現代智能等科技的不斷成熟已經在各個方面改變著我們的生活。科學技術的進步，最終目的是為人類服務。人類的平均壽命按現階段的78年計算，人的一生中待在家里睡覺的時光就要占去1/3，那就是26年，再加上平時的生活起居和休閑娛樂的時間，人在家中度過的時間將超過一半。因此在家居空間中探索智能設計具有重大的研究意義和現實意義。

2 智能家居的概念

世界上最早的關于智能家居的研究可以追溯到20世紀80年代的美國，當時在對一些舊建筑的改造中對大廈的空調、電梯、照明和其他設備進行了監控，給大廈提供了一些簡單的通信服務。之后，加拿大、澳大利亞、新加坡等一些經濟比較發達的國家也先后在智能家居的設計領域進行了探索。智能家居在美國、德國、西班牙、日本等國都有廣泛的應用。比爾·蓋茨在1990年建立的“未來之屋”完全兼容智能住宅的概念。不僅連接上了互聯網，所有門窗、燈具、電器設備都可以通過電腦控制，它被稱為Smart home，是現代智能之家的原型。

智能家居在住宅空間中，兼備建筑、家用電器、網絡通信和設備自動化及系統結構、服務和管理為一體，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現環保節能的居住環境;智能通過物聯網技術和移動互聯網將家用電器或設備等連接到一起，提供安防控制、照明控制、水電控制、網絡控制以及健康監測等多種功能和手段，提供高效、舒適、安全、便利及環保的家居空間環境。

3 智能家居在室內空間中的應用

如前所述，人的一生，平均超過一半的時間是在家中度過，那么當代的室內設計如何立足當代科技構建理想的智能家居，讓人們在家居空間中，共享科技發展的成果？家居空間中的智能需求主要有門禁安防智能、燈光智能、家電智能、健康衛生智能以及情感智能（如下圖所示），其具體如下：

智能家居系統結構圖

3.1 門禁安防智能

智能門通過語音和虹膜技術或人臉識別與智能主機對接，通過網絡將信息傳輸到手機、平板電腦或者電腦，智能門通過以上的識別技術辨別主人。其具體表現在：（1）當智能系統識別主人信息后，發出指令：如“歡迎主人回家”之類語言提示，大門隨即打開，迎接主人回家;（2）當外人或陌生人需要進入家門時，智能門將信息傳輸到智能主機，智能主機通過網絡將信息傳輸到手機，主人可以通過手機或者是平板電腦完成與外來人員進行遠程通話，經許可方可進入;（3）窗戶安裝紅外感應器與傳感器等設備，并與智能主機連接。如果風雨來襲，窗戶自動關上;（4）如果發生陌生人或盜賊強行闖入，系統將信息傳輸到手機提醒主人，并發出警報。

3.2 燈光智能

燈光智能是家居空間中的燈具通過對光線的感應與對人物捕捉實現智能開啟。在白天光線比較強的時候，則自動關閉;在陰雨天光線不足的情況下，燈具通過紅外感應實現智能開啟;當人離開燈具的輻射范圍時，燈具自動關閉。環保節能又人性化。臥室與衛生間的燈具可以設置多種模式。當主人進入睡眠以后燈具自動進入睡眠模式;當主人起夜的時，等具緩慢開啟微弱柔和的燈光，而不至于使你的眼睛在蒙蒙的睡意下被刺眼的白光照著難受;當需要正常光照時，可以通過語音切換照明模式。

3.3 家電智能

家電是指電視機、冰箱、洗衣機、空調等家中主要的電器，家電智能是使家用電器實現智能化。電視機可以通過語音開啟和關閉，可以通過語音尋找你想要看的頻道或節目，也可以用手勢、眼、距離與電視實現界面交互;當人離開電視機，沒人觀看的時候，電視機自動進入待機狀態或者自動關閉，再也不用擔心找不到遙控器了，同時達到節能的目的。空調則可以通過人的行為以及整體空間氣溫自動調節，而不是現在的通過遙控器手動調節。再也不擔心夜里被凍醒且很不情愿的狀態下到處摸遙控器。當空間內主人離開一段時間，空調則自動關閉，而不需要擔心離開家卻沒有關空調！

3.4 健康衛生智能

在家居空間設計中健康衛生智能將越來越被重視。在家居空間中安裝紫外線殺菌設備，通過檢測系統自動檢測家居空間中的有害病菌，將信息傳輸到智能主機，智能主機將信息傳輸到手機或平板。通過遠程控制開啟紫外線系統對整體空間進行殺毒滅菌處理，呵護家人健康。家中的智能馬桶更是一臺檢測機，它將糞便、尿液檢測分析后，將相關參數發送到手機提醒主人注意健康。比如說有一天女主人上完廁所，“小馬”溫馨提示：恭喜主人懷孕了。掃地機器人早已問世，在家居空間中配備一臺掃地機器人，你省事多了。你在上下班的路上通過手機操作遠程控制智能掃地機器人清掃家中衛生，在碰到故障時，將信息傳輸到手機APP，主人可以通過家中監控實現遠程調整，完成清潔工作，保持家中清潔衛生。

3.5 情感智能

情感智能不是單獨的某個智能，而是融入在家居空間的各項智能需求當中。在健康衛生智能，檢測到主人的健康指標異常時，將相關的注意事項發到主人手機，并進行語音提示。在智能家居情感化設計中，主要遵循以下幾個方面的原則。（1）交互體驗人情化。人們在物質生活穩步提升的同時，對情感方面的訴求也越來越高，在智能家居設計過程中要結合人們的交互動作和交互行為，從而喚醒人們的情感。比如前文所述的門禁安防智能，當主人站在家門外的時候，門禁智能會向主人說“主人辛苦了，歡迎主人回家”，然后，家門自動打開;在周末還會提醒主人“明天周末要晚點起床嗎”等帶情感的溫馨指令。（2）情境模擬自然化。在智能家居設計時，需要針對不同的客戶群體，考慮用戶的生活習慣及個體差異性，體現設計的特殊性、自然性、真實性。進而提升用戶對產品的參與感和認同感。如：在臥室中，當主人忙的比較晚的時候，會提示主人“已經很晚了，早點休息”等這類自然情境下的溫馨指令。（3）信息處理敏捷化。在智能家居設計過程中，利用大數據、云計算等現代技術的有效應用，將信息快速、準確地收集，為用戶提供精準服務。（4）系統開放安全化。智能家居的安全設計尤為重要，由于智能家居為用戶提供了開放式的交流環境，有利于信息的共享和互動，但同時也存在安全隱患，因此需進一步加強安全設計，如進行視頻監控、門禁控制等，從而確保用戶的安全。（5）空間利用高效化。從目的來看，智能家居主要是為人們提供舒適、便利的生活環境，自動化技術能有效提升空間的使用效率，用戶可以根據自身需要選擇不同的服務，達到更好的情感體驗。

在智能家居情感化設計環節中，需要考慮多種因素的影響，遵循以上的五大原則，以確保智能家居的適用性、科學性、合理性，為人們提供更優質的智能家居產品，推動智能家居健康、平穩、快速的發展。

4 智能家居體現以人為本的時代要求

當今科技發達，室內設計領域應充分共享科技發展的成果，在室內設計中將科技合理植入室內空間，營造理想的智能之家，是以人為本的具體表現。快節奏的城市生活，讓忙碌一天的你，回到家中，享受著科技帶來的便利。

智能之家讓你在舒適的睡眠中隨著智能機器人用大自然蘇醒的聲音將你喚醒;智能燈光系統設備隨著主人的腳步，自動逐一開啟;家里的智能音響設備開始為你播報天氣情況，隨后為你播放您喜歡的音樂;雙層窗簾、玻璃窗依次緩緩打開，新風系統智能開啟，陣陣清風拂面，猶如就在海邊;衛生間馬桶實時監測健康狀況，將相關數據發到手機;更衣室智能魔鏡，不僅提供了今天的天氣，他還儲存了你的所有衣服信息，為你提供穿衣指數;出門的瞬間，門口的機器人，提醒你一天要做的事情……

以上這些，都是科技發展的成果，是以人為本這一設計原則的貫徹與落實，人們對家庭居住空間方便、環保、舒適、安全的需求得以實現。

5 結語

人們對舒適生活的追求、對美好生活的向往，從未停止探索的腳步，隨著科技的不斷進步與發展，智能家居順應了時代發展的潮流，與人們的生活緊密相連，為人們帶來更舒適、更便利的生活體驗。

為了滿足審美上的需求，各種智能家居設計風格呈百花齊放之勢，新的設計風格也不斷出現。當今科技的發展日新月異，Al人工智能、大數據、物聯、云計算、虹膜識別等技術的出現，智能家居將不再遙遠。曾經蓋茨的“未來之屋”，只能為其專享，而且花費巨資。為“未來之屋”鋪設的電纜線就有48km，但在今天只需要一個Wi-Fi就能輕松替代。盡管它還存在著一些問題，但我們要相信隨著科技的發展，設計師對系統的不斷優化，智能化家居將不是那么昂貴，不是那么遙不可及，真正的智能家居時代已經到來。

參考文獻：

[1]顧家誠，趙雁.智能家居照明系統中的光環境情感體驗設計研究[J].設計，2020-06-11.

[2]肖清泉，顧竟成.面向智能家居的無線語音控制系統設計網絡首發[J].貴州大學學報（自然科學版），2020-06.

[3]凌濱，王戰金，張樹帥，李云龍.基于云平臺的智能家居系統研究與實現[J].科技創新與生產力，2019-12.

[4]吳佳興，李愛國.基于云計算的智能家居系統[J].計算機應用與軟件，2013（1）：63.

[5]焦雙偉.基于TCP/IP網絡的智能家居控制系統的研究與實現[D].南昌：南昌航空大學，2012.

[6]黃成源.智能家居產品情感化設計探索[J].中國建筑裝飾裝修，2020-01.

[7]趙青.基于PL3105的智能家居系統[J].電子技術，2005（1）：1-5.

[8]孫瑩.智能家居控制系統設計.儀器儀表用戶，2011（6）：17-18.

[9]夏漢川.基于網絡的智能家居系統的研究與應用[D].2005：6-7.

[10]梅小清，涂中瑩.論智能化家居對現代家居生活的影響和發展[J].2020-01.