智能家居產品有序主動交互設計策略研究

張凌浩

關鍵詞：主動交互 智能家居產品 設計變革 交互設計 有序主動

引言

設計與科學技術的發展密切相關。從無界面時代的控制臺指令交互階段，到個人電腦時代的鼠標、鍵盤交互階段，再到移動互聯網時代的觸摸屏幕交互階段，可以說，由交互體驗革新引發的科技變革推動了整個科技發展的進程。人工智能時代，主動交互成為新興設計與發展趨勢。基于此，本文探討了主動交互的概念與特性，剖析了移動互聯網時代智能家居場景中的主動交互表現。結合設計現狀與前沿案例，歸納出由主動交互介入智能家居領域所帶來感知、顯示、控制和理解四個維度的變革。同時，對主動交互設計的目的性加以考量，并以此構建有序主動交互設計原則與策略，進一步增強了用戶對于智慧場景的體驗，從而引領新的設計趨勢。

一、主動交互的概述

（一）主動交互的基本概念

交互系統由系統、用戶、輸入、輸出構成[1] ，系統能夠被動或主動地與用戶進行溝通。而“輸入-響應-輸出”循環長久以來都是人機交互的基礎。在這個循環中，人作為目的的輸出方，負責對機器表達。而機器作為結果的反饋方，則負責計算。由此可見，在傳統的交互系統中，人始終是主動的，其主動性行為決定交互的進程，而機器始終是被動接受信息，并執行任務的客體。

機器通過人工智能賦能成為智能體，可以使自身的情境感知[2] 和自主認知能力大大提升，也使得機器主動服務于人的交互模型[3] 得以有機會構建，人機交互的體驗水平也由此得以進一步提升。

對于主動交互，近年來國內外學術界的相關文獻均有提及。不同的研究學者和機構從不同維度出發，對主動交互的概念、內涵做出了各自獨到而又相互耦合的一些闡述。各種定義無論側重點如何，都保持了一定的共性，概括來講即：主動交互的主體是用戶與智能體的交互，并且智能體不再只是作為任務的執行方被動回應，也可以作為參與指導和決策的發出方發揮主動性，實現雙向交互，主動性也因此由弱變強。

（二）主動交互的特性分析

1.與用戶需求契合度高：由于機器學習的介入和知識圖譜的建立[4] ，在主動交互設計下的產品更容易在日常交互過程中掌握用戶的使用習慣和個人偏好。通過高強度、高頻率的互動，與用戶最終達成高契合度，從而為個性化和定制化的設計提供可能，由此產出更符合用戶需求的交互內容、形式、渠道和場景，也能夠讓用戶感受到真正的便利與舒適。

2.容易在小規模場景內實現：主動交互無疑是自然的、智能的。從目前來看，其更容易實現的場景為智能家居與智能駕駛場景，它們有如下特點：一方面，用戶數量少且相對固定，例如家居場景的主要用戶為家庭成員;另一方面，用戶在此場景下的需求同質性較高且數量有限，主要可概括為開關設備、調節環境、媒體播放、提醒通知等有限類型。“家”和“車”場景中主動交互的實現，使得用戶的需求能夠在不知不覺中得到滿足，有效提升了生活效率和生活品質。

3.以屏幕為主要交互載體：人工智能時代下交互與體驗設計的變革不僅是一種進化，更是重構。[5] 隨著顯示內容和維度的快速增長，無處不在的顯示屏幕成為人機交互設計實現的重要載體。數字接觸點拓展了傳統的圖形交互界面呈現方式并已經成為交互的主體媒介，基于無接觸遠程的交互形式拓展了交互的距離和空間并逐步在產品中普及，更為簡單的信息架構和交互流程用以精確定義用戶需求并尋求最優解[6] 。

二、智能家居產品中的主動交互設計表現與趨勢

（一）主動交互在智能家居領域的發展

1.單品智能聯網控制階段：早于2000年左右，各大家用電器公司便開始著手設計研發各類智能家電產品。隨著互聯網尤其是移動互聯網普及程度的提高，智能手機終端逐漸普及應用，智能家電需求日益增長。直至2008年左右，單品類家居產品實現智能聯網控制。

2.智能硬件接入平臺階段：2012年，隨著智能硬件接入家居開放互聯平臺，智能家電邁入加速發展期。日趨成熟的軟硬件等技術使得智能家居平臺內各類產品的互通互聯得以初步實現，并能夠通過信息推送等交互形式為用戶帶來更好的智能生態服務體驗。

3.互聯智能場景融合階段：2014年起，基于場景的智慧家庭解決方案與創新戰略紛紛發布，用以實現智能家居平臺內不同廠商的產品聯動[7] 。博世智能家居系統整合其旗下產品，提供統一平臺操控聯網設備和服務，并且融入語音交互等高科技交互形式，在家中構建物聯網，達成互聯互通的交互場景。

（二）智能家居場景中的主動交互功能內容與表現

針對智能家居場景下的主動交互，效用和交流被認為是主動交互的基本屬性，即實現任務執行與用戶溝通的主要功能的前提，具體包含了教學、規劃、控制、通知、提醒、推送、建議和詢問等八項功能內容。

根據主動性的不同，產品通常被認為具有強、弱兩種功能區分，用以滿足不同交互場景的需求。據此，有學者將現階段家庭智能產品主動交互分為強主動與弱主動交互。其中，強主動交互包含通知、提醒、推送、教學、規劃、控制等，其主要依靠產品自身來收集和分析信息，作出決策和發起互動，因此用戶的主動性相對較弱。而弱主動則更加需要用戶自身發揮主觀能動性來引導系統服務，用戶作為決策與行動的主要方，降低了機器的智能程度，具體包含建議、詢問、自定義設置等功能內容。

在智能家居場景中，產品的主動交互體現在既具有幫助用戶處理相關事務的工具性，也承擔起與用戶進行溝通交流的互動性。因此，由哪一方作為決策與互動的主要發起方、強主動與弱主動功能在主動交互系統中如何分配的問題成為主動交互研究的重點。強主動與弱主動功能的結合無疑能夠提升用戶對智能家居場景下的產品體驗，然而過度的強主動也會帶來隱私侵犯與失控等問題。并且，由于主動交互帶來的信息超載也會造成用戶認知負荷[8] 等用戶體驗問題，而過多的弱主動則會降低用戶的智能體驗度和任務執行完成的效率，沒有完全發揮主動交互的優勢。

為了適應不同的交互場景需求，決策與互動的發起方需要在用戶與產品之間進行適時分配，即主動權的交替。本文認為強主動與弱主動功能并不能適用于現有的智能家居場景。因此，在此基礎之上本文分類概括了四種主動交互模式，即指令性主動交互、輔助性主動交互、提醒性主動交互和預測性主動交互，見圖1。

1.指令性主動交互作為智能化程度較低的一種主動交互模式，大部分情況下均由用戶作為決策和互動的發起方，例如控制功能，往往以模塊化式、卡片式等表現形式呈現，交互內容的改變也由用戶來控制。在云米“云小鮮”系列互動大屏冰箱的烹飪場景中，食譜教學功能比多媒體功能更加重要，因此，在屏幕中只顯示歌曲名稱和專輯封面等簡要信息。只有當用戶向上滑動時才會顯示更多詳細內容，由此避免了過多信息展示對用戶產生的干擾，從而進一步提升了用戶體驗與交互。

2.輔助性主動交互：由機器進行決策，由用戶發起互動，用以實現教學、規劃等交互功能，常有幻燈片式、蒙層式、列表式等表現形式。谷歌智能助理針對兒童用戶增加了“Please”模式，即通過識別用戶的年齡階段，只在收到兒童用戶用“Please”來下達交互指令后，會在響應執行前優先給予兒童用戶正向的語言激勵，從而幫助兒童用戶培養禮貌友善的品行習慣。

3.提醒性主動交互則是由用戶進行決策，而由機器發起互動，例如通知、提醒、推送等，表現形式有紅點式、氣泡式、卡片式等。iRobotGenius家庭智能平臺為掃地機器人融入“預約建議”和“季節性提醒”交互功能，同時通過對用戶的清潔習慣、清潔偏好和智能家居環境等要素進行綜合性的充分考量，從而為掃地機器人設置清潔禁區，采用卡片式的交互形式為用戶進行清潔計劃的合理推薦。

4.預測性主動交互：智能化程度最高的主動交互模式則為預測性主動交互，常在建議、詢問等交互功能中體現，并以缺省頁及結果頁式、互動式、嵌入式等形式出現。作為提供移動情境主動服務的代表，華為情景智能能夠根據用戶的使用習慣和交互場景進行智能推薦，集合應用建議、智慧搜索、生活服務等快捷頁面于負一屏顯示，以及動態提供智能場景服務，例如靠近快遞柜時手機端會自動呈現快遞取件碼，實現結合場景主動識別用戶需求并作出反饋，如圖2。

（三）主動交互驅動的智能家居產品設計趨勢

如前文所述，人工智能不斷革新著我們與機器交互的方式，而在未來，這種影響將會愈加深遠。近些年來，相關學者和設計師們都在試圖探索新的交互媒介，優化現有的交互方式，開發用戶體驗更好的智能化產品。主動交互主要從感知、顯示、控制和理解四個方面變革智能家居領域，從而增強人對于智慧場景的體驗。

1.以人為本的感知：智能終端具備了強大的感知、獲取和分析情境的能力，使得預測用戶的行為意圖，并自動執行動作或作出相應調整成為可能。感知層面的主動交互應以能夠獲取更具情感性的用戶數據，并生成更細致入微的洞見為重心，從而幫助產品利用個性化的數據信息來提出建議，從而在服務用戶的過程中更具創造性。

2.可視信息的顯示：隨著分離式物理按鍵和顯示設備逐步被一體化觸摸屏幕所替代，多屏聯動的信息呈現形式日漸普及。顯示層面的主動交互能夠在感知的基礎之上讓各個產品以信息共享的方式相連接，實現屏幕物理形式與交互內容的一體化。用戶通過操作屏幕傳遞、共享和切換各個產品之間的內容信息，從而實現跨終端、跨場景、跨系統的互動連接，構建無處不在的互聯能力，極大地提升了用戶體驗。

3.內容共享的控制：人工智能技術的發展使得適用于不同場景的交互通道得以涌現，主動交互打破了單品智能的孤島效應，形成了以智能平臺為載體，不同單品智能互相聯系的互聯智能場景。在此場景下，設備在各類場景之間無縫對接，形成數據交互、共享的嶄新生態，共同提升人們的生活品質。

4.情感互動的理解：人工智能時代，產品不再是冰冷和被動的設備，而是具有感知能力、認知能力、甚至會主動思考的智能體，單純的控制與被控制的人機關系開始向著更加主動、更加平等的類人交互轉化。互聯網時代，用戶更加傾向于通過可互動的形式來獲取信息、作出決策和進行溝通，因此情感體驗成為了理解層面主動交互的新命題。

三、智能家居產品有序主動交互設計策略構建

（一）主動交互設計的目的性思考

交互設計作為一種以目的為導向的設計，在關注以為人服務為中心、以主動服務于人為導向之前，必須對其目的性加以考量。結合相關設計趨勢與案例，以機器和用戶的主從關系為區分，主動交互設計的目的性大致可分為三類，即絕對主動、相對主動和有序主動。

絕對主動是由機器發起，通過判斷場景要素和用戶狀態等信息，及時作出反饋、提供服務。用戶作為被服務方負責表達，機器作為決策方參與互動并主導過程。比如，美的Air空間站的主動交互就是一種絕對的主動，強調用戶的客觀性。通過傳感器實時監測溫度、濕度、風感、潔凈度、新鮮度五個基本氣候維度，并綜合考慮家庭特殊群體對于空氣質量的要求，協同控制管理空氣。例如，當系統監測到室內過于干燥時，交互界面將會顯示自動開啟制熱加濕功能形成舒適的溫濕度，達到預設的交互場景。

相對主動則更加突出用戶的主觀性，即基于隱私性和安全性的考量，由用戶進行選擇、喚醒服務體驗，通常以對答的形式呈現，需要用戶逐層確認或者否定的菜單式對話。三星Family Hub智能冰箱搭載的人工智能平臺Bixby能夠針對用戶的提問給予更有針對性的互動回答。比如當用戶問起Bixby冰箱里有什么食物時，它能夠查看冰箱庫存并對即將過期的食物給予提醒回答，通過語音和屏幕交互的雙重交互表現形式，形成更自然的交互內容。

而有序主動則更傾向于絕對主動與相對主動的有機結合。在實際體驗中，面對不同場景，需要與用戶多樣需求的主觀性與客觀性、公共性和隱私性等問題相互摻雜，單一的絕對主動會帶來隱私侵犯與信息失控等問題困擾，而單一的相對主動則帶來智能化缺失與操控難度上升的問題。因此，有序主動交互需要根據場景與用戶的需要，適時地進行機器與用戶決策與互動主導方的交替，從而更好地迎合“以人為中心”的交互設計理念。故本文提出“有序主動”的概念，作為主動交互設計的目的導向，并進一步探索設計框架與策略。

（二）智能家居產品有序主動交互設計原則

1.根據環境采取適應性策略：在以往的被動交互中，智能體在用戶主動發起詢問后進行被動響應。而在主動交互中，智能體除進行響應反饋以外，還需要實時根據周遭環境的改變作出相應服務拓展，并對內容與功能服務的進展結果進行追蹤，從而形成連續且愉悅的用戶體驗。

2.關注分析用戶的屬性：主動交互在實際的設計中需要通過積累用戶反饋或主動詢問用戶關鍵信息，建立并不斷學習與修正用戶模型及其相關參數，達到完善與進化的目的。因此，主動交互更加強調通過提升預測用戶需求的準確性來進行有效的雙向互動。

3.避免信息超載：在主動交互中，智能體會通過自己的判斷和預測，主動為用戶提供自身認為對用戶有用的建議和提示。然而，人工智能畢竟與人類智能存在差距，產品的判斷也存在誤差，在用戶的日常使用中也會出現在不合適的場景下主動發信息或者在短時間內發送超過用戶可接受范圍的信息，對用戶使用智能體產生干擾。因此，需要在主動交互設計中添加信息管控，對交互的形式、內容和出現的場合加以考量。

4.尊重用戶個人隱私：智能體為了實現完美的主動交互需要大量分析用戶的信息建立用戶交互模型，因此在日常交互中會主動收集與用戶相關的各種數據。同時，現有的交互形式在多個場景下的表現形式比較單一，未在公共性和隱私性的方面產生區分，因此要在具體的設計中注重主觀性和客觀性、區分公開場景和私密場景，使用戶和智能體在決策在互動中更好地交替完成交互。

（三）智能家居產品有序主動交互設計策略

為了給予用戶更高質量的服務體驗，人工智能技術在其商業應用的過程中重新關注人的因素。設計介入其中，主要從感知、顯示、控制和理解四個方面提倡以人為中心的有序主動交互設計，從而增強人在智慧場景下的體驗。本文從可知、可視、可控、可預測四個層次搭建信息架構模型，通過對決策與互動的設計表達，來建立人與智能家居產品之間的信任感，從而實現以人為中心的有序主動交互，見圖3。

1.主動打造個性化的交互內容推薦：設計師通過感知層面的主動交互協助預測不同用戶在不同場景下的需求，意圖實現情感和個性的人性化。一方面，能夠利用人工智能技術有效針對用戶的個體興趣進行個性化的內容推薦，在大數據背景下，收集豐富的個體興趣樣本，通過機器學習和人工智能技術的應用，產品越來越注重個性化推薦;另一方面，移動終端設備能夠對不同場景的特征有所感知，設計師能夠通過感知和分析當前場景的用戶需求來進行精準的應景設計，從而提升用戶的舒適感和愉悅感。

2.主動提供基于移動互聯的多元交互形式：設計師能夠根據用戶和場景的具體需求，用設計的方式協助提供信息的情境化和多元化呈現。并且，通過上述四種主動交互模式的交替引導，能夠符合用戶需求的同時優化視覺效果與交互體驗，從而簡化操作步驟并契合用戶的使用習慣，讓互動更加高效流暢。多屏聯動延伸至移動端，同時智能家居產品和智能終端之間的信息共享，通過屏幕操作實現多屏之間的播放內容傳遞與互聯，實現多系統、多終端的互聯，構建無處不在的連接能力。

3.主動建立多通道融合路徑拓展更多交互空間：設計師通過建立交互模型融合語音、人臉、手勢、生理信號等多種方式，來適應不同情境的用戶需要，能夠更加便捷精準地判斷出用戶的真實意圖和需求，并適時準確地提供回應與服務。除此之外，在具體的設計中設計師能夠通過預設交互場景，并且利用多通道融合的交互路徑促成多場景的銜接與切換。

4.主動承擔交互角色構建加強信任關系：設計師能夠通過洞察用戶的情感需求，主動設計智能體的所謂“人設”，即在用戶與智能體的互動過程中形成由性格特征、人機關系和基本屬性構成的角色形象，來迎合不同類型的用戶。通過不斷豐富人設的表達維度，從而在交互中與用戶建立強耦合關聯，通過在交互設計中融入情感化因素更好地促進用戶在使用過程中產生積極情緒和愉悅記憶，并進一步提升用戶的產品使用意愿和信任包容程度。同時，也充分考量用戶對于隱私侵犯、認知負荷等問題的顧慮，在交互設計上避免層級感過重。從長遠角度來看，信任關系的建立，能夠使得感知、顯示、控制和理解四個層面的以人為中心的有序主動交互系統最終構建。

結語

人工智能介入設計領域所帶來的不僅是人機交互的便捷體驗和更新迭代，更是對人、產品和場景的需求回歸。人機互動的方式由此改變，人機關系也得以重新定義，人重新成為交互研究中的重點，這也使基于人工智能的交互設計更具挑戰性。從感知、顯示、控制和理解四個維度提倡以人為中心的有序主動交互設計，能夠幫助設計研究者從可知、可視、可控、可預測四個層次進行設計表達，構建人機之間的信任感，達到一種有序的主動交互，從而使用戶獲得更加個性化與情境化的增強體驗。