AI智能化背景下?lián)u籃設(shè)計(jì)的多模態(tài)創(chuàng)新與發(fā)展路徑探究

摘要：搖籃作為嬰幼兒成長(zhǎng)過(guò)程中不可或缺的生活用品，其設(shè)計(jì)不僅關(guān)乎嬰幼兒的舒適度與安全性，更影響著他們的成長(zhǎng)環(huán)境體驗(yàn)。文章首先分析了當(dāng)前搖籃設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，指出了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)在功能性、智能化以及用戶體驗(yàn)等方面的不足。結(jié)合AI技術(shù)的最新進(jìn)展，提出了搖籃設(shè)計(jì)的多模態(tài)創(chuàng)新策略，包括但不限于智能感應(yīng)、語(yǔ)音交互、情感識(shí)別以及個(gè)性化定制等。創(chuàng)新策略旨在通過(guò)融合多種AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)搖籃功能的智能化升級(jí)，提升嬰幼兒的照護(hù)體驗(yàn)。文章進(jìn)一步探討了搖籃設(shè)計(jì)的未來(lái)發(fā)展路徑。一方面，強(qiáng)調(diào)以用戶需求為導(dǎo)向，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析與用戶反饋機(jī)制，不斷優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，滿足市場(chǎng)的多元化需求。另一方面，注重跨學(xué)科合作，將AI技術(shù)、材料科學(xué)、人體工學(xué)等多領(lǐng)域知識(shí)有機(jī)融合，推動(dòng)搖籃設(shè)計(jì)的創(chuàng)新與發(fā)展。

關(guān)鍵詞：搖籃設(shè)計(jì)；多模態(tài)；AI；智能化；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TB472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2025）12-0051-05

引言

隨著人工智能（AI）技術(shù)的飛速發(fā)展，我們正步入一個(gè)由智能化驅(qū)動(dòng)的新時(shí)代。AI技術(shù)正以前所未有的速度改變我們的生活和工作方式，逐步成為引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力。AI技術(shù)的興起，不僅在理論層面推動(dòng)了創(chuàng)新，更在實(shí)際應(yīng)用中展示了其強(qiáng)大的潛力和廣泛的適用性。從智能家居到智能交通，從健康管理到智能制造，AI技術(shù)正在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。特別是在兒童照護(hù)領(lǐng)域，AI技術(shù)的引入正逐步改變傳統(tǒng)的搖籃設(shè)計(jì)和使用方式，使其更加智能化、人性化以及人機(jī)交流的多模態(tài)化。

一、搖籃文化的起源與演變

搖籃歷史可以追溯到人類文明的早期，隨著社會(huì)的發(fā)展，搖籃的制作工藝與設(shè)計(jì)風(fēng)格逐漸豐富，搖籃作為一種具有深厚文化內(nèi)涵和實(shí)用價(jià)值的物品，在人們的日常生活中占據(jù)著舉足輕重的地位。從早期的獸皮籃子到現(xiàn)代的智能搖籃，搖籃經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展和演變過(guò)程，不同的地區(qū)形成了不同的搖籃文化與育兒習(xí)俗，搖籃成為各民族育兒文化中重要的一部分，不僅承載著照顧嬰兒的實(shí)際功能，更蘊(yùn)含著深厚的文化意義。

（一）早期搖籃的形態(tài)特征

搖籃的確切起源時(shí)間雖已難以確切考證，其歷史可追溯至早期在遷徙或狩獵過(guò)程中，為了方便攜帶與照料嬰幼兒，創(chuàng)造性地利用獸皮縫制成籃子狀結(jié)構(gòu)，懸掛于樹杈之上，供孩子休憩或嬉戲。隨著這些民族的生活軌跡從茂密的森林向遼闊的草原延伸，定居生活形成村落與城市，原始的吊籃逐步演化為吊掛在房屋內(nèi)樑與火炕上的搖車，進(jìn)而發(fā)展為我們今日所熟知的搖籃形態(tài)。

材料方面：早期搖籃的制作材料極為豐富多樣，涵蓋了獸皮、荊條、竹子及木板等多種自然材質(zhì)。這些材料的選擇深受當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)與文化傳統(tǒng)的影響。

構(gòu)造層面：早期的搖籃構(gòu)造相對(duì)樸素而實(shí)用，多是通過(guò)編織或縫制技術(shù)將材料整合成籃子狀，隨后加以懸掛。隨著人類文明的持續(xù)進(jìn)步與手工藝技術(shù)的日新月異，搖籃的構(gòu)造日趨復(fù)雜與精致，甚至各式雕刻與裝飾的吉祥圖案也融入其中，使其藝術(shù)魅力形成具有民族文化內(nèi)涵的搖籃文化。

功能層面：在人類早期，自然條件惡劣，搖籃的懸掛提供了基本的安全與保護(hù)作用。現(xiàn)代社會(huì)，搖籃不僅為嬰兒提供了一個(gè)安全舒適的睡眠環(huán)境，還在安撫情緒、促進(jìn)發(fā)育以及培養(yǎng)親子關(guān)系等方面發(fā)揮著重要作用。現(xiàn)代搖籃在傳承傳統(tǒng)搖籃基本功能的基礎(chǔ)上，融入了諸多創(chuàng)新元素，如溫度感應(yīng)系統(tǒng)、音樂(lè)播放功能以及自動(dòng)搖擺裝置等，以滿足不同家庭對(duì)于嬰幼兒照護(hù)的個(gè)性化需求。

材質(zhì)層面：從早期的獸皮、藤條、竹子等天然材料逐漸轉(zhuǎn)向了木質(zhì)、乃至現(xiàn)代的金屬與合成材料。這一轉(zhuǎn)變不僅提升了嬰兒的舒適度和安全性，同時(shí)也滿足了人們對(duì)于輕巧、

美觀與耐用性的雙重追求。

形態(tài)創(chuàng)新層面：除了傳統(tǒng)的懸掛式搖籃、搖車，現(xiàn)代市場(chǎng)還涌現(xiàn)出了便攜式搖籃、智能搖籃等多種新型搖籃形態(tài)。這些新型搖籃不僅更加貼合現(xiàn)代家庭的生活節(jié)奏與審美偏好，同時(shí)也展現(xiàn)了科技在嬰幼兒用品領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用與深遠(yuǎn)影響。

（二）中國(guó)搖籃文化的發(fā)展概況

搖籃在中文語(yǔ)境中稱號(hào)眾多，被稱為搖籃、搖車、搖床等。搖籃是一種專為嬰兒設(shè)計(jì)的小型便攜式床，通常在嬰兒出生后的頭幾個(gè)月使用，之后才能過(guò)渡到普通嬰兒床，而搖籃比嬰兒床更小巧緊湊也更容易移動(dòng)，但搖籃只適合體重不足20磅的嬰兒，搖籃最終需要升級(jí)為嬰兒床。嬰兒床可容納體重不超過(guò)30磅的嬰兒，同時(shí)嬰兒床比搖籃更大、更耐用且嬰兒床的使用時(shí)間更長(zhǎng)，因此在擁有更大的空間的前提下，嬰兒床會(huì)是更好的選擇。但從價(jià)格上來(lái)說(shuō)，嬰兒床比搖籃更貴、更難移動(dòng)，如果家庭空間不足或預(yù)算有限，搖籃是最佳選擇。而在英文中除了廣義上的cradle也有cot、crib、babybed和Bassinets等單詞也可表示搖籃的意思，即使廣義上這些詞匯都表示搖籃但在對(duì)使用者、材料構(gòu)造以及相關(guān)安全性上卻有細(xì)微的差別（如表1），這種詞匯上的多元化就導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外搖籃的研究和發(fā)展存在差異。

不同生活民族習(xí)俗，形成了不同的搖籃文化，類維順等學(xué)者[1]認(rèn)為達(dá)斡爾族“傳統(tǒng)搖籃”不僅是實(shí)用的育兒工具更反映了達(dá)斡爾族的智慧、民俗信仰和審美意識(shí)；陳麗麗在研究中強(qiáng)調(diào)[2]蒙古族傳統(tǒng)搖籃文化是在北方草原自然環(huán)境與生產(chǎn)方式基礎(chǔ)上形成與發(fā)展的，承載著該民族的習(xí)俗、思想情感和審美觀念。早期北方游牧民族的搖籃因其游牧屬性，搖籃上會(huì)系有兩根系帶，一根系帶是系于人身，另一根繩子則系于搖籃之上。而在鄂倫春旗政府撰寫的民族志中將搖籃稱為“奧莫考”（如圖1），其長(zhǎng)60厘米～70厘米，寬30厘米左右，由稠李子木制作，輕便耐用，搖籃四周以木板，底部以兩三塊木板做成，兩頭呈半圓形狀。在搖籃兩邊系有若干皮條，其中一條是在“斜仁柱”內(nèi)外吊、掛搖籃用，其他小條用以將嬰兒固定于搖籃內(nèi)。“奧莫考”與北方其他民族搖籃不同的顯著特點(diǎn)是折曲式，頭部與身部呈120°角度，頭部和身體比例約為1：4，這與鄂倫春人長(zhǎng)期游獵有關(guān)，折曲搖籃便于鄂倫春婦女騎馬時(shí)斜挎胸前或后背。[3]搖籃不僅承載各民族的文化記憶，也反映了不同民族間的文化交流和融合。國(guó)內(nèi)學(xué)者也分析對(duì)比不同民族地域性搖籃的特點(diǎn)反映了不同地理區(qū)域、不同人群的生活背景，方曉陽(yáng)等[4]通過(guò)分析滿族悠車、哈薩克族搖床、漢族搖床等對(duì)比體現(xiàn)不同地區(qū)的風(fēng)土人情對(duì)育兒家具的形制和文化內(nèi)涵的影響。通過(guò)對(duì)比顯示，在材料上，漢族搖籃主要是竹編或木制，而北方游牧民族搖籃多由生活環(huán)境范圍里的材料是沿途的樹木，如鄂倫春族的搖籃是由白樺樹支撐，在工藝上，漢族搖籃由木制而北方游牧民族搖籃由該民族獨(dú)特的手藝制成[5]。民族性搖籃的重要研究?jī)r(jià)值體現(xiàn)在民俗學(xué)和美學(xué)等方面。

（三）國(guó)外搖籃的發(fā)展概況

在國(guó)外，搖籃的設(shè)計(jì)和材質(zhì)及功能定位經(jīng)歷了多次的歷史創(chuàng)新。如意大利文藝復(fù)興時(shí)期搖籃設(shè)計(jì)風(fēng)格開始變得生動(dòng)，裝飾有鍍金和彩繪體現(xiàn)了文藝復(fù)興時(shí)期的藝術(shù)風(fēng)格，同時(shí)該時(shí)期搖籃獨(dú)有的有機(jī)形態(tài)和對(duì)木雕技法的使用使該時(shí)期搖籃的設(shè)計(jì)形態(tài)變化具有流動(dòng)和曲線的形狀。而在17世紀(jì)早期殖民時(shí)期美國(guó)家具風(fēng)格的影響下，搖籃表面的烏木裝飾采用低浮雕、模具和車削技術(shù)，17世紀(jì)搖籃設(shè)計(jì)展現(xiàn)了移民匠人的手工藝技巧和美學(xué)追求，歐洲基于意大利文藝復(fù)興思潮發(fā)展出了具有奢華氣質(zhì)、造型豐富且工藝繁復(fù)的巴洛克風(fēng)格搖籃設(shè)計(jì)，其獨(dú)特的風(fēng)格和裝飾展現(xiàn)了東西方文化的融合，巴洛克式搖籃不僅是一件豪華家具，更是斯里蘭卡島在荷蘭統(tǒng)治時(shí)期文化交流和工藝水平的見證。奧斯曼帝國(guó)18世紀(jì)的黃金搖籃展示了當(dāng)時(shí)帝國(guó)的藝術(shù)風(fēng)格和奢華工藝，如奧斯曼帝國(guó)的黃金搖籃，其裝飾屬于洛可可風(fēng)格，這件嬰兒用品不僅展示了18至19世紀(jì)帝國(guó)時(shí)期的奢華與工藝，也反映了當(dāng)時(shí)的文化交流和藝術(shù)風(fēng)格的融合（如圖2）。

從19世紀(jì)中葉開始，伴隨著工業(yè)革命發(fā)展的搖籃設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出從傳統(tǒng)中世紀(jì)風(fēng)格中尋找解決方案的特點(diǎn)，如哥特式風(fēng)格的橡木搖籃中不論支架還是搖籃都體現(xiàn)了“顯露建筑”的原則。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，新藝術(shù)運(yùn)動(dòng)影響下的搖籃設(shè)計(jì)從自然界動(dòng)植物與東方元素中尋找靈感，呈現(xiàn)出對(duì)有機(jī)的、自然的蜿蜒形態(tài)的追求，彎木工藝所獨(dú)有流動(dòng)和彎曲的線條使搖籃形式屬于有機(jī)形式范疇，而蚊帳懸掛部分更顯活潑。到了包豪斯的現(xiàn)代主義時(shí)代，搖籃設(shè)計(jì)開始打破傳統(tǒng)概念，例如，德國(guó)建筑設(shè)計(jì)師彼得·凱勒設(shè)計(jì)以幾何形態(tài)為組合的搖籃[6]。

近年來(lái)，國(guó)外搖籃的發(fā)展趨向于智能化和功能多樣化。一些高端搖籃配備了監(jiān)控系統(tǒng)、防震功能、自動(dòng)驅(qū)蚊功能等，以提供更安全、舒適的使用體驗(yàn)。此外，自動(dòng)搖晃功能也是國(guó)外搖籃的一大亮點(diǎn)，能夠模擬嬰兒在媽媽懷抱中的感覺(jué)，幫助嬰兒更好地入睡。這些智能化和多樣化的功能不僅減輕了父母的負(fù)擔(dān)，也提高了嬰兒的生活質(zhì)量。

二、現(xiàn)代搖籃的形態(tài)與特征

（一）現(xiàn)代搖籃的材料特征

現(xiàn)代搖籃隨著材料的推陳出新，從早期的藤蔓、木制發(fā)展到金屬、塑料、碳纖維等復(fù)合材料，再到如今的環(huán)保可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)材料，材料的多樣性不僅因?yàn)槠涠嘈枨蠡阅埽揽抗I(yè)化帶來(lái)的材料革新。

工業(yè)革命通過(guò)3個(gè)環(huán)節(jié)推動(dòng)資源需求演變：“技術(shù)創(chuàng)新引發(fā)技術(shù)革命，技術(shù)革命推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革，產(chǎn)業(yè)變革推動(dòng)資源需求變化”[7]。搖籃設(shè)計(jì)材料隨著世界工業(yè)進(jìn)程的變遷而演變，工藝的革新為搖籃引入了新材料。從早期在CE時(shí)期維蘇威火山灰燼中發(fā)現(xiàn)的帶有碳化嬰兒骨的羅馬人木制搖籃，到1811年著名的鍍金拿破侖二世搖籃，再到1850年的黃楊木路易絲公主搖籃，隨著科技與設(shè)計(jì)風(fēng)格的更迭，搖籃的制作材料從最初的藤蔓逐漸發(fā)展到融合青銅、銀制及鍍金工藝，進(jìn)而演變?yōu)榫碌哪局茝澢に嚒?/p>

1980年隨著《世界自然資源保護(hù)大綱》對(duì)于“可持續(xù)性設(shè)計(jì)”理念的提出，搖籃的可持續(xù)設(shè)計(jì)策略包括模塊化設(shè)計(jì)、拆卸重組設(shè)計(jì)、材料的可持續(xù)性、減少能源消耗、簡(jiǎn)化包裝、延長(zhǎng)部件生命周期、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新等，這些策略旨在通過(guò)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，延長(zhǎng)產(chǎn)品生命周期，提高產(chǎn)品的利用率和回收率，減少資源浪費(fèi)[8]，這也是設(shè)計(jì)師和使用者對(duì)于可持續(xù)化設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)換。

2023年，歐盟發(fā)布的搖籃安全標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)搖籃可觸摸材料中的可遷移元素、甲醛、著色劑及苯胺等化學(xué)物質(zhì)提出了更為嚴(yán)格的限制。同時(shí)，為確保動(dòng)態(tài)安全性，對(duì)搖籃支架材料的穩(wěn)固性和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度等方面也提出了更高要求。現(xiàn)代設(shè)計(jì)搖籃融合了多種功能材料，在新時(shí)代背景下，需兼顧國(guó)內(nèi)外搖籃材料的不同安全標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)多元化功效。根據(jù)于東玖等學(xué)者[9]在對(duì)比了可持續(xù)材料的應(yīng)用案例的環(huán)境影響和性能變化后發(fā)現(xiàn)智能材料的碳排放減少比例、能源提升效率、質(zhì)量減輕指數(shù)以及回收提高率的綜合指數(shù)大于可降解、可回收及生物基材料，智能化技術(shù)也增加了搖籃使用的可持續(xù)化（如圖3）。

（二）由固定模式到多模塊化組合

現(xiàn)代設(shè)計(jì)搖籃已從傳統(tǒng)的固定模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗄K化組合，這種轉(zhuǎn)變使得搖籃能夠依據(jù)國(guó)內(nèi)外不同的安全標(biāo)準(zhǔn)，靈活地結(jié)合多種功能材料，實(shí)現(xiàn)多元化功效。在2023年歐盟發(fā)布的搖籃安全標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)于搖籃可觸摸材料中的可遷移元素、甲醛、著色劑及苯胺等化學(xué)物質(zhì)有了更為嚴(yán)格的限制。同時(shí)，為了適應(yīng)多模塊化組合的特性，搖籃的支架材料穩(wěn)固性和驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度等方面也需滿足更高的動(dòng)態(tài)安全性要求，確保各模塊間的協(xié)同運(yùn)作。

在現(xiàn)代多模塊設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢(shì)下?lián)u籃的使用空間再次擴(kuò)大，21世紀(jì)“與孩子一起成長(zhǎng)”是當(dāng)代兒童家具設(shè)計(jì)背后的主要關(guān)鍵思想之一，這使得家具可以在日常生活中的使用場(chǎng)合從居家固定慢慢向多場(chǎng)景多模塊轉(zhuǎn)化，多模塊可拼接可移動(dòng)搖籃成為現(xiàn)代家庭的主要適用對(duì)象，2024年樊佳爽等[10]設(shè)計(jì)了一款帶有可拆卸嬰兒床并具有儲(chǔ)物、晾衣功能的搖籃，公共場(chǎng)所和交通設(shè)施也成了搖籃考慮的使用場(chǎng)合，同時(shí)不斷擴(kuò)大的使用空間也促進(jìn)了搖籃的功能多樣化，搖籃在多模塊的使用過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)性使用。

（三）搖籃的多樣化搖擺方式

搖籃往往以模擬嬰兒在母親子宮內(nèi)的移動(dòng)方式，會(huì)將母親步態(tài)以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)作為搖籃搖晃方式的參考（如圖4），適度的搖晃對(duì)嬰兒大腦發(fā)育有積極的影響，更能對(duì)早產(chǎn)兒有治療作用。但搖晃的傾斜角度和運(yùn)動(dòng)頻率的不適當(dāng)性會(huì)對(duì)嬰兒的健康有不良影響。

2022年發(fā)布了最新版本的ASTMF2194-2022規(guī)定5個(gè)月以下嬰兒睡覺(jué)只能使用搖擺角度不超過(guò)10°的搖籃，并對(duì)睡墊、靜態(tài)負(fù)載等項(xiàng)目的安全性能提出了要求，旨在減少嬰兒搖籃翻倒、坍塌等風(fēng)險(xiǎn)；2024年16CFR1218增加了不可搖擺的嬰兒搖籃最大的“側(cè)邊到側(cè)邊”傾斜角度的要求（不能大于1°）及測(cè)試方法。

現(xiàn)代搖籃隨著時(shí)代環(huán)境的變遷可用空間擴(kuò)大化，根據(jù)搖籃的使用形式和受力程度分為兩軸固定、單軸固定及三軸驅(qū)動(dòng)3種，包含前后傾斜的傾斜搖籃、左右旋轉(zhuǎn)的偏航搖籃、吊床搖籃、一個(gè)鐘擺搖籃的沙籠搖籃、兩個(gè)鐘擺搖籃的搖擺搖籃和四鐘擺搖籃的涌動(dòng)搖籃[11]（如表2）。

（四）多元化搖籃監(jiān)護(hù)系統(tǒng)

搖籃監(jiān)護(hù)系統(tǒng)是“生理系統(tǒng)”“識(shí)別系統(tǒng)”“監(jiān)護(hù)系統(tǒng)”等功能系統(tǒng)的總和，生理系統(tǒng)能感應(yīng)嬰兒環(huán)境的溫度和濕度，識(shí)別系統(tǒng)主要對(duì)嬰兒自身的表情和聲音進(jìn)行分析，而監(jiān)護(hù)系統(tǒng)則能將嬰兒的安全情況通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸給家長(zhǎng)，包括搖籃各數(shù)據(jù)采集傳感器，無(wú)線傳感網(wǎng)由網(wǎng)關(guān)CC2430模塊和嬰兒搖籃控制設(shè)備組成，終端采集節(jié)點(diǎn)安裝在智能嬰兒搖籃上，節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器之間通過(guò)信道進(jìn)行實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)通信。

目前，國(guó)內(nèi)外研究者在監(jiān)護(hù)系統(tǒng)為主導(dǎo)的基礎(chǔ)上結(jié)合智能搖籃的識(shí)別系統(tǒng)和生理系統(tǒng)，如KshitijLohekar等[12]開發(fā)一種新低成本的搖籃云系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在感知嬰兒啼哭時(shí)播放輕柔音樂(lè)安慰以及內(nèi)置嬰兒衛(wèi)生警報(bào)參數(shù)，唐運(yùn)樂(lè)等[13]設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的智能嬰兒搖籃控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)底層硬件、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)和智能控制App三大模塊，實(shí)現(xiàn)了尿濕檢測(cè)、環(huán)境溫濕度控制、搖擺和音樂(lè)播放等看護(hù)功能，2021年聶茹[14]設(shè)計(jì)的搖籃實(shí)現(xiàn)了多元化搖籃監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能用紅外測(cè)溫電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)嬰兒體溫，且能通過(guò)睡覺(jué)姿勢(shì)電路檢測(cè)嬰兒的睡覺(jué)姿勢(shì)以及利用液晶顯示電路實(shí)時(shí)顯示相關(guān)參數(shù)。集嬰兒監(jiān)控系統(tǒng)、感應(yīng)系統(tǒng)等為一體的多元化搖籃監(jiān)護(hù)系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)智能化搖籃系統(tǒng)的有效人機(jī)交互。

（五）多模態(tài)化智能技術(shù)對(duì)搖籃功能的完善

多模態(tài)（Multimodality）是指同時(shí)使用兩種或多種感官進(jìn)行信息交互的方式。在嬰兒護(hù)理環(huán)境方面，人工智能技術(shù)限定了搖籃的傾斜角度以及運(yùn)動(dòng)參數(shù)的可用范圍，運(yùn)用科技手段和理論方法分析嬰兒身體各項(xiàng)指標(biāo)以及滿足其所需護(hù)理環(huán)境。在2015年ChaoCT等[15]提出了一種基于Arduino的嬰兒哭聲識(shí)別共振搖籃設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)具有低噪音和嬰兒哭聲識(shí)別功能，同時(shí)能通過(guò)減少系統(tǒng)阻尼和優(yōu)化驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)；2020年蔣昌躍等學(xué)者[16]對(duì)智慧搖籃的設(shè)計(jì)與實(shí)踐充分考慮了嬰幼兒護(hù)理的實(shí)際需求，智慧搖籃通過(guò)集成多種先進(jìn)技術(shù)為嬰幼兒護(hù)理提供了科學(xué)全面的解決方案，而在2021年LynnGitlow等[17]研發(fā)了名為“PediaLift”的一種輔助技術(shù)設(shè)備，這種輪椅無(wú)障礙搖籃采用動(dòng)力升降執(zhí)行器和堅(jiān)固的鋼制結(jié)構(gòu)，使殘疾父母能更有效地參與育兒活動(dòng)。在醫(yī)療治愈方面，MaciejSydor等[18]利用人體生理和機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性并結(jié)合現(xiàn)代科技對(duì)搖籃傾斜角度和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的控制來(lái)再現(xiàn)搖籃對(duì)嬰兒大腦發(fā)育的積極影響，以達(dá)到對(duì)早產(chǎn)兒的有效治療；SLysaught等[19]發(fā)現(xiàn)患有CHD的嬰兒在心臟手術(shù)后可以使用舒緩的搖籃，在對(duì)監(jiān)控要求無(wú)干擾的情況下實(shí)現(xiàn)有效干預(yù)以減輕嬰兒自身壓力。多模態(tài)感知技術(shù)近5年在AI領(lǐng)域發(fā)展較為迅速，并且其在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的利用率也逐年增加，2024年YinJ等[20]利用AIoT技術(shù)為載體的智能多模態(tài)融合災(zāi)害預(yù)測(cè)系統(tǒng)為傳統(tǒng)搖籃賦能并將其轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄨?chǎng)景應(yīng)用的智能搖籃。多模態(tài)人機(jī)交互技術(shù)下的情感感知和聲場(chǎng)感知技術(shù)與搖籃的功能得到了有效結(jié)合，帶來(lái)了搖籃的新發(fā)展。

在集成多種人工智能技術(shù)以完善護(hù)理醫(yī)療環(huán)境的基礎(chǔ)上，隨著多模態(tài)技術(shù)對(duì)人機(jī)關(guān)系的拓展，包括多模態(tài)信息輸出下的人機(jī)交互對(duì)話即語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、對(duì)話系統(tǒng)和情感識(shí)別以及輸入下的基于聲場(chǎng)感知的交互即聲源定位交互技術(shù)，這些技術(shù)對(duì)嬰兒的面部表情和語(yǔ)言的識(shí)別分析促進(jìn)了搖籃的多模態(tài)發(fā)展。

三、AI后時(shí)代多模態(tài)搖籃的設(shè)計(jì)

（一）技術(shù)革新下多模態(tài)搖籃設(shè)計(jì)感知變化

多模態(tài)人機(jī)交互在視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué)以及手勢(shì)識(shí)別方面的研究與實(shí)際應(yīng)用已達(dá)到相對(duì)成熟的階段。眼動(dòng)追蹤、面部表情識(shí)別和肢體語(yǔ)言分析在學(xué)術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注和深入探討，并且這些技術(shù)為未來(lái)的智能搖籃設(shè)計(jì)提供了動(dòng)力支持。多模態(tài)技術(shù)對(duì)時(shí)空的有效轉(zhuǎn)換能促進(jìn)設(shè)計(jì)環(huán)境的有效革新，即多模態(tài)大模型下的搖籃設(shè)計(jì)能從感知、云平臺(tái)系統(tǒng)等多方面實(shí)現(xiàn)情感信息反饋的轉(zhuǎn)化，多模態(tài)搖籃設(shè)計(jì)情感系統(tǒng)通過(guò)對(duì)語(yǔ)言、動(dòng)態(tài)圖片等數(shù)字向量的特征分析以及對(duì)信號(hào)的模態(tài)表示和模態(tài)形成的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)對(duì)搖籃設(shè)計(jì)下人機(jī)交互感知變化的美好展望。

多模態(tài)嬰兒情感模型包括通過(guò)嬰兒的哭聲來(lái)設(shè)計(jì)混合特征應(yīng)用于AlgNet以及通過(guò)嬰兒尖叫來(lái)增加頻譜圖特征結(jié)合Transformer網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[21]。多端需求聯(lián)合分析建立多種算法聯(lián)合的基礎(chǔ)上，旨在通過(guò)多模態(tài)技術(shù)對(duì)嬰兒外部情感因素的聯(lián)合設(shè)計(jì)嬰兒搖籃的環(huán)境，如劉宗明等[22]將多模態(tài)需求分為顯性需求、隱性需求和并發(fā)需求，而嬰兒表情、哭聲以及情感狀態(tài)屬于多模態(tài)多端微觀需求，其中基于表情的識(shí)別方法主要基于圖像，通過(guò)多分支網(wǎng)絡(luò)通過(guò)整合多個(gè)獨(dú)立的分支來(lái)增強(qiáng)模型的性能和泛化能力，基于哭聲的識(shí)別方法的機(jī)器學(xué)習(xí)算法側(cè)重于運(yùn)用聲學(xué)特征從音頻信號(hào)的角度識(shí)別哭聲的情感，基于多模態(tài)融合的分類方法是多模態(tài)融合通過(guò)利用不同類型數(shù)據(jù)的互補(bǔ)性能夠更精確和全面地理解嬰兒的情感狀態(tài)，以聲音為主表情圖像為輔的哭聲識(shí)別多種模態(tài)下的情感模型能更詳細(xì)地分析嬰兒情緒發(fā)散信息，從而促進(jìn)了人機(jī)交互中搖籃設(shè)計(jì)對(duì)情緒的感知變化的反饋方式的發(fā)展。

（二）多模態(tài)技術(shù)對(duì)搖籃設(shè)計(jì)感知環(huán)境的革新

AI智能環(huán)境下多模態(tài)技術(shù)聯(lián)合多平臺(tái)、多系統(tǒng)創(chuàng)造人機(jī)交互感知環(huán)境，多模態(tài)感知系統(tǒng)包括視覺(jué)模態(tài)、聽覺(jué)模態(tài)和觸覺(jué)模態(tài)，突破單一傳感器局限的多模態(tài)技術(shù)在智能搖籃家居環(huán)境中能通過(guò)監(jiān)護(hù)人的語(yǔ)音、手勢(shì)及面部識(shí)別等技術(shù)實(shí)現(xiàn)人性化搖籃控制，如陸熊等[23]基于LeapMotion和振動(dòng)反饋的多模態(tài)力觸覺(jué)再現(xiàn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多指尖振動(dòng)觸覺(jué)反饋的多點(diǎn)人機(jī)交互。同時(shí)多模態(tài)智能技術(shù)在人機(jī)交互中對(duì)人神經(jīng)元的鏡像模擬使其能夠與人進(jìn)行多元趨同性共享，對(duì)嬰兒信息的模擬分析形成了人機(jī)交互的基礎(chǔ)信息，建立在嬰兒基礎(chǔ)信息上的營(yíng)造多方搖籃氛圍對(duì)感知環(huán)境創(chuàng)造了更多發(fā)展，如黃宏程等[24]提出了一種有效的多方人機(jī)主動(dòng)對(duì)話策略，通過(guò)知識(shí)圖譜增強(qiáng)對(duì)話系統(tǒng)能夠有效提升對(duì)話內(nèi)容的豐富度和參與者的交互滿意度，對(duì)嬰兒、看護(hù)者以及監(jiān)護(hù)人的多方對(duì)話策略性營(yíng)造搖籃感知氛圍。多模態(tài)技術(shù)可結(jié)合特征層融合方法、決策層融合方法以及混合融合方法[25]分析3個(gè)多模態(tài)融合方法實(shí)現(xiàn)對(duì)人機(jī)交互的多通道整合，而智能化多模態(tài)搖籃借助多模態(tài)感知技術(shù)通過(guò)對(duì)嬰兒語(yǔ)音、面部表情、生理動(dòng)作3個(gè)方面的深度學(xué)習(xí)，包括跨模態(tài)處理時(shí)滿足區(qū)分嬰兒哭聲和監(jiān)護(hù)者的說(shuō)話人聲以及通過(guò)表情特征提取方法的人臉識(shí)別的視聽及文本的交叉融合信息需求；在生理檢測(cè)中，以往數(shù)據(jù)集通常以腦電信號(hào)（EEG）、呼吸信號(hào)（RSP）以及肌電信號(hào)（EMG）以及皮膚電信號(hào)（GSR）為預(yù)處理的生理信號(hào)，而搖籃設(shè)計(jì)中通過(guò)紅外線與可見光融合（IVF）分析處理嬰兒的生理信號(hào)，也減輕了嬰兒需要穿戴多于檢測(cè)設(shè)備的負(fù)擔(dān)。多渠道對(duì)嬰兒語(yǔ)音、表情以及生理信息的綜合收集，在基于生理信號(hào)的基礎(chǔ)上滿足多通道融合下的嬰兒智能搖籃設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)監(jiān)護(hù)的適時(shí)反饋，同時(shí)結(jié)合云平臺(tái)的多端連接也進(jìn)一步促進(jìn)搖籃能在產(chǎn)品和監(jiān)護(hù)人的多端對(duì)嬰兒的生理問(wèn)題實(shí)施對(duì)應(yīng)的解決措施。（如圖5）AI智能化下，多模態(tài)人機(jī)交互技術(shù)不僅是對(duì)搖籃多方氛圍搖籃環(huán)境的營(yíng)造，更為嬰兒本身能從多角度感知自身?yè)u籃變化奠定了聯(lián)合基礎(chǔ)。

（三）多模態(tài)智能搖籃設(shè)計(jì)的共生、共情與共融

在AI智能時(shí)代下智能家具積極創(chuàng)造人機(jī)交互的情感環(huán)境，基于多模態(tài)識(shí)別方式對(duì)人機(jī)交互中出現(xiàn)的情感表達(dá)、自我認(rèn)知能力、以及個(gè)性化定制需求等擬人化交互方面實(shí)現(xiàn)新進(jìn)步，2022年付子旺等學(xué)者[26]提出了一種非同構(gòu)融合網(wǎng)絡(luò)（NHFNet）的多模態(tài)情感模型，多段交叉融合的模型能實(shí)現(xiàn)搖籃設(shè)計(jì)中對(duì)圖像、語(yǔ)音、生理信號(hào)3種模態(tài)的多種分析融合，而2023年劉穎等學(xué)者[27]通過(guò)多模態(tài)情感識(shí)別中各種數(shù)據(jù)集的對(duì)比以及不同層級(jí)的模型技術(shù)強(qiáng)調(diào)多模態(tài)情感識(shí)別中的生理識(shí)別的可持續(xù)發(fā)展性，由此多模態(tài)情感技術(shù)從感官、生理等多方面數(shù)據(jù)通過(guò)融合處理以實(shí)現(xiàn)支撐搖籃設(shè)計(jì)中為使用監(jiān)護(hù)人以及用戶嬰兒營(yíng)造人機(jī)交互的共生環(huán)境。2024年沈甜雨等學(xué)者[28]借助視覺(jué)、聽覺(jué)等多方感官傳感器分析具身認(rèn)知條件下的多模態(tài)模型以達(dá)到對(duì)環(huán)境的全面交互理解，多模態(tài)搖籃對(duì)于嬰兒的移情處理是促進(jìn)人機(jī)交互中實(shí)現(xiàn)對(duì)嬰兒的微表情的情感認(rèn)知情緒相同，從而能通過(guò)智能交互終端—多模態(tài)搖籃對(duì)嬰兒情緒的移情表現(xiàn)[29]輸出，具身交互環(huán)境下的嬰兒能借助多模態(tài)搖籃的情緒識(shí)別在共生的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)搖籃所處設(shè)計(jì)環(huán)境的共情。表情等多感官的傳感分析共創(chuàng)人機(jī)交互的共生環(huán)境，在多終端結(jié)合多模態(tài)支撐下的搖籃設(shè)計(jì)在交互中通過(guò)對(duì)嬰兒的語(yǔ)音、眼神、環(huán)境下，設(shè)計(jì)體驗(yàn)流程中的所必要的時(shí)空距離在搖籃使用過(guò)程中得到了縮減。不論是從數(shù)字向量識(shí)別過(guò)程還是從情感信號(hào)輸出對(duì)比，多模態(tài)搖籃都能通過(guò)多傳感系統(tǒng)感知嬰兒所處環(huán)境，多傳感分布于搖籃的不同位置以整合不同狀態(tài)的多種傳感器提供的多方信息以形成對(duì)環(huán)境及自身狀態(tài)的一致性描述。[30]

多模態(tài)搖籃同時(shí)滿足嬰兒的空間性顯性需求及生理性隱性需求并向著多模態(tài)并行需求發(fā)展，智能搖籃的多模態(tài)設(shè)計(jì)發(fā)展借助智能化環(huán)境及共情系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)向著“人機(jī)交互”的和諧共融的目標(biāo)靠攏。

結(jié)論

搖籃作為人類最基本的育兒工具及嬰兒生活的重要用品，對(duì)兒童成長(zhǎng)具有重要影響，并為看護(hù)家長(zhǎng)提供重要幫助。隨著AI智能時(shí)代人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)兒童照護(hù)需求的提升，搖籃設(shè)計(jì)已不僅局限于傳統(tǒng)的舒適性、安全性和美觀性，而是趨向于可持續(xù)性、多功能性和智能化，以適應(yīng)現(xiàn)代家庭的需求和提高嬰幼兒的護(hù)理水平。AI智能搖籃通過(guò)集成先進(jìn)的傳感器、監(jiān)控系統(tǒng)和智能算法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)嬰兒的睡眠狀態(tài)、呼吸、心率等關(guān)鍵生理指標(biāo)，為父母提供全天候的監(jiān)護(hù)便利，減輕育兒壓力，提升育兒效率和質(zhì)量。AI時(shí)代下的多模態(tài)技術(shù)為搖籃設(shè)計(jì)帶來(lái)了人性化和智能化的嶄新發(fā)展方向，而搖籃設(shè)計(jì)的智能化語(yǔ)言、審美全球化、可持續(xù)便利材料以及專利的跨地域流通、技術(shù)革新，共同促進(jìn)了設(shè)計(jì)語(yǔ)言和方法的全球化，并引導(dǎo)多模態(tài)搖籃設(shè)計(jì)向多元化跨學(xué)科趨勢(shì)發(fā)展，預(yù)示著未來(lái)?yè)u籃設(shè)計(jì)將全面邁向智能化時(shí)代。

基金項(xiàng)目：國(guó)家社科基金《民族志動(dòng)畫方法論構(gòu)建研究》（20BMZ090）階段成果

參考文獻(xiàn)

[1]類維順，王嘉昕.達(dá)斡爾族“傳統(tǒng)搖籃”的藝術(shù)特征與民俗文化研究[J].文藝爭(zhēng)鳴，2024（02）：204-208.

[2]陳麗麗.蒙古族傳統(tǒng)搖籃的形制結(jié)構(gòu)及民俗寓意文化研究[J].邊疆經(jīng)濟(jì)與文化，2020（06）：74-76.

[3]鄂倫春自治旗人民政府編寫.勇敢的鄂倫春[M].北京：民族出版社，2014：66.

[4]方曉陽(yáng)，徐偉，詹先旭，等.基于傳統(tǒng)育兒民俗的家具研究[J].家具，2018，39（05）：26-30.

[5]劉玉林，張乘風(fēng).兒童家具——“搖籃”的演變分析研究[J].家具與室內(nèi)裝飾，2019（04）：28-29.

[6]李萌.小搖籃里的大世界[J].藝術(shù)與設(shè)計(jì)，2022，1（11）：173-176.

[7]楊建鋒，余韻，馬騰，等.工業(yè)革命驅(qū)動(dòng)下能源與金屬資源需求演變特征與前景分析[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2020，30（12）：45-54.

[8]許雅楠，譚亮，陳美玲.可持續(xù)設(shè)計(jì)理念在童車產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].玩具世界，2023（01）：50-52.

[9]于東玖，王樣.可持續(xù)設(shè)計(jì)理論發(fā)展40年：從生態(tài)創(chuàng)新到系統(tǒng)創(chuàng)新[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2021，37（08）：221-229.

[10]樊佳爽，齊尉棟.集成CA/BS/TRIZ/QFD/RT/DFSS的休閑搖椅創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法研究[J].林產(chǎn)工業(yè)，2024，61（07）：35-39.

[11]SYDORM，POPJ，JASISKAA，ETAL.ANTHROPO-MECHANICALCRADLES：AMULTIDISCIPLINARYREVIEW[J].INTERNATIONALJOURNALOFENVIRONMENTALRESEARCHANDPUBLICHEALTH，2022，19（23）：15759.

[12]LOHEKARK，DESHMUKHS，AMBEKARS，ETAL.SMARTBABYCRADLE[J].INT.J.RES.ENG.，SCI.MANAGE，2019，2（3）：574-575.

[13]唐運(yùn)樂(lè)，羅云芳，封宇.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能嬰兒搖籃控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].大眾科技，2018，20（07）：1-3.

[14]聶茹.基于STM32的智能嬰兒搖籃系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息技術(shù)，2021，（09）：84-88.

[15]CHAOCT，WANGCW，CHIOUJS，ETAL.ANARDUINO-BASEDRESONANTCRADLEDESIGNWITHINFANTCRIESRECOGNITION[J].SENSORS，2015，15（8）：18934-18949.

[16]蔣昌躍，彭熙，馬秀月，等.智慧搖籃的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界，2020，（08）：174-175.

[17]GITLOWL，F(xiàn)RAILEYS，GARSONN，ETAL.PARENTINGWITHADISABILITY：EXPLORINGTHESATISFACTIONANDEFFICACYOFTHEPEDIALIFTWHEELCHAIRACCESSIBLECRIB[J].DISABILITYANDREHABILITATION：ASSISTIVETECHNOLOGY，2021，16（8）：902-909.

[18]SYDORM，POPJ，JASISKAA，ETAL.ANTHROPO-MECHANICALCRADLES：AMULTIDISCIPLINARYREVIEW[J].INTERNATIONALJOURNALOFENVIRONMENTALRESEARCHANDPUBLICHEALTH，2022，19（23）：15759.

[19]LYSAUGHTS，ERICKSONL，MARSHALLJ，ETAL.SSSH：RESPONSIVESOOTHINGBASSINETFEASIBILITYSTUDYFORINFANTSWITHCONGENITALHEARTDISEASEAFTERCARDIACSURGERY[J].JOURNALOFPEDIATRICNURSING，2023，73：E125-E133.

[21]YINJ，ZHANGX.DESIGNOFAHAZARDPREDICTIONSYSTEMWITHINTELLIGENTMULTIMODALFUSIONBASEDONARTIFICIALINTELLIGENCEamp;INTERNETOFTHINGSTECHNOLOGY：TAKINGACRIBASANEXAMPLE[J].PEERJCOMPUTERSCIENCE，2024，10：E2404.

[21]才讓卓瑪，劉鵬飛，馬光祥.嬰兒情感識(shí)別綜述[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2024，60（19）：32-45.

[22]劉宗明，陳旭輝，張丁方.基于多模態(tài)感觀需求下的智能產(chǎn)品評(píng)價(jià)發(fā)展與解析[J/OL].計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，1-24[2025-01-01].

[23]陸熊，林閩旭，高永強(qiáng)，等.面向多點(diǎn)交互的多模態(tài)振動(dòng)反饋觸覺(jué)再現(xiàn)系統(tǒng)[J].國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2021，43（03）：52-57.

[24]黃宏程，陳欣瑞，胡敏.基于知識(shí)增強(qiáng)的多方人機(jī)主動(dòng)對(duì)話策略[J].北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào).2025，48（01）：46-51.

[25]吳敏，劉振燾，陳略峰.情感計(jì)算與情感機(jī)器人系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2018（4）：29-52

[26]FU，ZIWANG，ETAL.\"NHFNET：ANON-HOMOGENEOUSFUSIONNETWORKFORMULTIMODALSENTIMENTANALYSIS.\"2022IEEEINTERNATIONALCONFERENCEONMULTIMEDIAANDEXPO（ICME）.IEEE，2022.

[27]劉穎，袁莉，祖鑠迪，等.基于多模態(tài)生理數(shù)據(jù)的情感識(shí)別綜述[J].電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2024，53（05）：720-731.

[28]沈甜雨，陶子銳，王亞?wèn)|，等.具身智能研究的關(guān)鍵問(wèn)題：自主感知、行動(dòng)與進(jìn)化[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào).2025，51（01）：43-71.

[29]王志良.機(jī)器智能：人工情感[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2017（8）：114-119.

[30]陶建華，巫英才，喻純，等.多模態(tài)人機(jī)交互綜述[J].中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào)，2022，27（06）：1956-1987.