利用物联网技术增强城市生活的趣味性

唐雨琦　朱晓东

摘 要：随着物联网技术的日益成熟，各种智能产品如雨后春笋般涌入人们的生活并逐渐为人们所接受，智能家具也逐渐受到人们的关注。文章结合儿童的特点，探讨如何利用物联网技术增强儿童家具中的趣味性，为儿童设计出满足其身心发展的智能家具模型。

关键词：物联网；智能家具；趣味性；儿童家具；设计

随着物联网技术的飞速发展，大量的智能单品涌现在人们的日常生活中，同时伴随着智能家居的迅速发展，智能家具作为家居环境的一個重要组成部分，也随之进入发展的快车道。在居住条件渐入佳境的今天，儿童的物质生活和精神生活愈发受到人们的关注。由于儿童时期是构建积极人格、开发智力的最佳阶段，因此在满足基本使用功能的同时，家长越来越重视儿童产品设计中的趣味性和启发性，在儿童家具设计过程中加入趣味性设计，不仅可以得到孩子们的喜爱，同时也对他们的启蒙教育和成长有所帮助。据统计表明，我国目前拥有将近2亿多少年儿童，并且随着二胎政策的全面放开，中国儿童人数也将大大提高，可以预见未来儿童家具市场的需求空间会随着社会对儿童生活居住环境的关注而呈现稳步增长的趋势[1]，本文主要从以下几个方面探讨如何利用物联网技术增强儿童家具的趣味性。

一、物联网技术

在信息技术飞速发展的今天，人们的生活已经进入到一个万物物联的时代，在新一代信息技术的总成分中，物联网技术占据了不可或缺的部分。有专家预计，在未来的十年，物联网将实现数量和质量的飞跃，全球物联网产业也将呈现快速增长的态势，数以十亿计的互联设备不断涌现，来实现让一切设备互联，可以说物联网技术将重塑我们日常生活的方方面面。

物联网技术是在互联网技术的基础上发展出来的一种网络技术，其用户端不仅局限在人与人、人与物之间的联系，也逐渐扩展到物与物之间，主要通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备。按照约定的网络协议，利用互联网技术在不同物品间建立连接，进行信息交换和通讯，并将数据信息加以整合利用，以实现智能化识别、监控和管理等功能，来更好地服务大众生活。[2]简单来说，物联网可以实现人与物、物与物之间的信息传递和控制，其中传感器技术、网络技术以及嵌入式系统技术是整个物联网技术的三大关键技术。有专家曾经对这三大技术，做了一个形象的比喻，如果把物联网比作人体，那么传感器就相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感知器官，用来从外界获取信息，而网络就是神经系统，用来传递获取到的信息，嵌入式系统则相当于人的大脑，在收到信息以后对信息进行分类处理。

二、儿童家具

儿童家具是指适应0～18岁儿童心理与生理发展路径，并且满足他们在生活、娱乐、学习和交往中，供他们坐、卧或支撑与贮存物品和作为装饰等功能需要的一类器具，主要包括书房家具、卧室家具、学校家具、阅览室家具、游戏室家具和幼儿园家具等。作为陪伴孩子必不可少的生活用具，越来越多的设计师尝试着挖掘儿童家具更深层次的功能作用，比如家具的趣味性以及多功能等，可以说现代儿童家具既是儿童生活和学习中的器具，又是他们成长中娱乐的道具[3]。

随着中国综合国力的提高，我们和其他国家在各个领域的竞争无疑会更加激烈，而未来的竞争核心是人才的竞争，众所周知，儿童是祖国的未来，民族的希望，并且儿童时期是一个人性格和兴趣爱好形成的关键时期。因此家长也越来越注重孩子的启蒙教育，在家具领域表现为，近几年涌现出来大量的益智儿童家具，比如芙莱莎儿童家具使孩子在有限的空间里尽情娱乐，而且基于芙莱莎儿童家具可以随意组装的特点，可以很好地培养孩子的创新意识和动手能力，设计师们通过这些益智家具模型，希望能潜移默化地培养孩子的形象思维和动手能力，从而提高孩子的创新创造能力[4]。

儿童一直处于生长发育的过程中，无论是生理还是心理上面都与成年人之间有着显著的不同，并且不同年龄阶层的儿童也有着其各自的生理和心理特征。因此现代儿童家具设计的需要根据儿童的年龄、性别和性格等因素进行设计，如果忽略儿童之间的差异性、为儿童建立一个统一的设计模版，会导致设计最终流于形式，从而无法满足不同身体状况和生活能力的儿童需求。因此在设计儿童家具时，我们应该针对不同阶段的儿童生理和心理热点进行研究，并在此基础上，总结出儿童家具设计的原则和方法，从而更好地来指导儿童家具实践，为儿童创造一个健康、安全的成长环境。

三、物联网技术在提高儿童家具趣味性中的设计原则

物联网技术已经进入了一个发展的高速通道，同时伴随着智能家居的兴起，智能家具的发展也渐入佳境。智能家具是指在现代时尚家具的基础上，将组合智能、机械智能、物联网技术巧妙地融入到家具设计中，以实现家具产品的智能化，为人们创造一个更加舒适的家居环境。智能家具作为一个集成控制系统，主要大致可以分为软件和硬件两个部分，硬件部分包括家具本体、执行机构、微控制器、各种传感器、硬件电路等，软件部分包括主程序、驱动程序，对应各个功能的服务程序等[5]。可以说，智能家具是未来家具发展的趋势，并且国内外智能家具的研究均已取得一定的成绩。例如 下图所示2016年米兰国际家居展上亮相的一款智能家具lift-bit智能沙发，这件模块化家具的每一个单体是一个可以升降的正六面体，每一个模块都有一个直线电机，可以彼此之间进行信息交流，同时能够相互依靠；不仅如此，我们还可以通过与之配套的手机APP，任意改变其中每一个椅子的高度，使之变成我们想要的造型和形态。

虽然国内外对智能家具的研究正在积极开展，而且智能家具产品也层出不穷，但是对于如何将智能技术嵌入到儿童家具设计中的研究暂无系统的定论，并在利用物联网技术增强儿童家具中的趣味性应用也显得更加缺乏[6]。因此对于儿童家具市场而言，如何抓住其发展的高速通道，就显得尤为重要。本文主要探讨如何利用最新的物联网技术，将儿童智能家具作为终端设计时能够增强其中的趣味性。

由于儿童一直处于一个生理和心理同步成长的过程，因此在不同的年龄阶层他们有自己不同的喜好。我们在进行家具设计的时候，应该充分了解他们各个阶段的真实心理诉求，这样在将物联网技术嵌入传统家具设计时，才可以更好地匹配他们在各个年龄阶层的心智模型，使得家具不仅具有基本的使用功能，还具有较强的精神功能，提高使用的趣味性，让其既是一款家具，又是一款玩具，为孩子创造一个健康舒适的成长环境的同时，积极调动他们的动手能力，提高他们创造能力和艺术素养。

（一）延展性原则

首先一款产品都有两种功能，第一是其物质功能，第二是其精神功能，物质功能主要是指产品能否满足人们在生理方面的需要，如产品的操作是否方便、能否提高工作效率，维修、运输是否方便、安全等。对于家具产品而言，即其是否满足家具的基本使用功能。由于儿童正处于生长发育的阶段，家具的尺寸会随着儿童的年龄增长发生改变，那么为了延长家具的使用寿命，使其符合绿色设计的理念，在进行趣味性儿童家具设计的时候，需要保证其一定的延展性。儿童家具延展性是一件家具通过改变某些组成部件，保证基础功能作用的前提下，通过一系列的技术手段——折叠、调节器、传感技术等，延伸扩展儿童家具的使用功能，从而达到延长家具使用寿命的效果。比如你可以将婴儿摇篮通过拆卸重新组合以后变成一个儿童沙发，这样不仅可以有效地减少资源浪费，还可以增强他们的动手能力，同时带给他们成就感[7]。

（二）安全舒适性原则

产品的另外一个重要功能是其精神功能，趣味性是儿童家具重要的精神功能体现。儿童对周围环境和事物都十分敏感，并且不同年龄段的儿童喜好也各不相同。因此我们在进行儿童家具设计的时候应该在基于了解各个年龄儿童的心理基础上，在家具设计中加入他们在各个阶段喜爱的趣味元素；同时根据研究发现，具有一定情趣化的家具，会使儿童有主人翁的感觉，并且在家庭环境中能够拥有归属感。

情趣化儿童家具产品除了拥有合理的功能之外，可以在材质、造型、色彩中加入一些有趣的设计元素，物联网技术如传感器技术、RFID、嵌入式系统让这些元素之间的组合与变化带来了更多新的可能，但在提高儿童家具趣味性的同时，我们也应当留意到其带来的安全隐患，比如用电安全性问题等。因此趣味性儿童家具在设计过程中应该以安全舒适性原则为标准，创造出实用、安全、有趣的设计作品，其中安全性原则强调儿童家具应当具有稳定结构和功能，避免掉使用时可能引发的安全隐患；舒适性原则是指满足儿童生理特别是心理的舒适感觉，激发儿童创造力和独立思考能力。总之，趣味性儿童家具不仅是一个简单的使用器具，更可以为儿童创建一种高层次的生活方式。

（三）参与性原则

随着时代的进步和发展，设计也经历了从1.0到3.0 的时代，在设计1.0时代，我们为人们设计；设计2.0时代，我们和人们一起设计；设计3.0时代由人们设计，并且在现今这个强调“参与感”的时代，提高儿童在儿童家具设计中的参与感也显得尤为重要，让孩子不仅是家具的使用者，同时也是智能家具的设计者，培养孩子对家具的主人翁意识，提高他们的成就感。我们利用各种新型技术、通过DIY、多功能拼装模块化儿童家具，充分调动孩子的动手能力，培养孩子的创造力，与此同时也可以增加父母和孩子之间的生活交流，激发儿童对生活的热情，为儿童提供一种快乐、自由、无拘无束的生活方式。

四、物联网技术在提高儿童家具趣味性中的设计方法

（一）造型

作为玩具界翘楚的乐高，在孩子和家长的心中，它代表的是快乐，无尽的想象和创意，我们可以借助乐高玩具的设计方法，将家具分解为一个个造型各异的乐高玩具模块，孩子可以对这些模块进行拆分和重新组合，实现造型组合变换，培养孩子动手能力的同时，提高他们的创造力[8]。

（二）色彩

传统家具设计的色彩具有固定性，不可以发生实时的变化，如今我们可以借助物联网技术，在家具表面贴上LED屏，同时搭配手机APP，让孩子可以自己选择改变家具表面的色彩，并且在APP上也可以做一些引导性设计，给孩子一些与环境和造型搭配起来相和谐的色彩建议，从小培养孩子对美和色彩的一种感觉，提高他们的艺术素养。

（三）功能

我们在利用物联网技术的时候，可以结合模块化的设计方法，提高儿童家具中的趣味性。模块化是基于产品的物理特性及功能特征把基本结构划分为零部件、组件、模块，通过各个子模块的组合来实现总功能的一种设计方法[9]。模块化设计的优势在于我们可以通过交换各个子模块、使其重新排列组合成一个新的产品，创造出新的功能[10]。我们在将智能儿童家具作为终端设计的时候，可以借助于模块化的设计方法，为儿童设计不同功能的子家具模块，通过不同功能模块的重新排列组合[11]，由孩子们自己创造出他们想要的家具功能，比如我们可以将测试体温的功能包装成一个单一的模块，显示温度的LCD屏幕作为一个模块，孩子可以将其任意嵌入到书桌、坐具等家具里，将其变成可以显示温度、色彩的书桌或者凳子等。

五、结语

儿童时期是构建积极性格、开发智力的最佳时机，趣味性家具可以为儿童提供在一个轻松、快乐的家居环境，让他们在玩耍的过程得到乐趣，缓解他们的压力。显然这样的家居环境更利于儿童的健康成长。在工业4.0时代，我们可以借助飞速发展的物联网技术，在对儿童家具进行设计时，在一定规则的指导下，利用一些方法，加入一些趣味性和益智性的设计元素。这样不仅能得到小朋友的喜爱，并且有助于他们的启蒙教育和成长，让家具不仅具有使用功能，同时也满足孩子的精神需求，充分培养孩子的动手能力和创新能力，并且提高他们的艺术素养。

参考文献：

[1]曹云飞.智能化儿童家具研究[D].西北农林科技大学，2009.

[2]李秀娟，宗明明.物联网时代的智能儿童家具设计浅析[J].美与时代（城市版）， 2015，（12）：44-45.

[3]陈峰，王成玥.趣味性儿童家具设计的原则[J].美术大观，2014，（01）：107-107.

[4]王丹.趣味性和益智性儿童家具设计研究[D].中南林业科技大学，2012.

[5]孙建平，单海斌.单片机技术在智能家具中的应用与发展[J].森林工程，2012，28（5）：45-49.

[6]张雅芳.住宅室内空间——智能化儿童家具研究[J].城市建设理论研究（电子版）， 2015，（22）.

[7]李淑婵.浅析现代儿童家具的多功能设计[J].大众文艺，2013，（23）：104-105.

[8]李翠玉，杨浩.探析模块化设计方法在儿童家具中的应用[J].设计，2016，（21）：110-111.

[9]李淵.儿童家具模块化设计研究[D].太原理工大学，2013.

[10]车佳轩，侯哲.浅析模块化儿童家具设计[J].工业，2016，（03）：00259-00259.

[11]段海燕.智能化家具的研究[D].南京林业大学，2006.

作者单位：

东北林业大学材料科学与工程学院