智能家具设计的要素及趋势

徐威 费文睿

关键词：智能家具 设计要素 设计趋势 智慧家居 物联网

一、智能家具概述

随着科技的不断进步，传统的家具行业也迎来了智能化的变革，智能家具逐渐走入了人们的视野。现有的一些智能家具已经开始从各种方面改变人们的生活，给人们带来便利。例如能够监测人们的睡眠状态的智能床、可以帮助人们根据天气的情况来搭配衣服的智能衣柜、能给手机进行无线充电的智能床头柜等。从广义上来说，任何能够不需要人的参与就能够自动实现一些功能的家具都可以称之为智能家具。从狭义上来讲，具有控制器、传感器、机械传动等装置的，利用嵌入式技术使家具实体变成智能家居单品的就是智能家具[1] 。

目前在全球范围内，主要生产智能家具的公司有三十多家。而根据全球领先的技术研究和咨询公司Technavio的预测，2020年至2024年全球智能家具市场将增长24421万美元。而国内对于智能家具的需求也在不断增加。目前许多互联网公司如华为、美的和房地产公司如万科等都在逐渐深入这一领域[2] ，有学者认为，未来十年我国智能家具的发展将达到顶峰。因此有必要充分关注智能家具设计的要素和趋势，从而更好地进行设计。

二、智能家具的设计要素分析

在智能家具中，坐、卧、置物等依然是重要的构成要素，但是与传统的家具不同，智能家具在此基础上还具有其他的智能化功能，具有独特的优势和特点。因此可以通过智能化的手段和灵活多变的设计提高人们的家具使用体验，同时满足人们多样化、多层次的需求。而智能家具设计的多种要素则是当前智能家具设计中必需注意到的和能够体现家具智能化的重要方面，对于指导智能家具设计起到重要作用。

（一）隐私安全性

在智能家具的设计中很多都运用到了物联网技术。在这些设计中，物联网的运用一方面提高了家具的智能化程度，但另一方面也给用户带来了许多隐私安全问题。首先，由于智能家具能够收集与用户隐私相关的行为数据，因此存在着利用智能家具窃取用户的实时信息的风险。比如攻击者可能把智能橱柜或智能床作为目标，从中窃取用户的实时信息。在他们正在做饭或熟睡的时候实施各种入室抢盗窃、暴力抢劫或非法商业活动（如根据私人个人信息投放不同食品的广告）。此外，一些不法分子可能窃取用户的健康数据，将其卖给健康保险公司，还可能通过窃取身份信息，冒名顶替用户向其他人发送电子邮件或垃圾短信等。因此，为了使智能家具能够更好地保护用户的隐私，让用户使用起来更加放心和安全，今后的智能家具在设计时必须重视起隐私安全方面问题，设计和建立起完善的安全保护机制。

（二）无障碍交互性

智能家具不仅是为正常人设计的，很多时候还会为一些残障人士如失明、听力障碍、行动不便的人以及老年人和病人而设计。但是由于这类人群的特殊情况，在为他们进行智能家具的设计时必须充分考虑能否足够适应并满足他们的身体或心理特点和需求。这里尤其体现在交互方式设计上要遵循无障碍性原则，即在确保满足正常人的使用的基础上，设法将智能家具的交互方式设计得更加符合特殊人群的使用能力和习惯，使他们使用起来更加简单，从而提升智能家具的可用性。如在设计时，可以采取如将主要信息与次要信息区分出来、强化重要信息的可察觉性、使交互界面更简化、在用户操作完成后给予一定反馈等方法[3] 。对于现有的智能家具的设计而言，无障碍交互方面的开发和设计还有很大的发展空间。因此在实际设计中，应该更加关注到无障碍的交互设计。这不仅能提升普通用户的使用效率，更能提升特殊人群的交互体验。

（三）环境兼容性

这里的“环境”指的是人们的居家生活环境。在此基础上，智能家具的环境兼容性主要指的是智能家具与家居环境、家中的其他设备和电器、家庭用户这三者的兼容。首先在与家居环境兼容方面，智能家具的电线布线管理要采用合理巧妙的设计，要能够灵活地适应室内空间的环境和布局，确保不会影响整体居家环境的整洁度和避免乱七八糟的布线带来安全隐患。其次，在智能家具与家中的其他电器如电脑、电视等互联互通时，要考虑到与各个产品的软件系统的兼容性，即应该建立标准、统一的信息传递协议，以确保整个智慧居家系统的有效运作。在智能家具与家中其他个人装置和设备如手机、耳机、充电器的关系中，兼容性则体现在能够为它们提供充足、合理的放置空间和基于无线充电等技术的随时的充电支持。此外，智能家具还应该与一些有特殊需要的人群可能会用到的智能辅助设备兼容。例如认知障碍人士用到的技术装备、盲人用到的智能導航设备等，而这种兼容主要包括软件和硬件两个方面。最后，在用户的方面，智能家具不同于传统家具，运用到了机电、电信等技术，因此也会产生一些放射性物质和电磁辐射等，可能会对他们的身体造成伤害。在这一方面，作为具有现代化技术支持的智能家具应该充分体现出自身的优势。如利用防蓝光和防辐射等先进的技术，实现良好的兼容性，即能够有效降低智能家具对用户产生的不良影响。在实际设计时，如果充分考虑智能家具与居家生活环境的关系、确保其与环境的兼容性，能够为用户创造一个舒适、无害、高效的居家生活环境，因此是非常有必要的。

（四）功能泛化性

功能泛化性指的是智能家具超越了其作为家具本身的多功能性，而具有了非家具领域的功能的现象。智能家具的多功能性有三个含义：一是家具本体的多功能特性，如能够变成轮椅的床、能够变成壁床的沙发等。二是家具性能的优化，如能够改善人们睡眠质量的智能床、能够根据天气提示人们挑选更加合适的衣服、衣橱等。三是家具功能向非传统家具领域扩展，即智能家具从传统的供人座、卧等基本功能中跳脱出来，成为一种与我们的日常生活紧密相连，不可分开的智能终端。这里智能家具的功能泛化主要指的是第三个方面。在智能化技术不断进步的今天，智能家具出现了许多其他的使用功能。使之不再仅仅是一件家具，而且可以是警报器、监控器，可以实现大量的信息收集和感知，还可以实现识别和定位，从而为人们提供及时的帮助和反馈，为家庭用户的日常生活保驾护航。还可以是投影仪、游戏机，可以为人们提供娱乐支持，甚至还可以是智能管家，帮助人们更加健康和规律地安排自己的起居生活等。未来随着科技的进一步发展，智能家具将具有越来越多的功能，智能家具与其他智能家居系统中的产品之间的数据共享也会越来越紧密。根据相关的研究，具有多功能、能够渗透到用户日常生活方方面面的智能家具对于消费者来说更具有吸引力，因此在实际设计智能家具时要的注重其功能的泛化性。

（五）感知有用性

感知有用性是由阿肯色大学的教授兼信息系主席Davis首次提出的，他将感知有用性定义为一个人在使用新技术时与他在不使用新技术时相比得到的提升程度，并将其列为基于理性行为理论提出的技术接受模型的关键变量之一。南伊利诺伊大学的名誉教授Bruner在此基础上推测，当智能产品相比于传统产品所具有的附加价值越高时，消费者就越倾向于采用它。其在2005年的研究中对这一假设进行了验证并得到结论，感知有用性的确是消费者购买智能产品的一个积极因素。这一结论应用到智能家具上，具体表现在消费者对于智能家具的感知有用性与其认为未来在使用智能家具时将获得的好处相关，这些好处可能包括节省时间、使用起来更方便、能获取附加信息和新用途等。并且如果消费者认为智能家具没有优势或者没有足够的优势，那么他们对于智能家具的接受程度将变低。而智能家具的感知有用性主要有三个方面，分别是技术、功能和造型。该研究中接受调查的消费者认为，通常智能产品以“不精致的物件”的造型示人时，会降低它们的感知有用性。因此在实际设计时，必须要从技术、功能和造型上使消费者感知到智能家具的有用性和得到使用上的提升，而不能仅仅是流于高科技的盲目堆砌和表面的智能化，使家具的智能化变成一种噱头。

三、智能家具设计的趋势

基于前文对于智能家具设计要素的提取和总结，可以发现现有的智能家具尚存在着许多可以进行改进的地方，未来智能家具将在这些方面进一步地完善。此外近些年新兴的研究方向如一些新技术、创新的交互方式和智慧家居概念的提出等也赋予了智能家具新的意义和新发展机遇，很大程度地影响了智能家具发展的趋势。

（一）非侵入式地提升家庭用户的健康

提升用户的健康能够直接地提升他们的幸福感和舒适度，将这一创新点运用到智能家具设计中也可能提高消费者对智能家具的兴趣。智能家具设计中新兴的研究方向之一就是采用非侵入式的方法来改善使用者的生活环境，一些现有的前沿智能家具设计中就体现出来了这一理念，例如，国外工作室设计的能够消毒衣服的，带来健康生活的智能衣橱Pure-case，如图1。众所周知，高温蒸汽可以消毒衣服，消除体味，能够很好地提升人们的健康。然而，蒸汽发生器又大又重，而且耗电巨大，不环保。而该款智能衣橱却创新地使用臭氧来代替蒸汽发生器，只需要最小的空间、不高的功耗和无需额外的价格就可以轻松地达到同样的目的，有效地去除衣物中的细菌和病毒。并且，该智能衣柜还具有智能定时器，通过将其设置成只在特定条件下释放臭氧，还能避免过高浓度的臭氧可能对用户造成伤害。这样的设计使得智能家具能够提升人们的健康，并且是“非侵入式的”，即不需要用户付出额外的操作步骤和注意力，使其生活环境不可察觉地发生更好的改变。此外，考虑到当下各种慢性病的发病率在不断增加，确保患者在适当的时间服用正确的药物至关重要，但是有大约50%的患者沒有按照处方服药。因此未来另一种将智能家具与提升用户健康相关联的创新设计可能是设计能够提醒人吃药的智能家具，帮助这类有服药需求的用户，提升他们的健康。最后，随着智慧家庭医疗的发展，未来设计能与远程护理连接的智能家具也可以促进在家庭护理领域中专业的医疗保健的普及进程，进而提升家庭用户的健康。

（二）成为智慧家居生态系统的一部分

随着物联网的发展，智能家具也将与其他具有相似性质的智能产品及其背后的智能系统连接，即成为智慧家居生态系统的一部分，朝着网络化、信息化、实现家具与家具、家具与环境、家具与人之间的通信和反馈的智能家具新方向发展。而随着智能家具走入智慧居家生态系统中，其作为家具本身的价值将减少，但其在智慧家居生态系统中的系统价值将随着整个系统的智能化而增加。这里的智慧家居生态系统不仅仅是传统意义上家中的用户、产品、环境组成的系统，而是包涵了服务结构和平台、销售及售后维修、大数据支持等一系列组成部分的更大的“居家”系统[4] 。在此基础上智能家具将能够为用户提供更多附加价值和外延性服务，例如，能够帮用户在出行前做好路线的规划并连接服务平台呼叫专车;能够搜集智能家具的数据故障，在出现问题时自动连接售后服务机构进行报修维护等。因此，未来在设计智能家具时，需要与这些相关联的因素结合，考虑整个系统的性质和类型，设计有利于智慧居家系统运转的，能够联网配合提供用户全方位生活服务和舒适居家体验的智能家具。

（三）根据地域文化特点满足用户的需求

智能家具虽然是智能化时代下的产物，在技术层面上并不受文化的影响，但其本质仍是商品，作为商业产品则需要考虑到文化的因素。研究表明，来自不同文化背景的受访者对于同样一种智能产品的态度和看法会差别很大，即关于智能产品的价值主张以及应用的新技术是存在文化效应的，而文化的差异会导致需求的不同。因此智能家具在设计时也要考虑到不同的地域文化对于消费者的影响。此外，在享受科技带来的便利的同时，人们也有着自我认知的需要，而地域文化能够为人们带来强烈的地域归属感，从而满足这种需要[5] 。基于这些，未来智能家具在设计时，需要对于目标人群的地域文化特征进行深入的调查研究，根据不同地域文化特点设计出满足不同用户需求的智能家具。

（四）创新的交互方式便于特殊群体使用

许多创新的交互方式例如语音交互和手势交互等已经被应用于许多领域。未来也可以将这些新的交互方式应用在智能家具的设计中，使特殊群体如老年人、有视物障碍、认知障碍的人能够更方便地使用智能家具。例如，有研究人员采用了一种基于手势与智能家具界面互动的方法，将其巧妙地融合到工作环境中，设计了一款能够通过手势交互的智能办公座椅。这款座椅除了传统座椅具备的基本功能外，还提供了一种创新的手势交互设计。让使用者可以凭借简单的手势将椅子变成办公环境中无处不在的输入设备，帮助人们轻松地实现自己的实时想法，例如播放音乐、降低音量、调整椅子的高度和角度等，而不需要通过打字或者手动的方式。这种设计大大解放了人们的双眼和双手，不仅仅能够提升普通人的办公效率更重要的是能够为失明或者有视物障碍的人提供便利，如图2。而未来在为残障人士设计智能家具时，可以更多地使用手势控制等的创新交互方式进行设计，从而为这类用户提供更好的使用体验和便捷的操作。此外，对于老年用户来说，相比于其他手动等方式，语音交互的方式更利于老年人的使用[6] ，因此未来在为老年用户设计智能家具时，可将语音交互作为创新的交互方式代替传统的交互方式以提升老年用户的使用体验。

（五）感知情境并提供情感和社交支持

目前智能家具的感知能力还比较初级，常见的是可以感知用户的位置、姿势等。未来智能家具也应该具有感知情境的能力，这里的情境感知包括感知用户的情绪以及周围的环境变化等。并能够从感知发展为认知，即利用收集到的大量数据分析用户的喜好和预测用户的行为和意图，进而做出相应的改变。在实际设计时则可以将家具设计成能够感知用户的生理状态的智能家具，例如当感知到用户决定睡觉时，自动切换成睡眠模式，从而为用户提供最舒适的睡眠氛围，提升他们的睡眠质量。

此外，人与人之间的交往主要是由情感驱动的。但是由于快节奏的生活人们有时候会忽略了自己的社交需求。而随着时代的发展，“家”的涵义也更多指向社区范围内的生活空间，因此人们与邻居之间的沟通也将变得重要。未来智能家具可能成为一个能够作为私人与公共空间的中介的智能家居产品，让人们可以利用它分享生活和与邻居联络。其次，对于因情绪变化剧烈而患有严重疾病的患者来说，与亲属保持定期联系是很难的，这也影响到他们与亲属直接进行的口头交流的需求的满足。因此未来开发和设计能够共享日常活动、当前情绪和状态信息的智能家具，例如图3的RemoTable，可以使这类患者和他们的亲人能够持续而稳定地参与到彼此的生活中，从而为他们提供很好的社交支持。总之在未来，数字通信技术和与网络平台将不断融合，人们可以利用智能家具获得更便捷的生活，而设计能够使人们可以在家中更方便地与他人沟通和交流的智能家具也将成为新的设计趋势。

结语

智能家具的发展一方面使人们的居家生活变得更安全、更舒适、更方便，另一方面还有着很大的进步空间。例如智能家具在设计时需要对隐私的安全性、环境的兼容性和无障碍交互性等方面予以更多的关注，以便于进一步提升智能家具各方面的性能和使用者的体验。而在未来，更多地投入到能够提升人们的健康的、融入到整个智慧家居系统的、采用更多创新交互方式等的智能家具的研发中，将促进智能家具朝着更智能、更完善的方向发展。