物聯(lián)系統(tǒng)中的家居產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)范文

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從2014年下半年到2015年，“物聯(lián)網(wǎng)”取代“大數(shù)據(jù)”成為又一被全領(lǐng)域熱炒的概念，趁此東風(fēng)各類(lèi)自帶物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽的新產(chǎn)品和設(shè)計(jì)紛至迭出成井噴之勢(shì)。多數(shù)設(shè)計(jì)一經(jīng)亮相便奪人眼球，在眾籌上一呼百應(yīng)，然而產(chǎn)品面市之后卻反映平平，許多用戶評(píng)價(jià)都難掩失落，對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)”的質(zhì)疑之聲也隨之此起彼伏。不得不說(shuō)，這些新設(shè)計(jì)中有相當(dāng)一部分是在渾水摸魚(yú)，汽車(chē)加裝3G模塊可上網(wǎng)，自行車(chē)可記錄里程和生物學(xué)信息，電燈可用手機(jī)開(kāi)關(guān)等，這些被標(biāo)榜以“物聯(lián)網(wǎng)”之名的功能，看似很有意義，實(shí)際上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，并沒(méi)有使得設(shè)備使用和人的生活更高效，只不過(guò)又將手機(jī)加入進(jìn)來(lái)，用戶依然受制于設(shè)備之間的通信冗余，事實(shí)也證明，市場(chǎng)對(duì)這類(lèi)兜售概念和情懷的產(chǎn)品并不買(mǎi)賬。

物聯(lián)網(wǎng)源自于歐盟的IoT（TheInternetofThings）概念，這個(gè)說(shuō)法略有誤導(dǎo)之嫌，因?yàn)椴](méi)有新的“網(wǎng)”被建立出來(lái)，從工業(yè)設(shè)計(jì)的角度看，美國(guó)采用了更加專(zhuān)業(yè)的表述：CyberPhysicalSystem（CPS），直譯為物與物相聯(lián)的系統(tǒng)，即物聯(lián)系統(tǒng)。物聯(lián)實(shí)現(xiàn)的是設(shè)備與設(shè)備之間自動(dòng)通訊，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互操作及對(duì)數(shù)據(jù)的泛化抽取和使用。原有設(shè)備與設(shè)備間需要介由人去交換信息和確認(rèn)下一步動(dòng)作，而物聯(lián)系統(tǒng)中的設(shè)備之間可以直接通信，通過(guò)預(yù)設(shè)機(jī)制自動(dòng)完成工作，如人們不需要查看牛奶和雞蛋是否過(guò)期或用完，而由冰箱自動(dòng)處理存儲(chǔ)信息，聯(lián)系清理或聯(lián)網(wǎng)下訂單。物聯(lián)產(chǎn)品的工作更智能、更高效，進(jìn)一步削減了人的冗務(wù)，當(dāng)擴(kuò)展到家庭、辦公、社區(qū)、城市甚至更廣的范疇，物聯(lián)系統(tǒng)將從全局實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的生活，其遠(yuǎn)景從IBM的智慧地球計(jì)劃中可窺見(jiàn)一斑。

一、物聯(lián)產(chǎn)品和家庭物聯(lián)系統(tǒng)

從單一產(chǎn)品角度看，物聯(lián)系統(tǒng)中的設(shè)備具有與用戶和其他設(shè)備信息和功能互聯(lián)的基本特征。以NEST恒溫器為例，NEST會(huì)識(shí)別房中是否有人、記錄用戶的作息習(xí)慣和溫度喜好，并且會(huì)利用算法自動(dòng)生成設(shè)置方案，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的記錄，NEST就會(huì)自動(dòng)制訂恒溫器的時(shí)間和控溫計(jì)劃，無(wú)需用戶再行設(shè)置。NEST已經(jīng)具備一定意義的物聯(lián)產(chǎn)品的特性，除此之外，完全意義的物聯(lián)產(chǎn)品還表現(xiàn)在與所處系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備互通有無(wú)，例如：恒溫器會(huì)在即將開(kāi)始運(yùn)行時(shí)“告知”受其關(guān)聯(lián)的設(shè)備，窗戶獲知后自動(dòng)關(guān)閉以節(jié)能，加濕器獲知后開(kāi)啟監(jiān)測(cè)濕度等。從系統(tǒng)來(lái)看，家庭物聯(lián)系統(tǒng)在層級(jí)上處在基礎(chǔ)的位置，較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和小環(huán)境使得它的搭建相對(duì)容易。從目前的市場(chǎng)看，智能家庭的概念似乎與家庭物聯(lián)系統(tǒng)的概念有所相合，傳統(tǒng)自動(dòng)化出身的智能家居廠商提供的往往是面向照明、安防、可視化等住宅控制的智能系統(tǒng)，而以多設(shè)備互聯(lián)為核心的家庭物聯(lián)系統(tǒng)，更多的是互聯(lián)網(wǎng)型企業(yè)的天下。實(shí)際上近2年來(lái)，家電企業(yè)、移動(dòng)端廠家、云平臺(tái)等在這一領(lǐng)域動(dòng)作頻繁，國(guó)內(nèi)小米和百度都從路由下手，不斷新的家居產(chǎn)品和軟件；海爾、美的等傳統(tǒng)家電廠商也開(kāi)始獨(dú)立或與移動(dòng)端合作開(kāi)發(fā)物聯(lián)家居產(chǎn)品；國(guó)際上，Google一直都不掩飾其全方位OS生態(tài)鏈的野心，在對(duì)物聯(lián)技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)搭建上走在最前；同為互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)巨頭的Apple占有最廣的目標(biāo)用戶數(shù)據(jù)端口，此次推出新的可攜終端和HomeKit組件也明確表達(dá)了這方向的意圖。從家庭物聯(lián)系統(tǒng)的功能和應(yīng)用場(chǎng)景看，高技術(shù)消費(fèi)化加上通用家居設(shè)備普遍緩慢的汰換速度，讓達(dá)到這些設(shè)想還要走相當(dāng)長(zhǎng)的一段路，Gartner技術(shù)成熟度報(bào)告分析也表明智能家庭市場(chǎng)還需要10年的成長(zhǎng)。盡管如此，物聯(lián)系統(tǒng)家居產(chǎn)品及所帶動(dòng)的商機(jī)已經(jīng)崛起，據(jù)預(yù)計(jì)到2018年物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將占到全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模近10%，其中家用物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)接近50億美元，近期諸多大型互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的動(dòng)向與這一趨勢(shì)顯然相合。

二、家庭物聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

從上文所述中不難發(fā)現(xiàn)，完全意義的物聯(lián)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心是大數(shù)據(jù)應(yīng)用。自互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以來(lái)，大數(shù)據(jù)的采集和累積早已不是問(wèn)題，但對(duì)于物聯(lián)系統(tǒng)中的產(chǎn)品而言，其所服務(wù)的最終客體是用戶，而用戶數(shù)據(jù)的深度挖掘，尤其是生物數(shù)據(jù)的抽取卻是在近幾年可穿戴產(chǎn)品消費(fèi)化后才得以實(shí)現(xiàn)，人攜終端不論是在數(shù)據(jù)信息角度還是交互控制角度，在家庭物聯(lián)系統(tǒng)中都是無(wú)可置疑的核心。硬件技術(shù)上，設(shè)備間通訊是關(guān)鍵問(wèn)題，這也是目前許多采用WiFi或藍(lán)牙聯(lián)接的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的薄弱之處。藍(lán)牙和WiFi連接的認(rèn)證時(shí)間和耗電都十分可觀，并不適合物聯(lián)系統(tǒng)的需求，目前來(lái)看更有發(fā)展空間的技術(shù)應(yīng)是通過(guò)邊緣路由鏈入互聯(lián)網(wǎng)，以多跳網(wǎng)絡(luò)和自組網(wǎng)進(jìn)行多節(jié)點(diǎn)中繼傳遞，以管理能耗和通信距離。實(shí)際上在今年5月的I/O大會(huì)上，Google的“智能家庭網(wǎng)關(guān)”硬件組所支持的Thread協(xié)議就是采用這樣拓?fù)涞奈锫?lián)通信標(biāo)準(zhǔn)，支持設(shè)備與鄰近設(shè)備的低功耗通信。但顯然Google并不是唯一先手，Intel、高通AllJoyn、Apple也都在推動(dòng)各自的通信標(biāo)準(zhǔn)，以期搶占主導(dǎo)權(quán)。雖然從生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)角度而言，物聯(lián)家居產(chǎn)品和核心硬件的消費(fèi)化尚且有一段路要走，但技術(shù)上實(shí)現(xiàn)已經(jīng)不是問(wèn)題。以此為基礎(chǔ)，我們可以規(guī)劃出家庭物聯(lián)系統(tǒng)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：1控制和管理中心產(chǎn)品：人攜終端。目前最廣泛的終端是智能手機(jī)，但可穿戴產(chǎn)品的崛起正在動(dòng)搖手機(jī)的地位，畢竟后者在數(shù)據(jù)攝取上優(yōu)勢(shì)畢現(xiàn)。2其他物聯(lián)系統(tǒng)家居產(chǎn)品和設(shè)備。包括傳統(tǒng)家電類(lèi)產(chǎn)品以及新電子化和智能化的設(shè)備，如門(mén)窗、淋浴、臺(tái)燈等。

三、物聯(lián)系統(tǒng)家居產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)——功能

與傳統(tǒng)家居場(chǎng)景和智能家居不同，家庭物聯(lián)系統(tǒng)提供的服務(wù)更多地面向用戶，對(duì)家居設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行擴(kuò)展，走向更進(jìn)一步的“智慧產(chǎn)品”和“智慧家庭”，在功能結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)上都將有不同的方向。

（一）從系統(tǒng)的角度看，傳統(tǒng)家居是在解決已知問(wèn)題，而家庭物聯(lián)系統(tǒng)旨在發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并協(xié)同解決，進(jìn)一步減少設(shè)備與用戶之間的功能參與，加深信息參與。1立場(chǎng)和范疇家庭物聯(lián)系統(tǒng)將與其他與用戶相關(guān)的系統(tǒng)間進(jìn)行信息和功能互聯(lián)。2核心功能攝取數(shù)據(jù)和反饋。信息上主要體現(xiàn)在與相關(guān)的其他系統(tǒng)共享，以及提交報(bào)告、資料、計(jì)劃等給用戶終端。功能動(dòng)作上的反饋主要體現(xiàn)在自主調(diào)整運(yùn)行模式、發(fā)現(xiàn)和自主解決系統(tǒng)問(wèn)題（如檢修）等。提取信息和響應(yīng)。對(duì)于某一設(shè)備而言，響應(yīng)主要是指針對(duì)所得信息及指令開(kāi)展工作。對(duì)于系統(tǒng)而言，響應(yīng)還包括了配合用戶活動(dòng)等信息調(diào)整系統(tǒng)中各設(shè)備的運(yùn)行，進(jìn)行計(jì)劃能源和時(shí)間管理等。

（二）從單一產(chǎn)品的角度看，物聯(lián)系統(tǒng)中用戶與產(chǎn)品之間的關(guān)系不再止于智能的操作與回應(yīng)，而向更加智慧的交互關(guān)系進(jìn)化，驅(qū)動(dòng)這一進(jìn)化實(shí)現(xiàn)的是設(shè)備外在功能自主性的大幅提升。1核心功能本機(jī)：物聯(lián)系統(tǒng)家居產(chǎn)品可以自主識(shí)別和攝取數(shù)據(jù)、獲取和同步信息，并依據(jù)信息為用戶自動(dòng)調(diào)整本機(jī)運(yùn)行模式、制訂和向用戶提交計(jì)劃。聯(lián)機(jī)：產(chǎn)品可以自主與其他設(shè)備通訊，并要求其他設(shè)備合作。2擴(kuò)展可用性突破傳統(tǒng)家居產(chǎn)品的功能設(shè)置，以更能動(dòng)的工作形態(tài)運(yùn)行。

四、物聯(lián)系統(tǒng)家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)方向——產(chǎn)品形態(tài)

為滿足上述功能要求，家居產(chǎn)品設(shè)計(jì)形態(tài)也隨之有較多的調(diào)整，從所訴核心能力對(duì)產(chǎn)品形態(tài)的影響看有以下方向：

（一）深度學(xué)習(xí)能力物聯(lián)產(chǎn)品具有能夠?yàn)楸緳C(jī)主動(dòng)攝取數(shù)據(jù)并使用的深度學(xué)習(xí)能力，為此，除可聯(lián)網(wǎng)外，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中將會(huì)需要考慮對(duì)外數(shù)據(jù)端口和用戶交互端口設(shè)計(jì)。深度學(xué)習(xí)的能力也讓家居產(chǎn)品與用戶之間的關(guān)系形態(tài)發(fā)生變化，要求對(duì)物聯(lián)家居產(chǎn)品的人機(jī)交互設(shè)計(jì)也隨之調(diào)整。1傳感端口家用設(shè)備將使用傳感端口攝取部分?jǐn)?shù)據(jù)，例如NEST采用內(nèi)置在顯示屏內(nèi)的運(yùn)動(dòng)探測(cè)器辨別家中是否有人。當(dāng)然，如果泛化到全系統(tǒng)產(chǎn)品上，單機(jī)端口可能會(huì)被更高效的聯(lián)合傳感網(wǎng)取代。2傳統(tǒng)人機(jī)交互界面的消解物聯(lián)產(chǎn)品的自主性大大降低了用戶對(duì)機(jī)端操作的需求，轉(zhuǎn)而采用更靈活的Apps操作，傳統(tǒng)家電嵌入機(jī)端的人機(jī)界面很可能就此消解。3多感官交互和虛擬交互設(shè)計(jì)因安全等原因尚需機(jī)端控制時(shí)，僅存的物理界面上也將引入多種感官響應(yīng)觸發(fā)的交互方式來(lái)優(yōu)化用戶的體驗(yàn)。例如Apple新提供的ForceTouch，可以辨別按壓與點(diǎn)擊從而觸發(fā)不同響應(yīng)，交互界面布局依然完整簡(jiǎn)潔，操作效率卻得到了提高。又例如在OculusRiftDK2原型上，在游戲控制器中通過(guò)HapticFeedback提供給用戶觸覺(jué)反饋，AppleWatch也通過(guò)TapticEngine達(dá)到發(fā)送心跳的功能。雖然更細(xì)膩的多感官交互開(kāi)發(fā)尚未消費(fèi)化，但被稱(chēng)為下一代交互形式的觸覺(jué)反饋顯然開(kāi)了個(gè)好頭。實(shí)際上在人攜終端的協(xié)同作用下，虛擬界面和手勢(shì)交互甚至可以徹底送走物理界面，對(duì)于產(chǎn)品的交互設(shè)計(jì)而言將是顛覆性的。虛擬投影屏幕和投影鍵盤(pán)等早已問(wèn)世，手勢(shì)操作將是虛擬交互的核心。以GoogleATAPProjectSoli項(xiàng)目的最新研發(fā)進(jìn)展為例，通過(guò)設(shè)備內(nèi)置的微型組件已經(jīng)可以感知和捕捉到空間中相當(dāng)細(xì)微的手指運(yùn)動(dòng)，對(duì)位移、按鈕、刻度、轉(zhuǎn)盤(pán)等手勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和響應(yīng)，足夠支持一整套完整的人機(jī)交互方案。同時(shí)，虛擬交互的實(shí)現(xiàn)，也讓追求微型化的可穿戴設(shè)備和物聯(lián)系統(tǒng)人攜終端解決用戶界面不佳的問(wèn)題成為可能。

（二）自主性自主性是產(chǎn)品智慧化最直觀的體現(xiàn)。物聯(lián)產(chǎn)品將核心功能依賴于大數(shù)據(jù)，而能夠說(shuō)服市場(chǎng)買(mǎi)單變現(xiàn)的則是可視的對(duì)大數(shù)據(jù)的有效使用，在家庭物聯(lián)系統(tǒng)中，這一點(diǎn)就體現(xiàn)在產(chǎn)品更加自主地自動(dòng)工作。1運(yùn)動(dòng)組件功能拓展和自主工作的實(shí)現(xiàn)都或多或少要求設(shè)備具有運(yùn)動(dòng)組件，這些組件的加入無(wú)疑會(huì)對(duì)功能走向和外形帶來(lái)很大影響。最直觀的例子莫過(guò)于掃地工具從掃帚簸箕，到手持拖曳吸塵器，再到自動(dòng)掃地機(jī)的演化，傳統(tǒng)家用產(chǎn)品和通用電器固定、笨重和需要大量用戶操作等狀況顯然在拖物聯(lián)的后腿，運(yùn)動(dòng)組件將為一些產(chǎn)品設(shè)計(jì)和功能拓寬帶來(lái)新的思路，也給產(chǎn)品主動(dòng)利用多種能源創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。2碎片化和小型化家居產(chǎn)品據(jù)功能進(jìn)行形式上的碎片化和小型化可以促成工作形態(tài)從內(nèi)向到外向的轉(zhuǎn)變，有效提高設(shè)備的可用性，自主運(yùn)行也更加可能。例如Luna洗衣球概念設(shè)計(jì)就是將傳統(tǒng)洗衣機(jī)碎片化，將洗衣球投入臟衣籃進(jìn)行洗衣和烘干工作（圖1）。2015年CES上ZUtALabs的ThePocketPrinter打印機(jī)，同樣與數(shù)十年無(wú)甚改觀的傳統(tǒng)打印機(jī)工作形態(tài)相反，可在紙面上自動(dòng)移動(dòng)完成打印工作（圖2）。

（三）一體化與模塊化當(dāng)涉及設(shè)備間功能互聯(lián)時(shí)不得不考慮物理接口的問(wèn)題，一體化設(shè)計(jì)將多個(gè)密切互聯(lián)的設(shè)備集中成一體，接口內(nèi)化也就回避了這個(gè)問(wèn)題；而模塊化設(shè)計(jì)則干脆打碎設(shè)備，分散形態(tài)看似擴(kuò)大了接口的問(wèn)題，但同時(shí)也因此提供了更多更靈活的解決可能。1一體化家居產(chǎn)品這樣的兩極選擇源于控制和功能范疇的不同，在核心功能上具有共性部件的多個(gè)設(shè)備上更傾向于集中，提高效率和簡(jiǎn)化使用。一體化設(shè)備更傾向于嵌入和半嵌入式，也許給產(chǎn)品設(shè)計(jì)留下的空間有限，但對(duì)人機(jī)交互設(shè)計(jì)提出了更高的要求。2模塊化在要求有界處理和靈活工作的產(chǎn)品上，模塊化似乎有更大的余力。恰如上述的自主性和碎片化，模塊化給產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)造更多的空間，對(duì)家用場(chǎng)景的空間及能源計(jì)劃、更新汰換和友好易用等方面也更有優(yōu)勢(shì)，分散的形態(tài)讓設(shè)備與其他設(shè)備之間的功能互聯(lián)和組合更容易，也許可以為外向物理接口的設(shè)計(jì)提供更簡(jiǎn)潔的可能。

（四）更多家居產(chǎn)品的重設(shè)計(jì)除了現(xiàn)有的通用家用電器之外，更多的設(shè)備會(huì)被推進(jìn)電子化和智慧化以納入家庭物聯(lián)系統(tǒng)，已在進(jìn)行中的比如臺(tái)燈、門(mén)禁、鏡子等，在可以預(yù)測(cè)的未來(lái)，家居產(chǎn)品將擴(kuò)展更深入和廣泛范圍，門(mén)窗、桌面、衣柜、座椅等，都有足夠的機(jī)會(huì)進(jìn)行重設(shè)計(jì)。

五、小結(jié)

物聯(lián)對(duì)深度學(xué)習(xí)、自主工作、互聯(lián)感測(cè)等能力的要求讓設(shè)備不再局限于智能，而向智慧進(jìn)化，這不是簡(jiǎn)單的名稱(chēng)變化，而是人機(jī)交互的再一次顛覆性革新，對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路也將產(chǎn)生巨大影響，將產(chǎn)品開(kāi)發(fā)推向全新的方向：功能的調(diào)整和進(jìn)化，體驗(yàn)更佳的交互途徑和人機(jī)界面可能，更加靈活的形態(tài)和高自主性，功能形態(tài)的解構(gòu)和重組，以及更多設(shè)備的智慧化和物聯(lián)化設(shè)計(jì)。以此為基礎(chǔ)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)將從概念推向?qū)嵱茫瑢⒓彝ノ锫?lián)系統(tǒng)的設(shè)想逐步實(shí)現(xiàn)。物聯(lián)系統(tǒng)的概念并非全然炒作，更是高新技術(shù)快速消費(fèi)化和信息數(shù)據(jù)時(shí)代巨輪碾壓的必然結(jié)果，物聯(lián)并沒(méi)有帶來(lái)全新的產(chǎn)品，而是推動(dòng)了物與物以及物與人甚至人與人之間關(guān)系的變動(dòng)，為彌合這些變化，必然要求產(chǎn)品功能和人機(jī)交互方式的配合。在這一概念背后，帶給產(chǎn)品設(shè)計(jì)的更是方向上的深思：創(chuàng)造新產(chǎn)品走向飽和，而挖掘新應(yīng)用漸入佳境。在這一趨勢(shì)下，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)追隨人和物關(guān)系的變動(dòng)，隨之不斷探究新的方向。

作者：王鶴鳴 許懋琦 單位：華東理工大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)與傳媒學(xué)院