1 智能家具的界定及特點(diǎn)1.1 智能家具的概念從概念上說(shuō)， 產(chǎn)品的智能化一般都可以納入人工智能（Artificial Intelligence， AI）的范疇。在人工智能的研究領(lǐng)域中， 對(duì)知識(shí)或功能的學(xué)習(xí)、 規(guī)劃、 設(shè)計(jì)和控制也與一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)的路線如出一轍。但由于學(xué)術(shù)界對(duì)人工智能中的很多根本問(wèn)題依然存在很大分歧（如對(duì)智能化概念本身的哲學(xué)爭(zhēng)論）， 從目前來(lái)看， 市場(chǎng)上類似的這些智能家具似乎又都不符合 “智能化” 這一定義， 智能在這里僅僅成為了商業(yè)宣傳中的一種噱頭而已。因此， 面對(duì)企業(yè)對(duì)智能這一概念的濫用、 消費(fèi)者對(duì)智能概念的模糊， 有必要首先對(duì)智能家具給出一個(gè)明確和科學(xué)的概念界定。
通過(guò)對(duì)現(xiàn)有研究的總結(jié)和對(duì)目前家具產(chǎn)品的比較分析： 從廣義上說(shuō)， 凡是對(duì)家具的材料、 結(jié)構(gòu)或工藝、 設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化重構(gòu)， 使之能夠取代或部分取代人來(lái)完成某些功能的操作， 亦或是創(chuàng)造新的功能， 都可以稱為智能家具； 從狹義上說(shuō)， 智能家具是機(jī)械電子與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)， 通過(guò)適宜的結(jié)構(gòu)和接口來(lái)模擬人的智能活動(dòng)過(guò)程以及自動(dòng)實(shí)現(xiàn)特定功能， 進(jìn)而與家居生活其他子系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起的家具產(chǎn)品。顯然， 從寬泛的角度看， 一切試圖使產(chǎn)品更加 “擬人” 的行為都可以說(shuō)是智能化， 比如擁有自動(dòng)調(diào)節(jié)不同軟硬度功能的床墊等。介于消費(fèi)者的傳統(tǒng)認(rèn)知， 以及研究的具象化需要， 本文所指的智能家具是泛指狹義意義上的概念。
1.2 智能家具的組成從傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的角度， 智能家具通常由硬件和軟件兩大部分組成， 見(jiàn)圖 1。硬件是實(shí)現(xiàn)智能化功能的執(zhí)行部分， 包括前端執(zhí)行器、 傳感系統(tǒng)、 末端制動(dòng)系統(tǒng)， 以及家具本體等， 是實(shí)現(xiàn)家具各種自動(dòng)控制的機(jī)械傳動(dòng)與實(shí)現(xiàn)裝置的集成。軟件是智能家具控制的 “靈魂” ， 通常由控制傳感器的類型決定， 但基本內(nèi)容往往包含主程序、 數(shù)據(jù)采集程序等系統(tǒng)功能程序， 以及各種模塊控制子程序， 以及對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)、 人機(jī)接口、 對(duì)外圍設(shè)備管理的附屬性程序等。
從高技術(shù)產(chǎn)品的角度， 又可將以上智能家具軟硬件的所有部件打散重構(gòu)為終端感知與動(dòng)作、 內(nèi)核處理與控制和信息傳遞與交互三個(gè)層面。其中， 終端感知與動(dòng)作層指家具的各種離散的感知終端與指令動(dòng)作終端節(jié)點(diǎn)， 除了需要保持傳統(tǒng)家具的功能屬性外， 還需要提供各種豐富的人機(jī)交互界面， 如電子操作面板、 高精度觸控顯示屏等； 內(nèi)核處理與控制和信息傳遞層基本與軟件概念等同， 是各種數(shù)據(jù)處理的核心機(jī)構(gòu)， 常常作為核心模塊置于家具的內(nèi)部， 并通過(guò)控制總線與其他終端模塊相連， 傳達(dá)各種 “指令” [4， 5]。
2 家具智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法2.1 智能家具功能分區(qū)與設(shè)計(jì)對(duì)于一般產(chǎn)品而言， 功能的實(shí)現(xiàn)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程完成的最終表現(xiàn)。由于智能家具的系統(tǒng)復(fù)雜性和高度自動(dòng)化， 智能家具的功能分區(qū)設(shè)計(jì)可分為功能要素分類和結(jié)構(gòu)完善與優(yōu)化。其中， 對(duì)功能要素的分類可借鑒一般產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中對(duì)產(chǎn)品定義和功能設(shè)計(jì)的方法， 是定義功能最基礎(chǔ)的步驟； 結(jié)構(gòu)完善與優(yōu)化的目的旨在使各項(xiàng)功能兼顧對(duì)整個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的匹配程度， 按照用戶功能要求將各種物理要素組成一個(gè)更加互相聯(lián)系、 易于集成的有機(jī)整體， 是對(duì)功能分類的反饋、 整合與二次設(shè)計(jì)。
目前市場(chǎng)上的一些電動(dòng)家具往往未做過(guò)科學(xué)的市場(chǎng)調(diào)查和分析， 只是對(duì)某些自動(dòng)功能的模仿并疊加， 而非真正意義上的嵌入家具之上。合理的功能分區(qū)和設(shè)計(jì)可以使智能家具這類復(fù)雜性產(chǎn)品的可用性大大提高， 從而更加符合消費(fèi)者的實(shí)際需求， 而不僅僅是一些花哨的自動(dòng)化功能的堆砌， 也為之后的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)創(chuàng)造更加集成和精煉的產(chǎn)品“體量” ， 降低整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的難度。
2.2 智能家具數(shù)據(jù)控制方法設(shè)計(jì)從控制方式上看， 智能產(chǎn)品自動(dòng)化參量的調(diào)節(jié)主要采用手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式， 其中閉環(huán)自動(dòng)控制是體現(xiàn)智能產(chǎn)品 “智能化” 程度的關(guān)鍵， 其主要依賴于控制軟件將不同的控制參數(shù)預(yù)先寫(xiě)入軟件中， 通過(guò)接口與各硬件模塊相連， 即可帶動(dòng)硬件中的機(jī)械， 如伺服電機(jī)或氣泵等控制設(shè)備按需要的規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)所需動(dòng)作。
隨著現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)的不斷發(fā)展， 伺服控制系統(tǒng)的介入使得像家具這種產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)某些單一的自動(dòng)控制功能變得越來(lái)越容易， 但由于客觀世界的多樣化和復(fù)雜性， 很多事物難以用精確的的參數(shù)化概念來(lái)描述， 特別是人的大腦的決策過(guò)程是一種模糊決策， 人腦的大量思維活動(dòng)都是具有一定的模糊性。
在機(jī)器控制方面表現(xiàn)為需要采取非線性、 動(dòng)態(tài)的復(fù)雜運(yùn)行過(guò)程才能夠滿足這種復(fù)雜的行為模式。因此， 今后產(chǎn)品控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)是使其具備 “學(xué)習(xí)型” 和 “專家系統(tǒng)” 等更加智能化的決策功能， 從而在功能的決策層面賦予產(chǎn)品智能化的定位。
2.3 智能家具功能模塊耦合設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中一個(gè)典型的設(shè)計(jì)方法， 模塊的內(nèi)聚與耦合是軟件設(shè)計(jì)中的一種系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方法， 由于智能家具兼具一般家居用品與機(jī)電一體化產(chǎn)品的雙重屬性， 智能家具的內(nèi)聚耦合就是在家具的模塊化設(shè)計(jì)中， 在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)其內(nèi)外部特征進(jìn)行組合， 達(dá)到類似軟件設(shè)計(jì)中的“高內(nèi)聚低耦合” 的效果， 同時(shí)也是為整個(gè)生命周期管理做好準(zhǔn)備， 這也是目前智能家具產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中缺失、 但對(duì)產(chǎn)品可持續(xù)設(shè)計(jì)具有重要意義的一環(huán)。例如智能化床墊控制中， 由于測(cè)量原理的不同， 體壓特征和體溫特征均設(shè)計(jì)為獨(dú)立模塊提取， 一方面便于人機(jī)交互操作， 更深層次的意義在于便于模塊化深度開(kāi)發(fā)， 可以為未來(lái)系列產(chǎn)品和升級(jí)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。
3 智能家具設(shè)計(jì)實(shí)例櫥柜是重要的家居產(chǎn)品種類之一， 功能設(shè)計(jì)是整個(gè)櫥柜設(shè)計(jì)過(guò)程中的焦點(diǎn)， 尤其是整體廚房概念的不斷深入， 加之廚柜家具化的趨勢(shì)， 使得現(xiàn)代家居中廚房空間發(fā)生了翻天覆地的變化， 這也就需要在廚柜設(shè)計(jì)中嘗試引入更多的新穎功能， 而智能化無(wú)疑是拓展產(chǎn)品功能最有效的手段。
一方面， 隨著智能手機(jī)和平板電腦的普及， 各種各樣的移動(dòng)智能設(shè)備充斥在我們的日常生活之中。已有意大利廚柜產(chǎn)商將類似平板電腦的功能模塊嵌入到廚房操作臺(tái)的桌面板內(nèi)， 用戶在烹調(diào)食物時(shí)， 可以很方便的與這些智能設(shè)備進(jìn)行互動(dòng)， 如確認(rèn)柜門是否已經(jīng)關(guān)好、 調(diào)節(jié)冷藏庫(kù)的設(shè)置以及調(diào)整爐灶的火力等， 用戶還可以通過(guò)這個(gè)觸摸屏上網(wǎng)聽(tīng)歌看視頻， 也可以在做飯之前瀏覽一下菜譜。
另一方面， 隨著大規(guī)模定制思想在家具制造領(lǐng)域的不斷普及， 其帶來(lái)的產(chǎn)品個(gè)性化設(shè)計(jì)思想也影響著廚柜產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)， 國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開(kāi)發(fā)了這種操作系統(tǒng)應(yīng)用到整體廚房中。通過(guò)嵌入式智能控制系統(tǒng)， 可以實(shí)現(xiàn)量身定制的個(gè)人烹飪菜單、行程備忘等， 廚房中的多媒體操作可以通過(guò)學(xué)習(xí)記憶功能儲(chǔ)存， 方便下次直接調(diào)去， 節(jié)省操作時(shí)間。
此外， 隨著物聯(lián)網(wǎng)、 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等的不斷發(fā)展， 讓智能家居系統(tǒng)整合變得不再遙不可及， 將家具與家具、 家具與內(nèi)部室內(nèi)空間、 家具與室外環(huán)境的各種信息相連通， 實(shí)現(xiàn)家居信息的互換和可控，真正實(shí)現(xiàn)家具產(chǎn)品的信息化設(shè)計(jì)[5]。
4 家具智能化設(shè)計(jì)趨勢(shì)與發(fā)展對(duì)智能化家具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)也產(chǎn)生了一些新的發(fā)展， 并表現(xiàn)出了以下幾方面的趨勢(shì)：4.1 研發(fā)技術(shù)創(chuàng)新促使智能家具更新?lián)Q代加快信息革命帶來(lái)的巨大變化， 使得人們的生活有了質(zhì)的飛躍。從以前的互聯(lián)網(wǎng)， 世界在桌面； 到現(xiàn)在的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)， 世界在掌中； 到物聯(lián)網(wǎng)， 世界在無(wú)意識(shí)中[4]。企業(yè)通過(guò)開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品、 新技術(shù)給整個(gè)智能家具行業(yè)帶來(lái)了新的生氣和活力。由于智能化家具產(chǎn)品相比傳統(tǒng)家具而言需要嵌入更多的高新技術(shù)， 因而智能家具企業(yè)相比普通家具企業(yè)， 更加感到只有專注于產(chǎn)品研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新， 才能謀求更高更快的長(zhǎng)足發(fā)展。目前來(lái)看，除了眾多的機(jī)械與電子技術(shù)運(yùn)用到智能家具的開(kāi)發(fā)外， 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的介入給這一領(lǐng)域帶來(lái)了一抹春風(fēng)。不論是一些成熟的技術(shù)， 如藍(lán)牙傳輸技術(shù)（Bluetooth）、 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（wifi）、 射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）、 語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)等在家具局部的運(yùn)用， 使得家具從單一的三維實(shí)體， 向時(shí)空產(chǎn)品的角色轉(zhuǎn)換，通過(guò)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、 查詢、 分析、 挖掘、 理解， 將多個(gè)不同層面的結(jié)合， 從而給與用戶需求更好的理解和詮釋與處理[6-11]。
4.2 消費(fèi)需求刺激致使智能家具市場(chǎng)不斷擴(kuò)張智能家具市場(chǎng)與一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及國(guó)民收入水平直接相關(guān)。隨著居民收入水平不斷提高， 中國(guó)居民將不斷增加在高端家居用品方面的支出， 據(jù)推算， 未來(lái)三年， 中國(guó)數(shù)字家庭市場(chǎng)會(huì)形成500億以上的新增規(guī)模， 并在五年內(nèi)迅速達(dá)到1 000億規(guī)模[4]， 而未來(lái)中國(guó)智能家具市場(chǎng)將高于世界智能家具市場(chǎng)的增速， 預(yù)計(jì)將以超過(guò) 30％的速度增長(zhǎng)， 其中端市場(chǎng)將是增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)。可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)幾年， 家具的智能化會(huì)成為家具制造企業(yè)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要突破口， 消費(fèi)者在賣場(chǎng)里會(huì)看到更多的智能家具產(chǎn)品。
4.3 品牌意識(shí)增強(qiáng)促使企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)角力不斷由于智能家具的市場(chǎng)需求量巨大， 除了諸如松下等傳統(tǒng)家電類巨頭外， 蘋(píng)果、 谷歌、 IBM等互聯(lián)網(wǎng)公司也紛紛搶灘其中， IBM的 “智慧地球” 項(xiàng)目更是將智慧家居的概念擺在了消費(fèi)者和市場(chǎng)的跟前。
對(duì)于傳統(tǒng)家具制造企業(yè)而言， 已開(kāi)始意識(shí)到這一新興市場(chǎng)對(duì)于未來(lái)家具業(yè)的重要性， 也已有部分企業(yè)開(kāi)始試水這一領(lǐng)域， 近幾年在國(guó)內(nèi)三大家具展上也已漸漸看到一些智能家具新品的出現(xiàn)。但總體而言， 目前國(guó)內(nèi)企業(yè)在這個(gè)市場(chǎng)上還處于弱勢(shì)， 產(chǎn)品技術(shù)層次不高， 功能趨于雷同， 怎樣才能增強(qiáng)國(guó)內(nèi)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力， 占到較大的市場(chǎng)份額， 在競(jìng)爭(zhēng)中處于優(yōu)勢(shì)是中國(guó)智能家具制造企業(yè)目前需要深思的問(wèn)題。
5 結(jié) 語(yǔ)有學(xué)者表示， 傳統(tǒng)家具與現(xiàn)代電子信息技術(shù)的融合， 必將產(chǎn)生一個(gè)巨大的市場(chǎng)。如果說(shuō)傳統(tǒng)家具行業(yè)曾經(jīng)因?yàn)榕既欢删土艘慌?“起得早” 的家具企業(yè)巨頭， 那么智能家具市場(chǎng)的啟動(dòng)則無(wú)疑給當(dāng)前中國(guó)所有家具企業(yè)， 包括家具流通企業(yè)一次重新起跑的機(jī)會(huì)。目前我國(guó)的家具智能化水平還處在起步和嘗試階段， 具體表現(xiàn)在技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱、 產(chǎn)品技術(shù)含量低、 品牌影響力薄弱等諸多方面。國(guó)內(nèi)家具智能化的研究也僅僅停留在概要性論述和一些簡(jiǎn)單產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的層面上， 缺乏系統(tǒng)的理論研究。
但隨著電子與信息技術(shù)的不斷發(fā)展， 以及學(xué)術(shù)界對(duì)這一新興領(lǐng)域的重視， 相信會(huì)有所改觀。
