用1000個(gè)傳感器，打造近未來(lái)的智能家居（上篇）

隨著(zhù)出生率下降、人口老齡化及工作方式變革等這些社會(huì )環(huán)境的變化，住戶(hù)與住房之間的關(guān)系也逐漸發(fā)生變化。為了幫助住戶(hù)適應新的社會(huì )環(huán)境，住宅理應提供的支持應也將逐步增加。將人工智能（AI）、大數據分析普及到普通家庭，建立住戶(hù)與住宅之間的新型關(guān)系，是近未來(lái)智能家居的趨勢。

就未來(lái)理想的智能家居和實(shí)現智能家居所需的信息通信技術(shù)這一主題，村田制作所采訪(fǎng)了北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)副校長(cháng)丹康雄教授（TAN Yasuo）。

丹教授是家庭網(wǎng)絡(luò )研究的知名專(zhuān)家，同時(shí)也是一般財團法人電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )（JEITA）的智能家居部會(huì )的部會(huì )長(cháng)。他所供職的北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)所在的石川科學(xué)園區內建造了一座智能家居實(shí)證試驗大樓（上圖），用于測試與智能家居相關(guān)的新技術(shù)及設備的功能、效果和可靠性，僅溫濕度傳感器就設置了180個(gè)，一棟普通住宅需設置近千個(gè)各類(lèi)不同傳感器。

“智能家居”新概念

隨著(zhù)社會(huì )的數字化進(jìn)程不斷推進(jìn)，將生活中所產(chǎn)生的數據用于解決多類(lèi)社會(huì )課題并帶來(lái)新的價(jià)值，這樣的動(dòng)向也日趨顯著(zhù)。很多業(yè)界行業(yè)的企業(yè)及政府機構等都積極利用物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）系統，從辦公室、工廠(chǎng)、道路及電網(wǎng)等使用社會(huì )基礎設施的場(chǎng)所收集詳細數據，并利用諸如人工智能（AI）等前沿的信息處理技術(shù)，對存儲在云平臺上的大數據進(jìn)行充分使用。據估計，這些趨勢很快也將普及到普通家庭。充分利用前沿信息通信技術(shù)，提高生活效率，豐富生活內容，這便是近未來(lái)住宅的“智能家居”新概念。

丹教授認為，鑒于社會(huì )的數字化進(jìn)程，“智能家居”——從舒適空間的維持到災害應對——其概念和功能將日益多樣化。

智能家居涉及到住宅公司、住宅設備制造商、家電制造商和家庭安全公司等各行各業(yè)的企業(yè)，目標可以說(shuō)是一樣的，即都是打造“一個(gè)能推動(dòng)自動(dòng)化的環(huán)境，讓家中的機器和設備都能完全按照住戶(hù)的意愿發(fā)揮作用”。如果一個(gè)自動(dòng)化系統的機器及設備自作主張實(shí)施了住戶(hù)并不需要的事情，那么就不能稱(chēng)其為智能。我們認為，只有那些能夠正確檢測居住環(huán)境和住戶(hù)狀態(tài)及情況，并收集和考慮諸如室外情況等住戶(hù)無(wú)法得知的信息，預估住戶(hù)的需求及未來(lái)可能發(fā)生的情況，從而進(jìn)行及時(shí)細致的處理，這才是智能。

一般而言，人類(lèi)行動(dòng)方式的一種傾向是預估將要發(fā)生的事情并提前進(jìn)行應對，但更多情況下是對已發(fā)生的事情做出事后應對。智能家居的價(jià)值在于能以人類(lèi)個(gè)體無(wú)法實(shí)現的方式來(lái)提高生活效率，豐富生活內容。比如，如果檢測到此后會(huì )高溫酷暑，就可事先打開(kāi)空調降溫，這樣就可以避免住戶(hù)感到炎熱進(jìn)行迅速降溫，從而造成不必要的電力消耗。我們可以設想到這樣的使用場(chǎng)景。如果在住宅中增加智能功能，在維持舒適度的同時(shí)，還可以減少高峰期耗電量。

還有一種使用方法，就是在發(fā)生地震及臺風(fēng)等災害時(shí)，根據每一位居民的狀態(tài)和情況，提供妥善的避難引導。筑波市就實(shí)施過(guò)相關(guān)的系統實(shí)證試驗，即利用具有語(yǔ)音功能的物聯(lián)網(wǎng)家電，在發(fā)生緊急情況時(shí)，向個(gè)人傳達個(gè)別避難引導指示。如果能夠實(shí)現智能家居，就能鎖定每位住戶(hù)的所在之處，從而告知每位住戶(hù)的理想行動(dòng)方案，比如“請逃到二樓”或“請前往??小學(xué)避難”。由于這些指示可通過(guò)行政機構等進(jìn)行管理，因此也能整體優(yōu)化整個(gè)城鎮的避難行動(dòng)，從而確保住戶(hù)的順利避難。

“智能家居” ≠ “智能家電”

智能家居的作用是總是以住戶(hù)為中心，想住戶(hù)所想的生活。因此，丹教師認為智能家居必須是基于目前家電產(chǎn)品及住宅設備中沒(méi)有融入的價(jià)值觀(guān)和視點(diǎn)！

例如，說(shuō)到智能家居，可能很多人都會(huì )認為它就是通過(guò)智能音箱，自動(dòng)執行住戶(hù)所愿的一種住宅系統。然而，我們心目中的理想智能家居和目前以智能音箱為中心的住宅系統，在服務(wù)提供的理念上存在本質(zhì)上的區別。智能音箱是讓操作熟練者能夠主動(dòng)傳達自己的需求，并得到有效回應的一種機制。這種系統遵照以往的服務(wù)方式，即以服務(wù)需求方的意愿為起點(diǎn)，并進(jìn)行適當處理。當然，這些系統確實(shí)也有其存在的價(jià)值，如果能夠加以靈活運用，就能帶來(lái)明顯便利。我們也并不否認它們的存在意義。

而與此同時(shí)，今后的智能家居服務(wù)將致力于確保那些難以表達本人所愿的人不會(huì )落伍，比如新生兒及無(wú)法操作新機器的老人等。這就意味著(zhù)提供服務(wù)方要時(shí)刻關(guān)注服務(wù)需求方的動(dòng)向，預估他們的意愿，并想他們所想。為了實(shí)現智能家居，我們需要打造與這些新價(jià)值相匹配的產(chǎn)品。我們認為，全世界很多人都希望能夠獲得基于這一價(jià)值觀(guān)的服務(wù)，而不僅限于日本。

從技術(shù)和產(chǎn)品供應商角度考慮，要開(kāi)發(fā)出與現有家電產(chǎn)品等不同理念的智能家居，可能會(huì )給相關(guān)公司帶來(lái)不小的風(fēng)險。

由于理想的智能家居和實(shí)現方法的差異，作為系統構筑所需的技術(shù)開(kāi)發(fā)、規格制定以及相關(guān)產(chǎn)品/服務(wù)的開(kāi)發(fā)指南等方面的差異都會(huì )逐步呈現吧。但是我們認為對于智能家居，即作為私人空間的個(gè)人住宅中所使用的系統來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)并不會(huì )成為一個(gè)大問(wèn)題。這是因為住戶(hù)的價(jià)值觀(guān)、生活方式和屬性本身就是多種多樣的，很多人不會(huì )滿(mǎn)足于以某一特定理念構筑的智能家居，也無(wú)法實(shí)現引進(jìn)智能家居的目的。

例如，假設在老人的住宅中引進(jìn)了以智能音箱為中心的自動(dòng)化系統，以協(xié)助老人做家務(wù)和生活。誠然，如果能夠有效運用這個(gè)系統，將對他們的生活起到很大的幫助，但是如果老人無(wú)法操作這個(gè)新設備，那么這一系統也就失去了意義。它不能有效解決出生率下降和人口老齡化這一社會(huì )問(wèn)題。我認為，這些情況今后可能也會(huì )在世界任意地方發(fā)生，屆時(shí)至關(guān)重要的是要提前配置多樣性的選擇，即能夠根據多種使用目的和住戶(hù)屬性，選擇合適的智能家居系統。

物聯(lián)網(wǎng)及AI的進(jìn)步讓理想智能家居夢(mèng)想成真

要實(shí)現讓人感動(dòng)無(wú)微不至的智能家居，需要特別精良的技術(shù)。然而，感知他人的潛在需求，即使對我們人類(lèi)來(lái)說(shuō)也很難辦到。丹康雄多年來(lái)一直從事智能家居的研究工作，他認為當今時(shí)代物聯(lián)網(wǎng)、人工智能（AI）和云平臺等信息通信技術(shù)高度進(jìn)化，實(shí)現這一目標的日子應該已經(jīng)為時(shí)不遠。

在日本，為了實(shí)現家務(wù)和生活中的自動(dòng)化操作，從20世紀70年代便已開(kāi)始了相關(guān)努力。20世紀90年代，隨著(zhù)家電產(chǎn)品的數字化進(jìn)程，實(shí)現了由制造商帶動(dòng)的自下而上的家庭自動(dòng)化。2000年前后，基于IEEE1394網(wǎng)絡(luò )規格的家庭網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)構成，構想中的全部應用程序都能順利運行。然而，盡管已經(jīng)構成了家庭網(wǎng)絡(luò )，但并未能取得商業(yè)上的成功。究其原因，因為它所能提供的價(jià)值歸根結底與遙控器一樣，都是按照人工指令來(lái)運行的。因此，當時(shí)很少有消費者認識到聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值，也很少有人愿意為此支付比遙控器高得多的費用。

隨后，日本家電制造商逐漸意識到，除非系統本身具備智能化，具有估測能力，擁有為人類(lèi)提供細致入微的支持，否則就無(wú)法讓人們認識到引進(jìn)前沿技術(shù)的價(jià)值。這個(gè)時(shí)候，在2005年，“Web2.0”一詞應運而生。其概念是將大量數據存儲到云平臺，從中提取有價(jià)值的信息作為“集體智慧”，預估未來(lái)即將發(fā)生的事情，從而有助于發(fā)掘價(jià)值。我們認為，如果導入這一概念，就可打造出人人都能承認其價(jià)值的智能家居。盡管當時(shí)優(yōu)良的人工智能和十分便捷的云平臺系統尚未出現，但通過(guò)其后的技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現目標的基礎已逐步得以鞏固。

“實(shí)現上面說(shuō)描述的智能家居，需要完善可從住宅及周?chē)h(huán)境中收集大量數據的機制?！?/em>

住宅的住戶(hù)現在感覺(jué)如何？這一點(diǎn)非常重要。在智能家居中，我們也需要一個(gè)機制來(lái)確保其能夠給人同樣的感覺(jué)。因此，在住宅內外安裝多個(gè)不同的傳感器至關(guān)重要。為了提前發(fā)現需處理的情況而進(jìn)行的高階信息處理，基本上都是在云平臺上進(jìn)行的，因此不一定需要在各住宅內安裝高性能計算機。但是我們需要在住戶(hù)中安裝傳感器。這是因為，要根據住戶(hù)的需求做出正確判斷從而進(jìn)行處理，其大前提便是要收集到數量和質(zhì)量都較合適的數據。

要實(shí)現接近目前理想的智能家居，需要在住宅中設置什么樣的傳感器？大概數量是多少呢？

北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)所在的石川科學(xué)園區內設置了一棟實(shí)證試驗大樓，在那里測試了與智能家居相關(guān)的新技術(shù)及設備的功能、效果和可靠性等。據丹教授介紹：“僅溫濕度傳感器，我們就設置了180個(gè)。但是，我們認為，在理想情況下，我們需要為每棟普通住宅設置約1000個(gè)多類(lèi)不同的傳感器?！?/p>

例如，為了通過(guò)信息通信系統提供與母親監控熟睡中的嬰兒并適時(shí)為其通風(fēng)或蓋毛巾毯等相同的護理，就需要收集與人類(lèi)五官所能收集的信息相當的信息。具體來(lái)說(shuō)，除了檢測溫度、濕度、亮度、門(mén)窗開(kāi)關(guān)、電源插座的電流電壓變化以及是否有人在場(chǎng)的傳感器外，還需要一個(gè)攝像頭，以通過(guò)視頻檢測住戶(hù)的狀態(tài)和動(dòng)向。此外，雖然目前的實(shí)證試驗大樓還未安裝相關(guān)感應器，但室內的風(fēng)向也是重要的信息。例如，房間內的氣流等對體感溫度也有很大影響。為了能讓住戶(hù)維持舒適的狀態(tài)，我們需要考慮多方面的信息來(lái)控制空調系統，而不是僅僅只關(guān)注溫度這一個(gè)要素。

實(shí)現理想的智能家居需要哪些技術(shù)？開(kāi)發(fā)和提供這些基礎技術(shù)的供應商，將發(fā)揮什么作用？下篇繼續為您做介紹。（點(diǎn)擊此處查看下篇（http://dyxdggzs.com/article/202502/466755.htm））