1 智能家具的界定及特點1.1 智能家具的概念從概念上說， 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， 對知識或功能的學習、 規(guī)劃、 設計和控制也與一般產(chǎn)品設計的路線如出一轍。但由于學術(shù)界對人工智能中的很多根本問題依然存在很大分歧（如對智能化概念本身的哲學爭論）， 從目前來看， 市場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， 面對企業(yè)對智能這一概念的濫用、 消費者對智能概念的模糊， 有必要首先對智能家具給出一個明確和科學的概念界定。
通過對現(xiàn)有研究的總結(jié)和對目前家具產(chǎn)品的比較分析： 從廣義上說， 凡是對家具的材料、 結(jié)構(gòu)或工藝、 設計進行優(yōu)化重構(gòu)， 使之能夠取代或部分取代人來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， 智能家具是機械電子與計算機控制技術(shù)， 通過適宜的結(jié)構(gòu)和接口來模擬人的智能活動過程以及自動實現(xiàn)特定功能， 進而與家居生活其他子系統(tǒng)有機結(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” 的行為都可以說是智能化， 比如擁有自動調(diào)節(jié)不同軟硬度功能的床墊等。介于消費者的傳統(tǒng)認知， 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)品設計與開發(fā)的角度， 智能家具通常由硬件和軟件兩大部分組成， 見圖 1。硬件是實現(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)、 末端制動系統(tǒng)， 以及家具本體等， 是實現(xiàn)家具各種自動控制的機械傳動與實現(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， 以及對系統(tǒng)進行檢測、 人機接口、 對外圍設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)為終端感知與動作、 內(nèi)核處理與控制和信息傳遞與交互三個層面。其中， 終端感知與動作層指家具的各種離散的感知終端與指令動作終端節(jié)點， 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)處理的核心機構(gòu)， 常常作為核心模塊置于家具的內(nèi)部， 并通過控制總線與其他終端模塊相連， 傳達各種 “指令” [4， 5]。
2 家具智能化系統(tǒng)設計方法2.1 智能家具功能分區(qū)與設計對于一般產(chǎn)品而言， 功能的實現(xiàn)是產(chǎn)品設計過程完成的最終表現(xiàn)。由于智能家具的系統(tǒng)復雜性和高度自動化， 智能家具的功能分區(qū)設計可分為功能要素分類和結(jié)構(gòu)完善與優(yōu)化。其中， 對功能要素的分類可借鑒一般產(chǎn)品開發(fā)中對產(chǎn)品定義和功能設計的方法， 是定義功能最基礎的步驟； 結(jié)構(gòu)完善與優(yōu)化的目的旨在使各項功能兼顧對整個產(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更加互相聯(lián)系、 易于集成的有機整體， 是對功能分類的反饋、 整合與二次設計。
目前市場上的一些電動家具往往未做過科學的市場調(diào)查和分析， 只是對某些自動功能的模仿并疊加， 而非真正意義上的嵌入家具之上。合理的功能分區(qū)和設計可以使智能家具這類復雜性產(chǎn)品的可用性大大提高， 從而更加符合消費者的實際需求， 而不僅僅是一些花哨的自動化功能的堆砌， 也為之后的系統(tǒng)化設計創(chuàng)造更加集成和精煉的產(chǎn)品“體量” ， 降低整個產(chǎn)品開發(fā)的難度。
2.2 智能家具數(shù)據(jù)控制方法設計從控制方式上看， 智能產(chǎn)品自動化參量的調(diào)節(jié)主要采用手動和自動控制兩種方式， 其中閉環(huán)自動控制是體現(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)預先寫入軟件中， 通過接口與各硬件模塊相連， 即可帶動硬件中的機械， 如伺服電機或氣泵等控制設備按需要的規(guī)律運轉(zhuǎn)以實現(xiàn)所需動作。
隨著現(xiàn)代機電技術(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)品實現(xiàn)某些單一的自動控制功能變得越來越容易， 但由于客觀世界的多樣化和復雜性， 很多事物難以用精確的的參數(shù)化概念來描述， 特別是人的大腦的決策過程是一種模糊決策， 人腦的大量思維活動都是具有一定的模糊性。
在機器控制方面表現(xiàn)為需要采取非線性、 動態(tài)的復雜運行過程才能夠滿足這種復雜的行為模式。因此， 今后產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)的趨勢是使其具備 “學習型” 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計模塊化設計是現(xiàn)代產(chǎn)品設計中一個典型的設計方法， 模塊的內(nèi)聚與耦合是軟件設計中的一種系統(tǒng)開發(fā)方法， 由于智能家具兼具一般家居用品與機電一體化產(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計中， 在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎上，對其內(nèi)外部特征進行組合， 達到類似軟件設計中的“高內(nèi)聚低耦合” 的效果， 同時也是為整個生命周期管理做好準備， 這也是目前智能家具產(chǎn)品開發(fā)中缺失、 但對產(chǎn)品可持續(xù)設計具有重要意義的一環(huán)。例如智能化床墊控制中， 由于測量原理的不同， 體壓特征和體溫特征均設計為獨立模塊提取， 一方面便于人機交互操作， 更深層次的意義在于便于模塊化深度開發(fā)， 可以為未來系列產(chǎn)品和升級產(chǎn)品的開發(fā)打下基礎。
3 智能家具設計實例櫥柜是重要的家居產(chǎn)品種類之一， 功能設計是整個櫥柜設計過程中的焦點， 尤其是整體廚房概念的不斷深入， 加之廚柜家具化的趨勢， 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計中嘗試引入更多的新穎功能， 而智能化無疑是拓展產(chǎn)品功能最有效的手段。
一方面， 隨著智能手機和平板電腦的普及， 各種各樣的移動智能設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的桌面板內(nèi)， 用戶在烹調(diào)食物時， 可以很方便的與這些智能設備進行互動， 如確認柜門是否已經(jīng)關(guān)好、 調(diào)節(jié)冷藏庫的設置以及調(diào)整爐灶的火力等， 用戶還可以通過這個觸摸屏上網(wǎng)聽歌看視頻， 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， 其帶來的產(chǎn)品個性化設計思想也影響著廚柜產(chǎn)品的功能設計， 國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)了這種操作系統(tǒng)應用到整體廚房中。通過嵌入式智能控制系統(tǒng)， 可以實現(xiàn)量身定制的個人烹飪菜單、行程備忘等， 廚房中的多媒體操作可以通過學習記憶功能儲存， 方便下次直接調(diào)去， 節(jié)省操作時間。
此外， 隨著物聯(lián)網(wǎng)、 虛擬現(xiàn)實技術(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， 實現(xiàn)家居信息的互換和可控，真正實現(xiàn)家具產(chǎn)品的信息化設計[5]。
4 家具智能化設計趨勢與發(fā)展對智能化家具產(chǎn)品的設計與開發(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：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)在的移動互聯(lián)網(wǎng)， 世界在掌中； 到物聯(lián)網(wǎng)， 世界在無意識中[4]。企業(yè)通過開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品、 新技術(shù)給整個智能家具行業(yè)帶來了新的生氣和活力。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足發(fā)展。目前來看，除了眾多的機械與電子技術(shù)運用到智能家具的開發(fā)外， 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的介入給這一領(lǐng)域帶來了一抹春風。不論是一些成熟的技術(shù)， 如藍牙傳輸技術(shù)（Bluetooth）、 無線網(wǎng)絡技術(shù)（wifi）、 射頻識別技術(shù)（RFID）、 語音識別技術(shù)等在家具局部的運用， 使得家具從單一的三維實體， 向時空產(chǎn)品的角色轉(zhuǎn)換，通過數(shù)據(jù)的存儲、 查詢、 分析、 挖掘、 理解， 將多個不同層面的結(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 消費需求刺激致使智能家具市場不斷擴張智能家具市場與一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平及國民收入水平直接相關(guān)。隨著居民收入水平不斷提高， 中國居民將不斷增加在高端家居用品方面的支出， 據(jù)推算， 未來三年， 中國數(shù)字家庭市場會形成500億以上的新增規(guī)模， 并在五年內(nèi)迅速達到1 000億規(guī)模[4]， 而未來中國智能家具市場將高于世界智能家具市場的增速， 預計將以超過 30％的速度增長， 其中端市場將是增長最快的市場。可以預見，在未來幾年， 家具的智能化會成為家具制造企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)的重要突破口， 消費者在賣場里會看到更多的智能家具產(chǎn)品。
4.3 品牌意識增強促使企業(yè)間競爭角力不斷由于智能家具的市場需求量巨大， 除了諸如松下等傳統(tǒng)家電類巨頭外， 蘋果、 谷歌、 IBM等互聯(lián)網(wǎng)公司也紛紛搶灘其中， IBM的 “智慧地球” 項目更是將智慧家居的概念擺在了消費者和市場的跟前。
對于傳統(tǒng)家具制造企業(yè)而言， 已開始意識到這一新興市場對于未來家具業(yè)的重要性， 也已有部分企業(yè)開始試水這一領(lǐng)域， 近幾年在國內(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， 目前國內(nèi)企業(yè)在這個市場上還處于弱勢， 產(chǎn)品技術(shù)層次不高， 功能趨于雷同， 怎樣才能增強國內(nèi)企業(yè)競爭力， 占到較大的市場份額， 在競爭中處于優(yōu)勢是中國智能家具制造企業(yè)目前需要深思的問題。
5 結(jié) 語有學者表示， 傳統(tǒng)家具與現(xiàn)代電子信息技術(shù)的融合， 必將產(chǎn)生一個巨大的市場。如果說傳統(tǒng)家具行業(yè)曾經(jīng)因為偶然而成就了一批 “起得早” 的家具企業(yè)巨頭， 那么智能家具市場的啟動則無疑給當前中國所有家具企業(yè)， 包括家具流通企業(yè)一次重新起跑的機會。目前我國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單產(chǎn)品開發(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， 以及學術(shù)界對這一新興領(lǐng)域的重視， 相信會有所改觀。
