劉雄飛 王逢瑚

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)

智能化家具對居住者影響因素的分析與評價

劉雄飛 王逢瑚

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)

根據(jù)智能化家具系統(tǒng)的影響因素，將對身心健康有影響的因素分為2類，即:綠色材料、保健裝置;對突發(fā)情況歸納出3類因素:應(yīng)急設(shè)備、防護(hù)裝置、衛(wèi)警系統(tǒng)。應(yīng)有層次分析法、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，研究了智能化的實(shí)現(xiàn)過程中對居住者造成的影響，對可能出現(xiàn)的困難做出了必要的估計。

智能化家具;影響因素;層次分析法;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);居住者

智能化家具作為一種比較先進(jìn)的家具模式，它像其他電子產(chǎn)品一樣，將家具作為一個載體，把計算機(jī)當(dāng)作載體的中樞神經(jīng)和大腦，為載體提供技術(shù)性指導(dǎo)和智能化信息。通過這種模式，使用的家具會像電子產(chǎn)品一樣提供最方便的智能化服務(wù)，會模擬人的智能活動過程，實(shí)現(xiàn)特定的功能?？梢栽谇Ю镏膺b控家里的家具，也可以通過室內(nèi)的操作平臺來控制全部的智能化家具。目前已經(jīng)涌現(xiàn)出了一些具有類似功能的家具，如可以打開電視機(jī)、接聽電話、自動調(diào)節(jié)角度及帶有鬧鐘功能的智能沙發(fā)，可以自動除塵、調(diào)節(jié)溫濕度、根據(jù)需要擺放衣服的智能衣柜，這些都將成為不久家具發(fā)展的主流方向[1]。

目前，國內(nèi)外對智能化家具的研究已經(jīng)涉及到了多個方面，并取得了一定的進(jìn)展。在這些研究中，有人設(shè)計了裝有大量芯片及網(wǎng)絡(luò)接入口的智能化辦公桌，可以針對帶有不同信息裝置的設(shè)備進(jìn)行操作。有人從家具材料的角度提出將自然材料與模擬仿真材料結(jié)合在一起，向多元智能化人工材料方向發(fā)展的觀點(diǎn)。有人從大空間角度研究了多功能家具與燈光照明、防火防腐相兼容的智能化控制系統(tǒng)?？v覽當(dāng)前最主要的研究，應(yīng)用最多的當(dāng)屬利用計算機(jī)技術(shù)結(jié)合家具材料進(jìn)行智能化系統(tǒng)的設(shè)計與控制，比較前沿的方法是從計算機(jī)軟硬件兩個方面研究智能化實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題，在硬件方面，研究者多停留在芯片的嵌入技術(shù)及家具的自動化上，距離真正的智能化尚存在一定的距離[1]。在軟件方面，研究者更傾向于探討基礎(chǔ)概念及在實(shí)際中普及的可行性，并沒有從社會學(xué)的角度真正觸及智能化家具給人類帶來的影響。鑒于家具智能化的完全普及尚存在一定的困難，對其從多角度進(jìn)行理性剖析就顯得非常重要，同時，在室內(nèi)建立控制平臺對智能家具實(shí)現(xiàn)總體化操作也成為一個可以借鑒并行之有效的途徑。本研究是從多學(xué)科的角度出發(fā)，對智能化家具給居住者帶來的負(fù)面作用進(jìn)行深度剖析，同時在基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上，對家具的智能化方案做出展示、評估、分析及設(shè)計，對室內(nèi)專用的虛擬控制平臺進(jìn)行一定的探討與研究，并通過實(shí)例程序闡明主要的編程思想及操作方法。

1 研究思路

雖然智能化家具的前景非常光明，卻不能忽略它們帶來的負(fù)面影響。對于這些可能產(chǎn)生的不利因素，可以采用層次分析法對其進(jìn)行分析和評價。層次分析法是一種用于處理復(fù)雜決策問題的分析方法，可以把難于量化的定性判斷轉(zhuǎn)化為可操作的重要度的比較，較合理的解決了定性問題定量化的處理過程。運(yùn)用層次分析法可以為智能家具評價體系的建立提供比較客觀全面的依據(jù)，也為發(fā)展智能家具影響因素的評價方法提供了一種新思路。當(dāng)評價體系確定以后，就可以與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，針對不同的家具及影響因素建立不同的程序，然后通過控制平臺分析不同因素的重要程度，以供用戶進(jìn)行選擇[2]。

控制平臺除了可以實(shí)時提供對不利因素的跟蹤和分析，還可以對全局的智能化家具進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)配以及網(wǎng)絡(luò)虛擬漫游。這個平臺提供了一個良好的服務(wù)性窗口，可以讓使用者進(jìn)入到虛擬世界中，很方便地操作室內(nèi)設(shè)施與家居用品。

綜合以上分析，本研究提出了針對智能化家具不利因素的分析和研究，主要利用層次分析法對因素進(jìn)行評價，確定其在決策中的重要程度，然后通過虛擬控制平臺為使用者提供對應(yīng)的參考值及解決方案，使他們能在實(shí)際應(yīng)用中加以注意和規(guī)劃，同時，平臺將憑借虛擬漫游技術(shù)使居住者無需移動即可對室內(nèi)的全部家具進(jìn)行監(jiān)控和漫游，達(dá)到智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的目的。

2 影響因素的分析

家具的智能化不能只專注于智能化的最大程度，還必須考慮到可能造成的影響及相關(guān)社會問題，比如使用者的健康情況、心理問題、個人安全、隱私問題等，這些都值得關(guān)注。

2.1 影響身心健康的因素

在大量管線、電器及家具包圍的智能化環(huán)境內(nèi)，即使每天保持通風(fēng)，也不能完全排除所有的輻射、異味及含毒氣體，這對使用者的健康來說是一個巨大的威脅。因此，家具智能化的一個發(fā)展趨勢，就是必須采用環(huán)保和綠色材料，同時應(yīng)用各種先進(jìn)的防輻射及除毒設(shè)備，最大限度地降低家具輻射出的有毒物質(zhì)。從長遠(yuǎn)的發(fā)展來看，無論家具是否實(shí)現(xiàn)智能化，都離不開綠色和環(huán)保這個研究重點(diǎn)。

除了輻射出的有毒物質(zhì)，我們還應(yīng)該注意到智能化家具可能帶來的社會問題。在當(dāng)今發(fā)達(dá)的社會中，許多人由于工具自動化而患上了職業(yè)病，身體健康程度每況愈下。因此，在智能化家具的設(shè)計中必須考慮增加鍛煉器材和自動提醒裝置，不但給人們提供方便簡捷的鍛煉機(jī)會，也起到一個監(jiān)督提醒的作用，提示人們在達(dá)到一定量的工作強(qiáng)度之后，要進(jìn)行適度的放松，緩解工作疲勞[3]。

同時，過度的智能化會讓人們變得更懶惰。當(dāng)智能化家具把一些工作量較大或難度較高的事情做完之后，有一些使用者可能會產(chǎn)生依賴心理，把難度不高的事情也交給智能化系統(tǒng)來做，這樣做固然提高了效率，但會讓使用者變得不思進(jìn)取，并降低他們的創(chuàng)造性思維和開放型思維。因此，智能化家具在設(shè)計中務(wù)必要控制自動化的程度，保持一個適度的原則，給使用者留下足夠的自我發(fā)揮空間，同時還要具備適時提醒的功能，讓他們意識到身體力行的重要性。

鑒于智能化家具可能帶來的這些消極影響，根據(jù)層次分析法的分層原則，可將對身心健康有影響的因素分為兩類，對應(yīng)準(zhǔn)則層中的標(biāo)號就是B1(綠色材料)和B2(保健裝置)。其中:B1包括C1(防輻射材料)、C2(除毒設(shè)備);B2包括C3(疲勞預(yù)警裝置)、C4(智能鍛煉器材)、C5(自動化調(diào)節(jié)裝置)、C6(半自動化提示系統(tǒng))，這些因素將在后面的評價分析中得到應(yīng)用。

2.2 與突發(fā)情況有關(guān)的因素

任何一種產(chǎn)品都不可能做到十全十美，包括智能化家具。因此，當(dāng)遇到停電、停水、停氣、網(wǎng)絡(luò)故障等突發(fā)情況時，智能化系統(tǒng)也會暫時降低服務(wù)效率，但它必須能提供及時的應(yīng)急方案，確保家具部件能滿足最基本的使用要求。比如，當(dāng)遇到突然停電的時候，智能化系統(tǒng)應(yīng)該啟動備用電力系統(tǒng)，提供臨時的供電，如果備用電力系統(tǒng)也壞了，那就需要啟動其它的備用供電方案，直到恢復(fù)正常供電為止。

除了硬件上的突發(fā)情況，網(wǎng)絡(luò)信息安全帶來的問題也不可小覷。當(dāng)今社會，網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展使世界變得很小，許多個人信息不再具有私密性，黑客入侵、病毒泛濫、網(wǎng)絡(luò)犯罪等現(xiàn)象不斷涌現(xiàn)。當(dāng)智能化家具逐漸依賴網(wǎng)絡(luò)的時候，這種負(fù)面作用會進(jìn)一步被放大。因此，設(shè)計智能化家具的時候，必須考慮到網(wǎng)絡(luò)安全這個環(huán)節(jié)，一定要盡全力保護(hù)使用者的個人權(quán)益，避免非法人士的入侵[4]。

針對突發(fā)情況可能帶來的這些負(fù)作用，根據(jù)層次分析法可歸納出三類因素:B3(應(yīng)急設(shè)備)、B4(防護(hù)裝置)、B5(衛(wèi)警系統(tǒng))。其中:B3包括C7(備用能源)、C8(網(wǎng)絡(luò)排障系統(tǒng));B4包括C9(智能防火墻)、C10(緊急自斷保險);B5包括C11(指紋辨認(rèn)系統(tǒng))、C12(即時報警器)、C13(便捷自衛(wèi)裝置)、C14(緊急逃生設(shè)備)。這些因素也將在后面的評價分析中應(yīng)用。

3 影響因素的評價

3.1 用層次分析法評價

層次分析法主要是利用不確定的和多標(biāo)準(zhǔn)的特征來解決決策問題，其基本過程是把復(fù)雜問題分解成若干個組成元素，按支配關(guān)系將這些元素分組，使之形成有序的階梯層次結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上通過兩兩比較的方式判斷各層次中諸元素的相對重要性，然后綜合這些標(biāo)準(zhǔn)確定諸元素在決策中的權(quán)重。

在具體操作中，將層次分析結(jié)構(gòu)模型分為三層:最高層、準(zhǔn)則層和措施層(見圖1)。其中:C1～C14即措施層，是采取具體實(shí)施的環(huán)節(jié)，在因素評價時主要依據(jù)它們來進(jìn)行。然后用兩兩比較的方式建立判斷矩陣，矩陣中的數(shù)值由專家組依據(jù)九標(biāo)度法進(jìn)行確定。得到判斷矩陣以后，再根據(jù)公式依次計算最大特征值、一致性指標(biāo)、一致性比率，進(jìn)行層次總排序和一致性檢驗(yàn)。當(dāng)一致性檢驗(yàn)被通過后，則認(rèn)為該判斷矩陣具有滿意一致性，根據(jù)實(shí)際情況認(rèn)定權(quán)重值大于某值的因素為重要影響因素。

圖1 智能化家具影響因素層次分析結(jié)構(gòu)模型

最后，把全部影響因素根據(jù)其重要程度進(jìn)行排序，并采取相應(yīng)的改進(jìn)措施，直到取得權(quán)威方的批準(zhǔn)認(rèn)可。獲得認(rèn)可的因素在期間內(nèi)仍需接受監(jiān)督，期滿之后需重新申請對影響因素的評價，從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)的目標(biāo)。

3.2 結(jié)合虛擬技術(shù)進(jìn)行評價

在智能化家具的因素評價中，虛擬控制平臺有著巨大的作用。該平臺應(yīng)用的虛擬技術(shù)，是一種比較先進(jìn)的人機(jī)界面技術(shù)，人們可通過接口設(shè)備與該平臺互動并交換信息。虛擬技術(shù)中應(yīng)用較多的編程語言是VRML(Virtual Reality Modeling Language)，它通過節(jié)點(diǎn)、路由語句等參數(shù)定義三維世界的形體及屬性[5]。在本研究中，VRML程序除了給用戶提供虛擬漫游、控制智能化家具之外，還通過人機(jī)界面的方式對影響智能化家具的影響因素進(jìn)行分析評價，計算出的結(jié)果可供用戶選擇使用。

在用VRML語言編寫的因素評價程序中，用戶通過點(diǎn)擊不同的家具，可以實(shí)時調(diào)出該家具的重要影響因素，以及對這些影響因素的分析評價。由于這部分程序比較長，只列出一部分以作說明:

從這段程序可以看出，虛擬控制平臺根據(jù)智能家具的實(shí)際參數(shù)定制影響因素并保存到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)用戶或設(shè)計者點(diǎn)擊具體家具的時候，就會觸發(fā)一個事件，從而調(diào)用腳本語言中的ROUTE(路由)語句，通過touchbi函數(shù)來實(shí)現(xiàn)不同參數(shù)(xls文件)的選取。這段程序充分體現(xiàn)了腳本語言和路由語句的靈活性與重要性，也獨(dú)創(chuàng)性地把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與影響因素評價結(jié)合到了一起。

4 結(jié)束語

本研究主要運(yùn)用了層次分析法與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對智能化家具進(jìn)行影響因素評價，具有前沿性和先進(jìn)性。而在影響因素的評價中，充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)擴(kuò)展了層次分析法的應(yīng)用方式，使其能更有針對性地對影響因素進(jìn)行分析，既表現(xiàn)出虛擬技術(shù)的交互性，又體現(xiàn)出了智能化的特點(diǎn)。與同類研究相比，本研究更側(cè)重于從人類生存角度研究對智能化家具發(fā)展影響較大的因素，不但從理論上證明了研究的必要性，還在“虛擬展示平臺”的應(yīng)用中，通過實(shí)例闡明了用VRML語言控制虛擬平臺的編程思想及對影響因素調(diào)入方式的有效使用，具有一定的先進(jìn)性。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于一個開放型的設(shè)計平臺，而層次分析法又需要不斷借鑒其它綜合評價方法，特別是在智能化家具的實(shí)現(xiàn)過程中，需要將影響因素評價與硬件糾錯技術(shù)更好地融合在一起，從而使智能化家具真正地普及到人們的生活中，這些都需要在后續(xù)研究中進(jìn)一步完善和解決。

[1] 劉瑛璐.新建住宅小區(qū)智能化發(fā)展的問題與對策[J].河北工程技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2009(1):18-20，23.

[2] 杜棟，龐慶華.現(xiàn)代綜合評價方法與案例精選[M].北京:清華大學(xué)出版社，2005.

[3] 李渤生，宋軍，王朝暉.住宅小區(qū)智能化現(xiàn)狀及幾點(diǎn)思考[M].住宅產(chǎn)業(yè)，2009(5):55-57.

[4] 查瓏瓏，張麗娟，王宇輝.小議住宅智能化[J].中國住宅設(shè)施，2009(4):30-31.

[5] 胡新根.基于VRML的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多媒體課件中的應(yīng)用[J].科技廣場，2009(5):118-119.

Analysis and Evaluation of Influence Factors of Intelligent Furniture on Occupants

/Liu Xiongfei，Wang Fenghu(School of Material Science and Engineering，Northeast Forestry University，Harbin 150040，P.R.China)//Journal of Northeast Forestry University.-2011，39(6).-101～103

Intelligent furniture;Influence factors;Analytic hierarchy process;Virtual reality technologies;Occupants

TS664

劉雄飛，男，1976年10月生，東北林業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，講師。E-mail:liuxiongfei2002@sina.com。

2010年11月12日。

責(zé)任編輯:張 玉。

Intelligent furniture can be classified into two major types，green materials and body care equipment，according to its effect on the sound development in body and mind of occupants，and it can also be classified into three types，panic equipment，guarding devices and alarm system，according to the types of emergency.The effects of intelligent furniture on occupants are studied during the realization of intellectualization by the analytic hierarchy process and virtual reality technology.Some possible difficulties are estimated.