魏永俠，韓超艷，郭旭俠

（寶雞文理學(xué)院機械工程學(xué)院，陜西 寶雞 721016）

中國在2011 年出臺的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”規(guī)劃》中提出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的12 大重點應(yīng)用領(lǐng)域，其中之一就是智能家居[1]。家居產(chǎn)品從過去的滿足溫飽、解決生存基本問題到如今已然向著科技化、智能化的方向快速發(fā)展。

智能家居較傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品，可以給人們帶來更加快捷、安逸、綠色、舒適的用戶體驗。然而，作為一個新興產(chǎn)業(yè)，中國智能家居產(chǎn)品的研究特征并不清晰。本文對中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域所發(fā)表的相關(guān)研究文獻進行檢索與整理，分析其研究現(xiàn)狀、研究不足與薄弱部分，預(yù)測未來研究趨勢，希望為之后的中國智能家居產(chǎn)品的設(shè)計及研究工作提供一定的指導(dǎo)與參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)的可視化分析是在大數(shù)據(jù)處理平臺的基礎(chǔ)上，將目標(biāo)數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)數(shù)據(jù)要素轉(zhuǎn)化為更易識別、更直觀的圖形模式，使人們可以更直觀、更全面地從不同角度得出數(shù)據(jù)背后的實質(zhì)[2]。本文應(yīng)用CiteSpace軟件對中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域相關(guān)發(fā)文的作者、單位、關(guān)鍵詞等進行可視化分析。

以中國的智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究為主體對象，數(shù)據(jù)來源為中國知網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫，并采用高級檢索，主題設(shè)置為“智能家居”AND“產(chǎn)品設(shè)計”，時間設(shè)置為2011-01-01—2022-12-31，檢索條件設(shè)置為“精準(zhǔn)”，選擇期刊數(shù)據(jù)庫，期刊來源設(shè)置為“全部期刊”。共檢索出中文學(xué)術(shù)期刊文獻157 條，經(jīng)過去重及刪除不相關(guān)條目，最后得到有效文獻140 篇。

2 中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究總體特征

2.1 發(fā)文數(shù)量分析

中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計年度發(fā)文量分布如圖1 所示。從圖中可以看出，在研究期限內(nèi)，發(fā)文數(shù)量逐年增長，特別是從2014 年開始增勢明顯。2011—2015年間發(fā)文數(shù)量較少，2016—2017 年間增長加速，2018年稍有回落，但在2019 年發(fā)文數(shù)達到最高，2020 年數(shù)量雖有減少，但整體上依然呈增長趨勢。

圖1 中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計年度發(fā)文量分布圖

2.2 發(fā)文作者與合作情況分析

在研究期限內(nèi)發(fā)文最多的是南京林業(yè)大學(xué)的高娃，共計發(fā)文4 篇，另外有11 位作者發(fā)文量為2 篇，可見該領(lǐng)域的研究作者分布比較分散，沒有產(chǎn)生高產(chǎn)作者群。

在CiteSpace 軟件中，設(shè)置Node Types 參數(shù)為Author，可以對發(fā)文作者及其合作情況進行分析。時間切片設(shè)為1 年，得到節(jié)點176 個，連線89 個，節(jié)點和字號越大意味著該作者發(fā)文越多，連線說明多個作者間有共同發(fā)文，如圖2 所示。從圖中可以看出，該領(lǐng)域研究中作者合作很少，其中陳果、花士林、陳雪嬌合作最多，在該領(lǐng)域共同發(fā)文2 篇。

2.3 發(fā)文單位與機構(gòu)合作情況

在研究期限內(nèi)，發(fā)文數(shù)最多的機構(gòu)是南京林業(yè)大學(xué)，共發(fā)文11 篇，武漢工程大學(xué)、長春理工大學(xué)和河北工業(yè)大學(xué)均發(fā)文3 篇。南京林業(yè)大學(xué)注重提高家居產(chǎn)品的智能化水平，增強用戶體驗感的研究；武漢工程大學(xué)和長春理工大學(xué)研究重點在于智能家居產(chǎn)品設(shè)計的理念與方法；而河北工業(yè)大學(xué)側(cè)重從適老化的角度展開智能家居設(shè)計與研究。在CiteSpace 中Node Types參數(shù)設(shè)為Institution，得到如圖3 所示的機構(gòu)合作圖譜，所得節(jié)點數(shù)117，連線數(shù)16，可見該領(lǐng)域研究中發(fā)文單位比較分散，且缺少機構(gòu)之間的合作。

圖3 2011—2022 年中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究機構(gòu)合作圖譜

2.4 關(guān)鍵詞分析

關(guān)鍵詞是文章主要內(nèi)容的凝練，通過對關(guān)鍵詞出現(xiàn)的年份、頻率等信息的分析，可以得到該研究領(lǐng)域的熱點、重要性、受關(guān)注度等。

2.4.1 研究熱點

將Node Types 參數(shù)設(shè)為Keyword，時間為2011年1 月至2022 年12 月，時間切片設(shè)1 年，可得到關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜（如圖4 所示）和高頻關(guān)鍵詞中心度列表（如表1 所示）。關(guān)鍵詞字號越大代表它出現(xiàn)頻率越高，連線越粗意味著關(guān)鍵詞之間聯(lián)系越緊密；中心度數(shù)值越大，表示關(guān)鍵詞受關(guān)注程度越高。圖4中有180 個共現(xiàn)關(guān)鍵詞節(jié)點，391 條連線。從表1 中可以看出，高頻關(guān)鍵詞中心性在前20 位中有5 個達到0.1及以上，分別為“智能家居”“產(chǎn)品設(shè)計”“交互設(shè)計”“用戶體驗”“設(shè)計”，可見智能家居產(chǎn)品設(shè)計、交互設(shè)計、用戶體驗是該領(lǐng)域的研究重點，研究內(nèi)容上較為分散，包含了產(chǎn)品設(shè)計、用戶需求、交互設(shè)計、智能技術(shù)等多個方面。

表1 中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究高頻關(guān)鍵詞及其中心度

圖4 中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜

2.4.2 熱點演化與研究發(fā)展階段

應(yīng)用Timeline 圖譜可以把研究領(lǐng)域的研究熱點按照時間序列進行排列，將同一年份的研究熱點進行聚類集合。通過關(guān)鍵詞聚類可得2 個重要的評價指標(biāo)來反映聚類結(jié)果的好壞。一個指標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)模塊化評價指標(biāo)Modularity Q，數(shù)值范圍是[-0.5，1]，值越大表明社區(qū)劃分效果越好；另一個指標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)同質(zhì)性平均值Mean Silhouette，其值范圍是[-1，1]，值越高表明聚類結(jié)果越好。

圖5 為中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究關(guān)鍵詞聚類圖譜，分析結(jié)果顯示Q值為0.577 2，大于0.3，S值為0.876 2，大于0.7，表明該研究的聚類結(jié)果很好。

圖5 中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究關(guān)鍵詞聚類Timeline 圖譜

另外，研究中應(yīng)用CiteSpace 的Burstness 算法分析關(guān)鍵詞，得到如圖6 所示的關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖，反映某詞語在某個時間段內(nèi)使用頻次大幅增加，形成該領(lǐng)域研究的關(guān)鍵詞術(shù)語。

圖6 關(guān)鍵詞突現(xiàn)圖

結(jié)合圖5 與圖6 的分析結(jié)果，可將中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究的發(fā)展劃分為以下3 個階段。

第一階段為2014 年以前。該階段研究成果較少，是該領(lǐng)域研究的初期階段。從圖5 中可以看出，該階段的研究中“智能家居”關(guān)鍵詞節(jié)點最大，在此基礎(chǔ)上衍生出“產(chǎn)品設(shè)計”“交互設(shè)計”等熱點詞匯，繼續(xù)衍生，又出現(xiàn)了“工業(yè)設(shè)計”“老年人”“傳感器”等研究熱點，反映了這一時期的研究主要在于智能技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用，從而提高家居產(chǎn)品的適用性及智能化水平。

第二階段為2015—2018 年。此階段發(fā)文量有了明顯增長，是中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究的發(fā)展階段。這一時期出臺的《中國制造2025》[3]《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》[4]等相關(guān)政策，為中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計的快速發(fā)展提供了強大的制度保障，成為了強有力支持與后盾。研究主題呈現(xiàn)多元化，出現(xiàn)了“智能照明”“生活形態(tài)”“人性化”等突現(xiàn)關(guān)鍵詞。由Timeline圖譜可見，主要形成了“用戶體驗”“人機交互”“用戶需求”等研究節(jié)點，這表明這一時期的研究更多關(guān)注了人的因素，從用戶體驗、用戶需求、人性化設(shè)計等角度突顯以人為中心的設(shè)計理念，但涉及到的產(chǎn)品載體的類別較為單一。

第三階段為2019 年以后。此階段發(fā)文量迅速增長，進入了深入探索與應(yīng)用階段。2019 年作為發(fā)文最多的年份，出現(xiàn)了“人工智能”“家居”“情境分析”等關(guān)鍵詞，2020 年出現(xiàn)的關(guān)鍵詞節(jié)點有“設(shè)計策略”“情感化”“服務(wù)設(shè)計”等，2021 年出現(xiàn)了“藝智融合”“數(shù)據(jù)分析”“信息技術(shù)”等關(guān)鍵詞，2022 年出現(xiàn)了“智能鞋柜”“情感交流”“未來化”等關(guān)鍵詞。可見該階段的研究包含了設(shè)計需求、創(chuàng)新應(yīng)用、設(shè)計策略、藝智融合等新的主題，研究內(nèi)容更加系統(tǒng)和全面。

3 研究主題與發(fā)展趨勢

3.1 研究主題方向

在關(guān)鍵詞可視化分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，將該領(lǐng)域研究的主題方向歸納如下。

3.1.1 生活形態(tài)與智能家居產(chǎn)品設(shè)計

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普遍應(yīng)用給人們的生活形態(tài)帶來了明顯的改變，這使得智能家居產(chǎn)品的設(shè)計需求也隨之發(fā)生了一定的改變。2016 年，譚嫄嫄等[5]從用戶行為學(xué)、社會學(xué)等方面，研究了家庭生活形態(tài)對智能家居產(chǎn)品發(fā)展及設(shè)計趨勢的影響。在生活形態(tài)方面，較多的研究是基于人口老齡化問題，研究智能家居產(chǎn)品的適老化需求[6-11]。其他生活形態(tài)下的相關(guān)研究數(shù)量較少，但會較為具體的針對特定的生活情境展開研究。例如，韓英師等[12]針對小戶型的家居環(huán)境，展開了多功能智能家居產(chǎn)品布局及設(shè)計的研究?；舸簳訹13]以421家庭模式為例，提出了基于地域文化屬性和特定家庭模式的智能家居產(chǎn)品的設(shè)計思路。

3.1.2 智能家居產(chǎn)品交互設(shè)計

2011 年，陸琬青等[14]將交互設(shè)計理念引入智能家居產(chǎn)品設(shè)計的研究中?！敖换ピO(shè)計”作為關(guān)鍵詞在該領(lǐng)域的研究中首次出現(xiàn)是在2014 年，到了2017 年其使用頻率有了大幅增加。2014 年，熊喜秋等[15]對智能家居的控制面板展開人機交互設(shè)計研究，并通過相關(guān)設(shè)計實踐對研究結(jié)果加以驗證。2017 年，黃群等[16]針對老年人的智能照明產(chǎn)品進行了交互設(shè)計研究；王薇等[17]對智能家居產(chǎn)品交互設(shè)計的操作形式進行了相關(guān)探討；何泰等[18]站在交互設(shè)計的視角，探討了家居產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計原則。

3.1.3 情感化設(shè)計需求

2011 年開始，中國學(xué)者開始了智能家居產(chǎn)品情感化設(shè)計的研究，陸琬青等[14]認(rèn)為智能家居產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)該在情感化設(shè)計、體驗設(shè)計等多種理論的指導(dǎo)下進行；晏鑫[19]、李翠等[20]、黃成源[21]分別分析了智能家居產(chǎn)品設(shè)計中的情感化需求，并結(jié)合設(shè)計案例研究有效的設(shè)計原則和方法；黃瑞等[22]從語義、情感、色彩3 個不同層面出發(fā)，提出了智能家居產(chǎn)品的設(shè)計方法。

3.1.4 技術(shù)驅(qū)動下的設(shè)計革新

智能家居產(chǎn)品設(shè)計在技術(shù)革新及設(shè)計體驗升級的驅(qū)動下得以發(fā)展，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G 平臺、人工智能的發(fā)展，中國的智能家居產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域有了快速發(fā)展。盧菲菲等[23]認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)的導(dǎo)入，為智能家居產(chǎn)品的設(shè)計引入了新的設(shè)計理念，同時為其進一步發(fā)展建立了新的目標(biāo)；陳威龍等[24]應(yīng)用人工智能技術(shù)對“智慧家居”系統(tǒng)設(shè)計中的科技與藝術(shù)共融進行了分析與研究；秦樸潔等[25]、房雅珉等[26]研究了5G 技術(shù)下智能家居產(chǎn)品設(shè)計的設(shè)計需求。

3.1.5 智能家居產(chǎn)品的創(chuàng)新應(yīng)用

智能家居產(chǎn)品從早期的插座、音箱、照明等產(chǎn)品領(lǐng)域開始，到現(xiàn)在覆蓋了智能環(huán)電、運動休閑、廚衛(wèi)、安防等各大領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍越來越廣。從圖5 所示的Timeline 圖譜可見，2021 年出現(xiàn)了“臥室空間”“智能空調(diào)”等多種應(yīng)用，2022 年出現(xiàn)了“氣味識別”“智能鞋柜”“有氧運動”等關(guān)鍵詞。

3.1.6 不同設(shè)計理念的引導(dǎo)

這一主題的研究在中國出現(xiàn)的相對較晚。2017 年，田野[27]基于綠色設(shè)計理念從思想、技術(shù)等層面上研究了未來集成式智能家居產(chǎn)品設(shè)計的意義及可行性；2021 年，姚雯[7]以服務(wù)設(shè)計理念為切入點，提出一種提高服務(wù)質(zhì)量和用戶體驗的創(chuàng)新思維方式，促進老年人智能家居產(chǎn)品由形式的設(shè)計轉(zhuǎn)化到體驗的設(shè)計，使得智能家居產(chǎn)品能夠更好地適應(yīng)中國人口老齡化的問題；同年，李君華等[28]應(yīng)用系統(tǒng)性思維使得智能家居產(chǎn)品設(shè)計中復(fù)雜和模糊的問題得以理清和細(xì)化，并應(yīng)用于實踐。

3.2 研究趨勢預(yù)測

綜合文獻計量分析結(jié)果及中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計宏觀環(huán)境，發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域的研究不足，因此未來可研究的方向有以下4 個方面。

3.2.1 智能家居產(chǎn)品安全性研究

家居產(chǎn)品的智能化是市場的必然趨勢，它給人們生活帶來的改善與便利也是顯而易見的，但智能家居產(chǎn)品也有隱患，其中最大的隱患就是個人信息與隱私問題。中國智能家居產(chǎn)品市場處于快速發(fā)展期，部分技術(shù)尚未成熟，也沒有統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致利用智能家居產(chǎn)品侵犯他人隱私實施犯罪的案例不斷出現(xiàn)，但是前面的關(guān)鍵詞分析中并未出現(xiàn)相關(guān)的詞匯。因此，智能家居產(chǎn)品的安全性研究迫在眉睫，也是目前研究中的薄弱部分，未來可以進一步展開深入研究與探索。

3.2.2 用戶需求研究

從前面的文獻關(guān)鍵詞分析結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，“用戶體驗”“人性化”“適老化”“生活形態(tài)”等關(guān)鍵詞在多個分析圖譜中反復(fù)出現(xiàn)，這些關(guān)鍵詞都反映了有關(guān)用戶需求的問題。在未來研究中，用戶需求依然會是主要研究內(nèi)容，需要根據(jù)國家政策、社會模式、家庭結(jié)構(gòu)等變化進一步細(xì)分人群，借助大數(shù)據(jù)掌握特定、準(zhǔn)確的用戶需求，從而有針對性地展開相關(guān)設(shè)計應(yīng)用。如三胎的開放、應(yīng)對新型冠狀病毒等社會熱點問題都會為智能家居產(chǎn)品的設(shè)計帶來新的用戶需求。

3.2.3 互聯(lián)互通模式

智能家居產(chǎn)品的設(shè)計中需要考慮諸多環(huán)節(jié)，如用戶需求、智能硬件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、軟件界面、智能協(xié)同等，每個環(huán)節(jié)的實現(xiàn)效果及協(xié)同關(guān)系都會影響到產(chǎn)品的功能實現(xiàn)與用戶體驗效果，但是現(xiàn)有相關(guān)研究內(nèi)容較少也不夠深入。因此，未來應(yīng)該打破現(xiàn)有的孤島式模式，推動各環(huán)節(jié)、各領(lǐng)域之間的互聯(lián)互通，強化作者、機構(gòu)、學(xué)科之間的合作，進行資源的整合，探索更好的協(xié)作與互通模式。

3.2.4 集成化/套系化設(shè)計形式

家居類產(chǎn)品設(shè)計中對環(huán)境的適應(yīng)性要求較高，目前家居產(chǎn)品在智能化水平方面的研究有很多，但是傳統(tǒng)獨立化的設(shè)計模式所產(chǎn)生的智能單品在同一家居環(huán)境中使用時依然會出現(xiàn)重復(fù)操作、相互干擾等問題。后面可以從集成化或套系化的設(shè)計模式方面展開研究，從設(shè)計之初就考慮到各功能之間的協(xié)調(diào)關(guān)系，進一步提高關(guān)聯(lián)情境下智能家居產(chǎn)品的整體融合性，提高工作效率，給用戶帶來更好的用戶體驗。

4 結(jié)束語

基于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，對2011-01-01—2022-12-31之間的中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域相關(guān)期刊發(fā)文進行檢索，應(yīng)用CiteSpace 對該領(lǐng)域的發(fā)文作者、研究機構(gòu)、關(guān)鍵詞等進行了可視化分析，確定了中國智能家居產(chǎn)品設(shè)計研究現(xiàn)狀和主題方向，尋找該領(lǐng)域研究中的不足與空缺，預(yù)測未來的研究趨勢。由于數(shù)據(jù)庫在不斷更新，同時分析中可能會遺漏一些關(guān)鍵詞，對熱點及主題的分析有些不夠全面或存在一定的偏差，期望在之后的研究中加以完善和補充。