物聯(lián)網(wǎng)影響下的潛在家居“空間-行為”特征

姚妍華（清華大學美術學院， 北京 100084）

1 物聯(lián)網(wǎng)概念與應用

物聯(lián)網(wǎng)技術與概念在當下的應用十分廣泛，從通過移動電話網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)全球自然災害的監(jiān)控及災民保護，到通過城市智能電子監(jiān)控連接網(wǎng)絡激勵智慧城市的發(fā)展。繁多物聯(lián)網(wǎng)的技術研發(fā)、倫理論述和產(chǎn)品開發(fā)表現(xiàn)出其在當今社會的應用多樣性，同時也反映出物聯(lián)網(wǎng)概念的不穩(wěn)定性與復雜性。狹義上，物聯(lián)網(wǎng)指通過在物體中嵌入射頻識別(Rradio Frequency Identification ,RFID)等信息傳感設備，利用無線通信技術使現(xiàn)實世界中的物體與互聯(lián)網(wǎng)融通，共同組成一個智能化網(wǎng)絡。廣義上，物聯(lián)網(wǎng)指通過無線網(wǎng)、電信網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)將人與人之間的連接擴展至人與物、物與物之間。與狹義物聯(lián)網(wǎng)概念有關的論述和研究主要圍繞技術和應用展開，包括智慧空間、上下文感知、用戶信息識別、地理定位等，但與廣義物聯(lián)網(wǎng)概念直接相關的論述相對匱乏。物聯(lián)網(wǎng)的概念在 IBM Research、Google Brain Team 或是Deepmind一類國際前沿的研究機構中，相比人工智能、深度學習、量子計算、數(shù)據(jù)開發(fā)與建模等關鍵詞被引用概率明顯低，但根據(jù)各研究機構所從事的具體科研工作中可以發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)概念逐漸演變成為技術實踐與研究的底層肌理。Kim 等[1]在 2015 年預測 2020 年除智能電話外的互聯(lián)設備數(shù)量有 80 億臺，其中家庭設備占其總數(shù)的 46.3%，家庭居住空間是物聯(lián)網(wǎng)關鍵的實踐與研究場合[2]。智能家庭是物聯(lián)網(wǎng)應用的主要領域之一，在近 5 a 中兩者的技術關系才逐漸顯現(xiàn)，即可連接至互聯(lián)網(wǎng)且可通過應用遙控的新智能設備以產(chǎn)品形式進入家庭的過渡期[3]。在此之前，早期的智能家居研究與試驗更多關注智能家庭設備的研發(fā)、用戶數(shù)據(jù)采集的方式、本地與外界交流的效率等技術，以及居住公平性、老年人醫(yī)療、用戶行為特征分析等問題。家居物聯(lián)網(wǎng)技術的應用構想出現(xiàn)在 20 世紀末至 21 世紀初的地產(chǎn)開發(fā)和學界，例如1998 年愛丁堡的 Edinvar Housing Association 就提出了Dwelling House 的概念，項目提出了對生活周期性場景、自動啟動設備、健康與活動檢測等方面技術應用的概念。2002 年 University of Texas 進行的 MavHome 項目以建立具有理性思維、預測用戶移動與活動、最小化“居住者”操控成本的以“時間-活動”場景識別為基礎的智能家庭環(huán)境。MavHome 雖然展開了跨專業(yè)技術，包括人工智能、多媒體、移動電腦和機器人，但卻未能實現(xiàn)多人信息感知的顯示需求[4]，也就是在復雜、真實的家庭環(huán)境中多用戶的場景未能得到解決。家庭組構的復雜性是傳統(tǒng)智能家居未能解決的問題。這一點從現(xiàn)代相關技術研究中也能得到證實，對用戶個性化特征信息的提取、識別以及機器自學習的技術研發(fā)具有相當?shù)奶魬?zhàn)性。王平泉 2018 年的論文[5]中提出，現(xiàn)有的例如樸素貝葉斯分類等機器學習方法雖然能夠較好地獲得用戶行為精度，但卻因其離線計算方式，導致時效性較差，難以應對用戶行為的變化。根據(jù) Alam 等[6]通過對大量智能家居研究和試驗的調研總結，認為未來的家居環(huán)境將需要實現(xiàn)所有服務的互相連通，同時，人們將在家中度過更多的時間。但同時 2012 年智能家居所面臨的問題是對復雜家庭生活所產(chǎn)出的大量突發(fā)、多變的數(shù)據(jù)處理，因此需要借助增加傳感設備已完成更為全方位的家庭活動識別與捕捉。王毅等提出“智能家居就是一種最為常見的物聯(lián)網(wǎng)”[7]。一方面，物聯(lián)網(wǎng)概念的廣泛使用符合上文所明確的物聯(lián)網(wǎng)并非是技術名稱，另一方面，也提示了物聯(lián)網(wǎng)在各領域的應用可行性和必要性。因此，在對家居空間內(nèi)部的行為模式特征進行提煉時，也應重視家庭成員作為個體對象在全局空間中的社會活動。第一，人的自然活動方位應給予充分的考慮，而非僅針對人在家庭空間“紅線”內(nèi)的行為模式；第二，家庭行為模式應作為整體行為對其進行局部觀測。

2 家居空間中的“空間-行為”關系

物聯(lián)網(wǎng)技術影響下家庭“空間-行為”觀察不應只局限于室內(nèi)、室外二元對立關系機制，而應將物聯(lián)網(wǎng)影響下“空間-行為”的考察范圍擴展至家庭的行為的所有輻射范圍。家庭居住的室內(nèi)空間應作為個體行為延綿中的重要考察節(jié)點來對待。英國新中產(chǎn)階級人口入住工人階級連排房時，新的行為模式也從中衍生。行為模式包括了改變房屋與街道的關系、室內(nèi)物品的擺放、特定房間中的指定活動以及飲食習慣等[8]。從家中一系列瑣碎的收藏品，例如家族合影、書籍、瓶瓶罐罐、玩具、廚具等，到整體房屋與街道的界面關系—出入口、窗戶位置與數(shù)量、與街道的距離等，都可以被作為分析與論述行為演變的關鍵。宏觀社會空間與微觀住宅空間內(nèi)部尺度都是討論居住行為的背景，兩個領域各自與居住行為都具備呼應關系[9]。

2.1 生活方式下的物聯(lián)網(wǎng)概念分析

根據(jù)宋立民 2018 年的論文生活方式定義[10-11]進行了可視化梳理，建立了生活方式坐標軸作為分析物聯(lián)網(wǎng)進入生活方式的表征特征，如圖1 所示。由圖1 可知，生活主體的行為模式（習慣）在整體框架中位于中心位置，并且其周圍的生活方式內(nèi)容如家居空間、活動場景（條件）、生活消費，也是物聯(lián)網(wǎng)技術實踐的主要內(nèi)容。同時，三種生活方式內(nèi)容分布在廣義-隱性、狹義-隱性和狹義-顯性 3 個區(qū)域內(nèi)，與上文總結物聯(lián)網(wǎng)技術應用特征相呼應，即物聯(lián)網(wǎng)通過實現(xiàn)物-物相連與普適計算建立的信息虛擬空間具備“廣義-隱性”特征，雖然不以物質形態(tài)顯現(xiàn)，但卻廣泛覆蓋每日生活，其最為顯著地表現(xiàn)為生活消費方式、消費品、消費人群特征的轉變。物聯(lián)網(wǎng)的狹義屬性主要體現(xiàn)為目前主流的技術手段，通過將感應設備嵌入物體以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的收集、存儲、分析、傳輸。其隱性屬性體現(xiàn)在家庭生活場景中，例如進餐、學習、洗漱、睡眠等場景，包含了空間及其中行為；其顯性體現(xiàn)在具體家庭設備、家居、陳列品等在家庭中的排列、擺放方式，也就是家庭空間。

圖1 生活方式背景下的物聯(lián)網(wǎng)影響

物聯(lián)網(wǎng)對于人生活方式在短期內(nèi)的改變主要發(fā)生在家居空間尺度上，而對于處于坐標軸外圍的生活方式內(nèi)容的影響則更傾向需要較長的時間。無論是社會空間或是宏觀生存、生活內(nèi)涵，還是生活方式主體，即人本身在短期內(nèi)受到物聯(lián)網(wǎng)技術而發(fā)生本質改變的概率較低。同樣，日常生活的衣、食、住、行、閑本質受物聯(lián)網(wǎng)技術或是概念的影響而產(chǎn)生變化相比物質空間本身、消費方式或是活動場景而言，其過程都較為緩慢。例如對于物聯(lián)網(wǎng)技術相關產(chǎn)品或設備的購買、安裝等實際操作過程都是快速的，當這些產(chǎn)品、設備進入家庭后產(chǎn)生的物質環(huán)境也將直接提供不同的生活場景，但是人在其中行為模式的形成卻不是在短時間內(nèi)就可形成。一方面，人的生理肢體局限性了人在進行穿衣、進食、居住、運動時的動態(tài)形式；另一方面，行為主體的整體性行為及心理形成行為模式。因此，行為模式的改變難以在短期內(nèi)完成，即便物質和抽象空間的改變可以是瞬時的，但其中人的行為模式改變卻需要相當長的時間。這與傳統(tǒng)認知有一定差異。傳統(tǒng)認知即物質空間因其材料的限制通常比行為模式的改變要緩慢，而物聯(lián)網(wǎng)技術以小尺度的物質實體進入家庭生活，改變了室內(nèi)的物品擺放與序列關系，使家居空間被改造，以難以被察覺的方式為行為模式變化提供了條件。

2.2 在現(xiàn)代家具空間中的物聯(lián)網(wǎng)實踐

在對家居室內(nèi)空間進行分析時可以考慮以不同房間作為原點，從而得出不同的拓撲深度關系[12]。本文根據(jù)現(xiàn)有的在售物聯(lián)網(wǎng)智能家居技術產(chǎn)品，對 2017 年深圳市某優(yōu)化的戶型方案進行空間、功能拓撲關系進行分析，如圖2 所示。

圖2 空間與功能拓撲深度關系對比分析樹狀圖

首先對現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)智能產(chǎn)品進行使用場景分類。其次明確其在家居空間中的使用特點。最后討論分類特點在生活中對用戶行為產(chǎn)生影響的情況。

圖2 首先根據(jù)物質空間（房間）為背景分析了空間的拓撲關系。以客廳/餐廳空間、主臥及廚房為例作為起始點，表示用戶從 3 處出發(fā)前往其他房間時所需要的深度步數(shù)。該項目 2017 戶型優(yōu)化方案報告顯示餐廳/客廳空間時最重要的功能區(qū)，承載了全家多時段的應用需求。因此，在戶型設計上采取了具備視覺延展性的長條形空間，從空間拓撲關系分析中也可以看出該空間與其他空間的往來深度為 1，即最淺的步數(shù)關系。然而，客廳/餐廳空間的長方形態(tài)將功能置于線性排布，功能分區(qū)拓撲關系分析結果與以房間為基礎進行的拓撲分析結果有所區(qū)別，從烹飪功能區(qū)前往進餐區(qū)域的深度步數(shù)為 2，前往客廳區(qū)域的深度步數(shù)為 3。物質空間形態(tài)對于功能拓撲關系的改變有一定影響，其通過對家中物品擺放形式的限制和鼓勵組構不同的功能布局關系，該物質環(huán)境是空間用戶行為的基本框架[13]，成為行為模式的空間投射。物聯(lián)網(wǎng)智能家庭設備具有情景系統(tǒng)特點，即在一個功能場景中的設備互聯(lián)功能。目前在售的產(chǎn)品種類也體現(xiàn)出了該特點，例如 Samsung 以廚房場景為基礎的Family Hub 及其相關產(chǎn)品設備。場景體系為上述所說基于每日生活場景的家庭用品、設備的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，因此該類產(chǎn)品通常擁有相對固定位置；生活背景類包括例如燈光、暖氣、熱水器等對全局家庭空間活動條件進行控制的產(chǎn)品，其沒有規(guī)定擺放位置，通常擺放于視線范圍外或以裝飾性物品的形式出現(xiàn)在家庭空間中；普適設備為不基于特定應用場景，根據(jù)用戶需要可被安排在任意位置的家庭設備，例如電視、臺燈、加濕器等；健康相關類產(chǎn)品以與人體的規(guī)律性接觸為條件對物聯(lián)網(wǎng)智能產(chǎn)品進行分類，包括體重秤、體溫計、智能跑步機或藥盒等。

3 家居空間設計的回應

行為模式作為室內(nèi)設計系統(tǒng)的重要研究對象之一，是否會因物聯(lián)網(wǎng)智能技術進入家居空間而產(chǎn)生變化？從上文的淺析中可以對該問題進行一定程度上的回應。截至目前，物聯(lián)網(wǎng)智能產(chǎn)品的研發(fā)與銷售仍然依賴現(xiàn)有的生活場景體系，而生活場景體系則通常依托于一個較為固定的家居場所，場所的建立除空間私密性外還來源于家具、設備、物品的聚集。技術進入每日家庭生活的條件因依然是現(xiàn)有的家居空間，對于用戶行為模式的改變較為有限，最為明顯的改變之處體現(xiàn)在對物聯(lián)網(wǎng)智能家庭設備的控制動作，包括語音喚醒、與智能移動設備的動作互動（點觸式）以及對家庭空間外部進行遠程監(jiān)控。雖然家居空間和家具及其他設備的外觀、功能內(nèi)涵上相比變化較為有限，以物聯(lián)網(wǎng)信息技術為核心機制進行的家庭室內(nèi)設計、家具設計、陳列設計的需求較低，但是并不否認物聯(lián)網(wǎng)技術對于行為模式的潛在長期影響將對家庭環(huán)境的各種設計機制產(chǎn)生動搖。第一，物聯(lián)網(wǎng)家居空間技術目前仍存在研發(fā)-應用的強連接關系，即在給定的使用場景中進行技術革新。這樣的局限來源于目前物聯(lián)網(wǎng)的基礎概念和技術。物聯(lián)網(wǎng)的構成需要在現(xiàn)有物質環(huán)境中嵌入傳感器，并通過傳感器間的信息傳輸實現(xiàn)信息網(wǎng)絡，因此現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)信息空間與現(xiàn)實物質空間的形態(tài)相似度較高。然而伴隨語音、固定動作控制行為頻率的增長，家居空間內(nèi)的移動必要性將被要求精煉，即操作性動線也許面臨消失。家庭生活中需要滿足基本生活需求的移動，例如開燈、關火、訂購食材、晾曬衣物的動作頻率下降，而這部分動作所需要的時間也許會用于其他行為的動作，于是在被規(guī)定的 24 h 中，行為模式組成的比率將發(fā)生變化，隨之而來的也許是承載 24 h 生活行為的物質空間的改變。第二，智能家居的傳統(tǒng)思維將家庭空間與家庭外部空間進行了技術概念完全隔離，這一點與物聯(lián)網(wǎng)概念有所沖突，根據(jù)物-物相連的概念，物聯(lián)網(wǎng)不應被定義為只應用于某一尺度的空間，這樣被賦予限定的研究具有一定風險?，F(xiàn)有的家庭居住文化與空間關系的研究背景主要是西方住房情況，且研究時期圍繞 20 世紀末期的房屋空間展開，但對于公寓住宅空間的生活活動問題研究的不充分，公寓樓室內(nèi)公共空間，例如走廊、電梯間、樓梯間、大堂等灰色空間雖然是連接家庭內(nèi)外的重要過渡空間，但卻未被每日生活文化的研究包括在其中。

4 結 語

物聯(lián)網(wǎng)概念與智能家庭、智慧城市等重視物質空間尺度的概念機制不同，其嘗試建立物質環(huán)境的全局整體性認知背景。因此，家庭一方面可以作為一個整體被進行觀察，同時也應作為全局的局部以實現(xiàn)基于生活行為模式跨尺度的觀測。物聯(lián)網(wǎng)技術下的家居空間、生活消費、生活場景與行為模式的關系將產(chǎn)生變革。基于此，一方面，家居空間形態(tài)對家庭功能的拓撲關系有一定影響，而家庭功能的連續(xù)性則影響了家庭生活行為秩序。物聯(lián)網(wǎng)并非直接對家居空間進行改造，而是通過將物聯(lián)概念植入生活場景，從而實現(xiàn)家居空間的物聯(lián)化。另一方面，基于現(xiàn)有生活場景銷售的物聯(lián)網(wǎng)智能產(chǎn)品符合現(xiàn)有家庭生活行為模式，因此物聯(lián)網(wǎng)通過家居物質環(huán)境對于行為模式的改變十分微小，但卻增加了控制行為在整體生活行為中的比例。最后，結合上文對物聯(lián)網(wǎng)對家居空間影響的特征即 2017 年深圳某優(yōu)化戶型的空間分析，得出了對相關的家居空間設計的回應。物聯(lián)網(wǎng)的技術概念引發(fā)了空間尺度在認知和設計實踐突破性思維，激發(fā)了從人體內(nèi)部的微觀尺度到城市宏觀尺度的關聯(lián)潛力，以及建立在該認知上的行為模式構架。環(huán)境的創(chuàng)造應以支持人們活動與生活方式為目的，因此其物質形態(tài)應該對活動有所回響[12]。物聯(lián)網(wǎng)技術對家居空間的影響以行為模式對空間進行再構成，這種構成基于宏觀居住空間擴展了家庭生活的考察范圍，借助家庭生活場景的概念對家居物質環(huán)境進行重新梳理，以明確行為模式與家庭生活更為詳實的關系。