大向聊智能:智慧空間的場景智能

2023-06-09 18:00:12    編輯: robot
導讀     當用戶提全屋智能家居需求、智慧空間項目需求時,通常會提出智能化水平能力問題,智能化業界也普遍以智能化技術應用水平來衡量某個項目,那么,我們應該如何定量地描述一個空間的智能化能力呢?大向認爲,...

    當用戶提全屋智能家居需求、智慧空間項目需求時,通常會提出智能化水平能力問題,智能化業界也普遍以智能化技術應用水平來衡量某個項目,那么,我們應該如何定量地描述一個空間的智能化能力呢?大向認爲,我們可以用基礎智能和增強智能這兩個智能化能力標尺來衡量,達到基礎智能的,就可以稱爲基礎智能的智慧空間(全屋智能家居)、達到增強智能的,就稱爲增強智能的智慧空間(全屋智能家居)。可以說,目前市場面銷售的全屋智能家居產品,以及已經部署安裝的智能家居系統,80%以上都是基礎智能,基礎智能的應用是相當廣泛的,而增強智能只佔到了不到20%,還有很大的發展空間。本文就由大向來和大家聊聊場景智能(增強智能)。
    
增強智能又稱場景智能,是智慧空間內區分基礎智能的另一種智能形態。場景智能是指那些作用於智慧空間的標准單元、提供精准定量的人居環境服務的設備系統的功能體現,場景智能在空間內具有不均一、核心集中、時序性強的特點。並不是每個空間都需要場景智能,只有那些有特定的休闲享樂需求的空間才需要設計和部署場景智能,一個空間內有可能沒有場景智能,但通常有基礎智能,場景需求提出後,該標准單元除了需要基礎智能,還需要場景所需要的增強智能。基礎智能具有標准化、通用化的特點,而場景智能則具有個性化、定制化的特點,通常場景越多、就意味着場景智能越多,標准單元越多。
一、場景智能作用於智慧空間六要素
    
所有的智能化技術手段都是作用於智慧空間的六要素的,即“大向智慧空間要素模型”中提到的光、空氣溫溼度/風力/空氣顆粒物、聲音、電磁波、電源、視覺影像等六種要素,屬於智慧空間的核心要素。智慧空間系統如何讓這些要素更好的匹配、供應、分配、組合、變化,並關聯控制好相關產品和服務,才是智能的關鍵所在。基礎智能、增強智能,以及未來的超級智能,在要素這種資源條件和關聯產品服務供應速度與效率、顆粒度、精准度、交互流暢度方面是有差別的,最終讓空間人們獲得的場景體驗感受的美好度也是不一樣的。場景智能與基礎智能一樣,都是作用於智慧空間六要素上的。

二、智慧空間的場景智能與要素的關系
    
大向認爲,場景智能是指那些作用於智慧空間的標准單元、提供精准定量的人居環境服務的設備系統的功能體現,場景智能在空間內具有不均一、核心集中、時序性強的特點。在大向給出的“智慧空間場景智能指引”中,介紹了場景智能對智慧空間六要素的使用和控制的具體表現:
1
、光。場景智能對自然光不僅進行引入/阻止這種控制,還需考慮光強度、光通量、光照時長的計算,可以將智能化控制方式作用於門、窗、窗簾上並實現精確的开合度與陽光遮蔽百分比的控制,典型產品包括、智能窗、智能遮陽(電動窗簾),場景智能採用的電動窗簾要求對开合幅度進行精准控制,能實現對室外陽光的定量引入以及按時序漸次變換亮度的效果;場景智能對人造光進行开關變量控制和調光控制,場景智能中對人造光的智能控制,或者說智能照明控制的形式是多樣的,照明電源开關的控制可以與調光控制分離,也可以集成到產品中一次實現。智能照明系統可以調光強度、調色溫、調RGBW彩色的調光操作,甚至一些特定照明應用的產品還能對光束角、照射角度、焦距等進行智能化的參數調試。場景智能的智能照明保留有基礎智能的所有屬性,可以實現全开全關、定時开關、指定區域开關、依時序开關這樣的區域場景和時序場景,更有色彩豐富、細膩、柔性和表現層次感、藝術性的調光場景,典型產品包括可調光的智能照明开關(可連接非智能的燈具)、可連接到智慧空間系統支持第三方調光控制的智能照明產品、智能照明場景开關等,按結構特性分吊燈、吸頂燈、落地燈、壁燈、台燈、筒燈、射燈、軌道燈、沐浴燈(浴霸)等。是否具備智能調光功能是場景智能和基礎智能的主要區別。
2
、空氣溫溼度/風力/空氣顆粒物。場景智能與基礎智能對空氣溫溼度/風力/空氣顆粒物的控制能力是基本相同的(但不再使用只能开關量控制的環境電器產品),可以對空間溫溼度進行控制、可通過設備產生人體皮膚可感知的風力,可對空氣中懸浮顆粒物進行吸收清除。典型產品包括智能空調、連接中央空調主機的智能溫控器、智能新風機或者智能新風系統。場景智能對空氣溫溼度/風力/空氣顆粒物發生作用時,要求不僅有开關量控制,還必須有定量精准控制,典型產品就是溫控器,可以精准設定目標溫度進行控制。場景智能對空氣溫溼度/風力/空氣顆粒物的人機交互界面可體現在智能空調开關面板、智慧環境开關面板上,這種空氣環境控制通常以开關指令或者直接給出目標數值進行控制(例如打开空調,調到24度、風力最大),或者關聯到一個場景中進行聯動控制(例如夏天回家模式啓動,客廳空調關聯打开調到24度),空氣環境系統控制本身一般不設定場景模式。
3
、聲音。場景智能對聲音控制管理更加精准和細膩,或者說效果更震撼逼真。體現在以更強大的聲學器材更好地分配和管理人造聲(主要是音樂,以及人說話的語音),在智慧空間內設計部署聲學系統產品的通常稱爲音響,是包含了音源播放、功放、多支喇叭、音頻线等設備與线材的系統,需要現場擴音或者錄音的場合還有專業拾音/麥克風、聲卡、調音台、直播設備等。典型產品包括全宅背景音樂、2.1聲道的專業HiFi音響、5.1聲道家庭影院、7.1.4全景聲定制影院。影院系統的音響系統通過與視頻播放系統組合出現。
4
、電磁波。空間內的電磁波有無线電波、微波、紅外线、可見光、紫外光、X-射线和伽馬射线等。智慧空間的場景智能對電磁波的應用與管理與基礎智能基本相同,包括根據需要部署安裝用於連接智能家居設備的無线網絡(藍牙/藍牙MESHZigBee5GLoRa)、以及用於便捷與移動上網的WiFi無线網絡。典型產品包括無线網關、無线路由器、中繼器等,相應的智能產品及人機交互終端需要內嵌無线收發模塊。紅外學習遙控器及紅外轉發網關由於無法確知受控產品的开關與運行狀態,只能屬於基礎智能產品,場景智能不再採用紅外學習與紅外轉發產品。關於有线網絡連接,當空間追求更穩定可靠的連接時,可以在空間內設計部署有线網絡系統,站在智慧空間要素的角度,我們可以重新理解無线網絡和有线網絡的關系,在一個智慧空間中,無线網絡是必然的,優先的,有线網絡是替代品,或者說是一個升級形態。
    
電磁波管理還有一類特殊的產品,屬於代位管理,既人類的感官系統不能感知這些電磁波,但各類傳感器可以,這些傳感器代替人類(或者說延展人類的感官系統)來獲取空間的電磁波信號,達到對空間狀態監測的目的,尤其是監測是否有安全隱患(火災、盜搶、水浸、燃氣泄露、有害氣體超標)和人、寵物的行動軌跡。典型產品包括煤氣/天然氣泄漏探測器、煙感探測器、水浸探測報警器、門磁感應器、玻璃破碎探測器、毫米波雷達人體傳感器等,監控攝像頭這樣的視頻監控類產品也同時集成了紅外傳感器等傳感器功能。
5
、電源。電源不僅爲智慧空間系統提供能源供應支持,保障系統的正常運行,也爲智慧空間中的基本工作生活、場景功能需要的大小家電提供能源供應,場景智能除了包含基礎智能的功能外,還有電能和精准分配管理以及能源管理,表現在其一:分配與管理用電設備所需的220V交流電源插座及直流電源模塊接口,並對這些電源插座進行聯網的智能控制。其二:通過能耗監測計量模塊對實時電能消耗進行記錄、顯示、計算、分析,並通過能源管理系統對用電設備進行優化管理,例如公共建築的建築能源管理、住宅內的家庭能源管理,並在此基礎上進行碳排放計算和制訂碳管理策略。
6
、視覺影像。一個空間內的視覺影像我們可以簡單地劃分爲兩種:第一視角影像和空間內播放的視頻影像。場景智能包含視覺影像的兩種形式。
    
在大向看來,第一視角影像在智慧空間有三種應用場景,場景智能可以讓人借助MR增強現實頭顯設備觀看本地智慧空間並通過這種設備進行實時操控,也可以讓人借助MR增強現實頭顯設備連接外地經授權的智慧空間並通過這種設備進行實時操控,甚至可以讓人通過這種設備進入元宇宙和虛擬世界對智慧空間設備進行實時操控,前兩種屬於增強現實應用場景,第三種屬於虛擬世界的應用場景。
    
第一種場景還有一種衍生形態,那就是數字人以第一視角觀看本地智慧空間並通過這種設備進行實時操控,這時由於非自然人處在智慧空間,沒有來自身體感官系統的感知數據,就需要把智慧空間系統人機交互界面和要素數據(光、空氣溫溼度/風力/空氣顆粒物、聲音、電磁波、電源、視覺影像)交給數字人。
    
要實現第二種場景,就需要在目的地智慧空間架設第一視角的實景/全景攝像頭,並且把目的地相關的智慧空間系統人機交互界面和要素數據(光、空氣溫溼度/風力/空氣顆粒物、聲音、電磁波、電源、視覺影像)傳送到連接請求方,這相當於目的地智慧空間在連接請求地復制/再生。“有了MR增強現實頭顯+智慧空間系統的這種技術組合,讓我們穿越空間成爲現實”,大向這樣描述智慧空間的未來應用前景。
    
場景智能還包括空間內播放的視頻影像,無論是以平板電視投影儀這種大屏幕方式,還是以牆面帶屏开關、場景交互屏,甚至以智能手機和PAD這種方式推送播放給人眼觀看的視頻(以及關聯讓耳朵聽見的音頻),都是人類主動投放到空間內的視頻影像內容,其最終又以人眼捕捉並發生互動反饋而告一段落。這種主動投放的視頻影像通常出現在家庭影院播放、視頻會議、遊戲畫面呈現、安防監控攝像頭的實時畫面顯示與錄播內容回放,以及一些爲了裝飾空間和配合場景需求的動態畫面顯示和彩光氛圍配合。典型產品包括平板電視、投影儀、激光電視、帶屏智能开關面板、帶屏智能主機、魔鏡、冰箱等智能家電的交互顯示大屏。視覺影像通常與聲音組合在一起出現,例如家庭影院系統、視頻會議系統、安防監控系統等。
    
出入口/門禁通道的智能管理,尤其住宅空間內的智能鎖、智能貓眼、智能可視對講產品,它是滿足人的安全需求,從智能家居概念提出开始就列入到主要功能裏面,對於智能鎖這種產品,由於有視頻影像的採集,使用了生物識別傳感器(指紋、虹膜、掌紋、人臉),並且記錄、保存、傳輸甚至識別影像畫面,對視覺影像要素的運用,放在安防監控系統一起進行智慧空間設計。

    視覺影像在場景智能的應用不僅形態多樣、產品豐富,還由於與AIGPT、大模型、增強現實、元宇宙、虛擬現實的發展直接關聯,充滿想象和創新創造機會。

三、智慧空間增強智能的主要功能
   智慧空間的場景智能包括智能遮陽、智能調光照明、智能溫控、智能影音、特定電器與電子設備控制、人機交互六個方面,爲方便記憶,大向用“陽光溫音電交”六字來簡稱。具體功能特點如下:
   
第一、智能遮陽俗稱電動窗簾。在公共建築與住宅內,智能遮陽系統/電動窗簾的首要作用就是定量管理部署區域的陽光,通過安裝在牆面窗戶或者天花頂棚等位置,讓進入空間的太陽光的照射角度、照射強度、照射時長發生改變,並通過內外簾材料的光學藝術呈現,營造符合一些場景需要的光環境。當然,智能遮陽系統/電動窗簾還具有視覺遮擋、保護隱私等用途。在智慧空間設計中,對於長時間陽光照射的室內空間,例如辦公室、會議室、客廳、臥室可考慮設計部署智能遮陽系統。酒店客房、公寓房間爲了與相鄰建築與室外形成視覺隔斷和保護隱私(哪些這個房間朝向是背陰的,沒有日照機會),也可考慮設計使用智能遮陽系統。所以,智能遮陽系統是否設計到一個智慧空間中,有兩個先決條件,要么該空間的日照時長較長且窗外未受遮擋日照強烈,要么該空間需要對窗戶進行視覺遮擋與隱私保護,如果沒有這兩個先決條件,一個背陰朝向的空間是不應該設計智能遮陽系統的。
    
二、智能調光照明。場景智能中的智能調光照明與基礎智能的智能照明是有區別的,智能調光照明可以對光源的色溫、亮度甚至RGBW色彩、光束角等參數進行設置改變,並可通過人機交互方式來調整這些參數來配合空間場景模式的要求。基礎智能中的智能照明只能對照明電源的开關進行控制,沒有調光能力。
    
三、智能溫控。這是以滿足空間內人們活動的溫溼度與空氣流動需求而部署的環境系統,是指對室內空調的智能控制,通過把室內空調機的控制信號接入到智慧空間系統中實現網絡控制來完成,最常見的有智能溫控器。新風系統、地熱採暖水暖等暖氣系統也屬於智能溫控的範圍。智能溫控可控的環境要素包括空氣溫度、溼度,新風系統中還需要關注PM2.5指標。場景智能中的空調控制不可以採用紅外遙控學習轉發方式,因爲這種控制結果不可保證。
   
四、智能影音。這是以滿足人們欣賞高保真音樂、觀看電影及K歌的個性化需求而設計部署的專業影音系統,包括全宅背景音樂、2.1聲道的專業HiFi音響、5.1聲道家庭影院、7.1.4全景聲定制影院等。智能影音通常會在客廳、書房、臥室、影音室等空間設計部署。
    
五、特定電器與電子設備控制。這是將場景模式中涉及的相關電器,包括大小家電、電子設備等連接到智慧空間系統中,根據場景模式需求進行开關操作甚至調制所需的參數。在品茶模式下,除了“陽光溫音電”的控制外,還需要打开自動煮茶器开關。

    六、人機交互。這是指在場景模式中使用多種便捷靈活甚至更逼真、更具娛樂性和遊戲性的交互方式,不僅包括傳統的物理按鍵开關控制、觸屏控制,還有語音交互控制、手勢控制、腦電波/意念控制,以及新興的MR增強現實頭顯交互控制、數字人代理控制等。人機交互技術與產品的不斷創新和迭代讓人與智慧空間的交互與交流變得更生動有趣、更具想象空間。







標題:大向聊智能:智慧空間的場景智能

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