刘雄飞 王逢瑚

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

智能化家具对居住者影响因素的分析与评价

刘雄飞 王逢瑚

(东北林业大学，哈尔滨，150040)

根据智能化家具系统的影响因素，将对身心健康有影响的因素分为2类，即:绿色材料、保健装置;对突发情况归纳出3类因素:应急设备、防护装置、卫警系统。应有层次分析法、虚拟现实技术，研究了智能化的实现过程中对居住者造成的影响，对可能出现的困难做出了必要的估计。

智能化家具;影响因素;层次分析法;虚拟现实技术;居住者

智能化家具作为一种比较先进的家具模式，它像其他电子产品一样，将家具作为一个载体，把计算机当作载体的中枢神经和大脑，为载体提供技术性指导和智能化信息。通过这种模式，使用的家具会像电子产品一样提供最方便的智能化服务，会模拟人的智能活动过程，实现特定的功能。可以在千里之外遥控家里的家具，也可以通过室内的操作平台来控制全部的智能化家具。目前已经涌现出了一些具有类似功能的家具，如可以打开电视机、接听电话、自动调节角度及带有闹钟功能的智能沙发，可以自动除尘、调节温湿度、根据需要摆放衣服的智能衣柜，这些都将成为不久家具发展的主流方向[1]。

目前，国内外对智能化家具的研究已经涉及到了多个方面，并取得了一定的进展。在这些研究中，有人设计了装有大量芯片及网络接入口的智能化办公桌，可以针对带有不同信息装置的设备进行操作。有人从家具材料的角度提出将自然材料与模拟仿真材料结合在一起，向多元智能化人工材料方向发展的观点。有人从大空间角度研究了多功能家具与灯光照明、防火防腐相兼容的智能化控制系统。纵览当前最主要的研究，应用最多的当属利用计算机技术结合家具材料进行智能化系统的设计与控制，比较前沿的方法是从计算机软硬件两个方面研究智能化实施过程中出现的问题，在硬件方面，研究者多停留在芯片的嵌入技术及家具的自动化上，距离真正的智能化尚存在一定的距离[1]。在软件方面，研究者更倾向于探讨基础概念及在实际中普及的可行性，并没有从社会学的角度真正触及智能化家具给人类带来的影响。鉴于家具智能化的完全普及尚存在一定的困难，对其从多角度进行理性剖析就显得非常重要，同时，在室内建立控制平台对智能家具实现总体化操作也成为一个可以借鉴并行之有效的途径。本研究是从多学科的角度出发，对智能化家具给居住者带来的负面作用进行深度剖析，同时在基于虚拟现实技术的基础上，对家具的智能化方案做出展示、评估、分析及设计，对室内专用的虚拟控制平台进行一定的探讨与研究，并通过实例程序阐明主要的编程思想及操作方法。

1 研究思路

虽然智能化家具的前景非常光明，却不能忽略它们带来的负面影响。对于这些可能产生的不利因素，可以采用层次分析法对其进行分析和评价。层次分析法是一种用于处理复杂决策问题的分析方法，可以把难于量化的定性判断转化为可操作的重要度的比较，较合理的解决了定性问题定量化的处理过程。运用层次分析法可以为智能家具评价体系的建立提供比较客观全面的依据，也为发展智能家具影响因素的评价方法提供了一种新思路。当评价体系确定以后，就可以与计算机技术相结合，针对不同的家具及影响因素建立不同的程序，然后通过控制平台分析不同因素的重要程度，以供用户进行选择[2]。

控制平台除了可以实时提供对不利因素的跟踪和分析，还可以对全局的智能化家具进行监控、调配以及网络虚拟漫游。这个平台提供了一个良好的服务性窗口，可以让使用者进入到虚拟世界中，很方便地操作室内设施与家居用品。

综合以上分析，本研究提出了针对智能化家具不利因素的分析和研究，主要利用层次分析法对因素进行评价，确定其在决策中的重要程度，然后通过虚拟控制平台为使用者提供对应的参考值及解决方案，使他们能在实际应用中加以注意和规划，同时，平台将凭借虚拟漫游技术使居住者无需移动即可对室内的全部家具进行监控和漫游，达到智能化、网络化、信息化的目的。

2 影响因素的分析

家具的智能化不能只专注于智能化的最大程度，还必须考虑到可能造成的影响及相关社会问题，比如使用者的健康情况、心理问题、个人安全、隐私问题等，这些都值得关注。

2.1 影响身心健康的因素

在大量管线、电器及家具包围的智能化环境内，即使每天保持通风，也不能完全排除所有的辐射、异味及含毒气体，这对使用者的健康来说是一个巨大的威胁。因此，家具智能化的一个发展趋势，就是必须采用环保和绿色材料，同时应用各种先进的防辐射及除毒设备，最大限度地降低家具辐射出的有毒物质。从长远的发展来看，无论家具是否实现智能化，都离不开绿色和环保这个研究重点。

除了辐射出的有毒物质，我们还应该注意到智能化家具可能带来的社会问题。在当今发达的社会中，许多人由于工具自动化而患上了职业病，身体健康程度每况愈下。因此，在智能化家具的设计中必须考虑增加锻炼器材和自动提醒装置，不但给人们提供方便简捷的锻炼机会，也起到一个监督提醒的作用，提示人们在达到一定量的工作强度之后，要进行适度的放松，缓解工作疲劳[3]。

同时，过度的智能化会让人们变得更懒惰。当智能化家具把一些工作量较大或难度较高的事情做完之后，有一些使用者可能会产生依赖心理，把难度不高的事情也交给智能化系统来做，这样做固然提高了效率，但会让使用者变得不思进取，并降低他们的创造性思维和开放型思维。因此，智能化家具在设计中务必要控制自动化的程度，保持一个适度的原则，给使用者留下足够的自我发挥空间，同时还要具备适时提醒的功能，让他们意识到身体力行的重要性。

鉴于智能化家具可能带来的这些消极影响，根据层次分析法的分层原则，可将对身心健康有影响的因素分为两类，对应准则层中的标号就是B1(绿色材料)和B2(保健装置)。其中:B1包括C1(防辐射材料)、C2(除毒设备);B2包括C3(疲劳预警装置)、C4(智能锻炼器材)、C5(自动化调节装置)、C6(半自动化提示系统)，这些因素将在后面的评价分析中得到应用。

2.2 与突发情况有关的因素

任何一种产品都不可能做到十全十美，包括智能化家具。因此，当遇到停电、停水、停气、网络故障等突发情况时，智能化系统也会暂时降低服务效率，但它必须能提供及时的应急方案，确保家具部件能满足最基本的使用要求。比如，当遇到突然停电的时候，智能化系统应该启动备用电力系统，提供临时的供电，如果备用电力系统也坏了，那就需要启动其它的备用供电方案，直到恢复正常供电为止。

除了硬件上的突发情况，网络信息安全带来的问题也不可小觑。当今社会，网络的飞速发展使世界变得很小，许多个人信息不再具有私密性，黑客入侵、病毒泛滥、网络犯罪等现象不断涌现。当智能化家具逐渐依赖网络的时候，这种负面作用会进一步被放大。因此，设计智能化家具的时候，必须考虑到网络安全这个环节，一定要尽全力保护使用者的个人权益，避免非法人士的入侵[4]。

针对突发情况可能带来的这些负作用，根据层次分析法可归纳出三类因素:B3(应急设备)、B4(防护装置)、B5(卫警系统)。其中:B3包括C7(备用能源)、C8(网络排障系统);B4包括C9(智能防火墙)、C10(紧急自断保险);B5包括C11(指纹辨认系统)、C12(即时报警器)、C13(便捷自卫装置)、C14(紧急逃生设备)。这些因素也将在后面的评价分析中应用。

3 影响因素的评价

3.1 用层次分析法评价

层次分析法主要是利用不确定的和多标准的特征来解决决策问题，其基本过程是把复杂问题分解成若干个组成元素，按支配关系将这些元素分组，使之形成有序的阶梯层次结构，在此基础上通过两两比较的方式判断各层次中诸元素的相对重要性，然后综合这些标准确定诸元素在决策中的权重。

在具体操作中，将层次分析结构模型分为三层:最高层、准则层和措施层(见图1)。其中:C1～C14即措施层，是采取具体实施的环节，在因素评价时主要依据它们来进行。然后用两两比较的方式建立判断矩阵，矩阵中的数值由专家组依据九标度法进行确定。得到判断矩阵以后，再根据公式依次计算最大特征值、一致性指标、一致性比率，进行层次总排序和一致性检验。当一致性检验被通过后，则认为该判断矩阵具有满意一致性，根据实际情况认定权重值大于某值的因素为重要影响因素。

图1 智能化家具影响因素层次分析结构模型

最后，把全部影响因素根据其重要程度进行排序，并采取相应的改进措施，直到取得权威方的批准认可。获得认可的因素在期间内仍需接受监督，期满之后需重新申请对影响因素的评价，从而实现持续改进的目标。

3.2 结合虚拟技术进行评价

在智能化家具的因素评价中，虚拟控制平台有着巨大的作用。该平台应用的虚拟技术，是一种比较先进的人机界面技术，人们可通过接口设备与该平台互动并交换信息。虚拟技术中应用较多的编程语言是VRML(Virtual Reality Modeling Language)，它通过节点、路由语句等参数定义三维世界的形体及属性[5]。在本研究中，VRML程序除了给用户提供虚拟漫游、控制智能化家具之外，还通过人机界面的方式对影响智能化家具的影响因素进行分析评价，计算出的结果可供用户选择使用。

在用VRML语言编写的因素评价程序中，用户通过点击不同的家具，可以实时调出该家具的重要影响因素，以及对这些影响因素的分析评价。由于这部分程序比较长，只列出一部分以作说明:

从这段程序可以看出，虚拟控制平台根据智能家具的实际参数定制影响因素并保存到数据库中，当用户或设计者点击具体家具的时候，就会触发一个事件，从而调用脚本语言中的ROUTE(路由)语句，通过touchbi函数来实现不同参数(xls文件)的选取。这段程序充分体现了脚本语言和路由语句的灵活性与重要性，也独创性地把虚拟现实技术与影响因素评价结合到了一起。

4 结束语

本研究主要运用了层次分析法与虚拟现实技术对智能化家具进行影响因素评价，具有前沿性和先进性。而在影响因素的评价中，充分利用虚拟现实技术扩展了层次分析法的应用方式，使其能更有针对性地对影响因素进行分析，既表现出虚拟技术的交互性，又体现出了智能化的特点。与同类研究相比，本研究更侧重于从人类生存角度研究对智能化家具发展影响较大的因素，不但从理论上证明了研究的必要性，还在“虚拟展示平台”的应用中，通过实例阐明了用VRML语言控制虚拟平台的编程思想及对影响因素调入方式的有效使用，具有一定的先进性。由于虚拟现实技术属于一个开放型的设计平台，而层次分析法又需要不断借鉴其它综合评价方法，特别是在智能化家具的实现过程中，需要将影响因素评价与硬件纠错技术更好地融合在一起，从而使智能化家具真正地普及到人们的生活中，这些都需要在后续研究中进一步完善和解决。

[1] 刘瑛璐.新建住宅小区智能化发展的问题与对策[J].河北工程技术高等专科学校学报，2009(1):18-20，23.

[2] 杜栋，庞庆华.现代综合评价方法与案例精选[M].北京:清华大学出版社，2005.

[3] 李渤生，宋军，王朝晖.住宅小区智能化现状及几点思考[M].住宅产业，2009(5):55-57.

[4] 查珑珑，张丽娟，王宇辉.小议住宅智能化[J].中国住宅设施，2009(4):30-31.

[5] 胡新根.基于VRML的虚拟现实技术在多媒体课件中的应用[J].科技广场，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

刘雄飞，男，1976年10月生，东北林业大学材料科学与工程学院，讲师。E-mail:liuxiongfei2002@sina.com。

2010年11月12日。

责任编辑:张 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.