张锦涛

（武清区天和城实验中学，天津 301725）

1 引言

智能家居，又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示，是以住宅为平台，基于物联网技术，由硬件（智能家电、智能硬件、安防控制设备、家具等），软件系统、云计算平台构成的家居生态圈，通过收集、分析用户行为数据为用户提供个性化生活服务，使家居生活安全、舒适、节能、高效、便捷。智能家居技术起源于上世纪八十年代，电子设备的出现有效刺激了家庭自动化的发展，使得智能家居概念逐渐进入人们的视野。近年来随着人工智能技术的发展，人们对智能家居加快与人工智能技术的融合应用，从而满足多元化和品质化的生活需求充满了期待。[1]

人工智能，即我们平时所说的AI，是一门设计者开发用来扩展人类智能思维的技术科学。自从人工智能被建立至今，各种智能系统理论体系、应用规划已经逐渐丰富，已经在各项领域有了非常广阔的应用和发展前景，甚至有专业人士曾称，人工智能将是人类未来的容器。人工智能技术涵盖广泛，主要有感知层技术、网络层技术以及人机交互技术等。人工智能技术如果能与智能家居搞好跨界融合，将较好实现人与家居产品及环境的完美和谐，这也是近年来智能家居行业能够远超其他行业快速发展的关键助推因素。从智能家居市场发展情况来看，2018年我国智能家居市场规模预计达到1334亿元，同比增速将超过40%。但由于产品本身智能化程度低，多数产品是按既定程序完成任务，在主动感知和解决用户需求、人机互动等方面体验性差，智能服务内容和形式单一等，制约了智能家居行业的爆发式发展。随着智能识别技术、智能机器人、人工智能技术及云计算等人工智能技术和相关产品的快速发展，适配硬件的智能化程度、深入场景体验的个性化计算能力将大大增强，语音及视觉等人机交互技术在提升与智能家居产品交互体验中的应用将更加广泛，随之更多更好的智能家居产品将会面世，“人工智能+智能家居”将给未来的家居生活带来巨大的想象空间。[2]

2 典型人工智能技术

2.1 智能识别技术

智能语音系统，是一门将人的话语转化为计算机语言的新型技术科学。与其他识别方式不同的是，智能语音技术的主要应用在识别说话人的语言内容而非说话者本身。现在智能语音识别技术已经相对准确、稳定，这预示着语音控制将会在智能家居领域得到广泛应用。众所周知，语音是人类获取信息、传达信息最重要也是最便捷的方式，在人机交互方面，通过智能语音进行控制也是最为便捷的。近来智能语音在家居领域的应用受到了龙头企业的许多好评，只要用户发出几个简单的指令，便可体验到智能家居的多项功能。除了应用便捷广泛的人机交互功能外，智能语音系统也在声纹识别方面有很大进展。声纹识别，也叫做说话人识别，大致分为说话人辨认和说话人确认两大类。说话人辨认是从很多人的混杂语音中判断其中某人的声音，也就是我们常说的“多选一”问题；而说话人确认是通过判断某人的声纹来确定某段话的说话者。[3]无论是哪种技术，都需要说话人的声模作为训练依据，这个过程也是人工智能自主学习和训练的过程。现在，像音乐播放、家电调节、家用灯的开闭，普通的智能家居产品基本上都可以通过语音交互的方式来实现其智能化。不仅如此，智能家居也做到了可以离线使用。虽然有些功能可能会因为没有网络而受到限制，但不用联网的简洁与高效也大大提高了便捷与便携程度。我们都知道，人性化是智能家居系统的核心，智能语音系统的发展与应用，让智能家居能更好地满足人类对人性化的需求。[4]

2.2 智能机器人技术

智能机器人是一种通过中央处理器和传感器做到按目的安排来进行工作的智能设备。根据智能程度的不同，可将其划分为传感型机器人、交互性机器人、自主型机器人等。至今为止，仍没有一个统一的定义来描述智能机器人的概念。但绝大多数科学家认为智能机器人至少需要做到以下几点：感觉要素、运动要素和思考要素。感觉要素是指机器人能够感知认识到周围环境的状态，从而引发相关的程序元素；运动要素是指机器人接到中央处理器的信号之后，可以对外界做出有程序性的反应动作；思考要素是指处理器和传感器传递通过感觉要素获得的信息，使自身思考出应做出的系列反应性动作。在与智能家居结合的过程中，相比于传统机器人的单一，智能机器人用自动避开障碍物、声音的识别与图像的感觉、皮肤感知、空间识别感知等功能使其较完善了获得了类比于人类的停、说、读、写等能力。通过这些技术的支持，智能机器人在智能家居方面与人类的交互能力大大提高。不仅如此，智能机器人正式应用在家庭中以后，还可以与智能家居相关设备进行结合，使其在人机交互、传感等方面的能力大大加强。在应用方面，智能机器人在居家领域的各个方面都拥有很广阔的应用前景。以安全性为例，智能机器人所拥有的监控传感等功能对防控窃贼、夜视监控等拥有很大的帮助效果。针对安全性，有关专家专门设计了一种新型安全防护型智能机器人。这种机器人拥有三百六十度的视野和高清红外线监控装置，可以全面的对家居的安全状况进行较完备的保障。由于智能家居旨在为人类提供友好便捷的服务需求，所以智能机器人在科技巨头的带动下，持续进行技术开发与设备完备，已经迈入了千万家的大门，为家居系统提供了许多市场。

2.3 物联网技术

物联网即为物物相连通的互联网。这主要体现在两个方面：第一点，物联网是科技应用在物件上的延伸的互联网，这也代表了它的基础和核心就是互联网；第二点，物联网起源于互联网，但它不仅限于互联网，物联网将其用户端扩展到了物品和物品之间，让其进行信息交流，这也就是我们常说的物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。过去几年以来，物联网在人工智能领域有了突飞猛进的发展，甚至有权威人士称，这是在互联网技术发展应用至普及之后的最大一次科技创新。有了红外感应器、激光扫描器、电子信息处理器、RFID等技术的支持，物联网可以将任何物品之前建立一种新型的互联网，从而达到万物互联的目的。随着人工智能在相关领域的发展，物联网的广泛应用也为智能家居提供了新概念和广阔的发展空间，使其向着服务化更进一步。基于物联网的智能家居，可以通过物联网技术将家中的各家电等物品相联通，使家居真正构成一个完备的系统，并使其智能化、系统化、完备化。其主要的设备装置包括控制管理系统、终端、家庭网络、外联网络、信息中心、家居传感器等。基于物联网的家居系统能使机械的人机交互方式更加和谐自然，也能使用户页面更加便捷、更有吸引力。和谐化人机交互方式的应用主要在于让家中的各个智能家电能从自身所支持的属性出发，进行方法与服务设计，为使用者提供便捷舒适的使用情景和积极的感知与反馈，能够营造出一种人与智能自然交流的良好人机关系。通过物联网，家电将不会只是一种接受命令并执行的生活用品或工具，而是成为了用户家庭的一员，这样用户的体验和智能家居的服务便形成了良性关系。便捷化用户页面主要是指通过使用合适的用户页面开发工具，来促进用户界面的快速原型和开发的解决。这样用户可以通过查看手机短信等方式，来实现自由调控温度等对家居物品的控制。所以说，通过物联网技术来改善智能家居系统的交互问题，对为用户创造便捷、绿色、积极、健康的家居生活环境具有重要意义。

2.4 云计算技术

云计算技术是以互联网为基础的相关服务的提高、使用和交付模式，经常会用到通过互联网来带来动态、虚拟化的资料。我们所说的“云”是互联网的一种比喻说法。随着人工智能技术在相关领域的发展，云计算也得到了充分的技术支持和数据支持。今天，云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，有了这个吓人的数字，计算机可以在预测天气、模拟核爆炸等方面展开具体应用。用户可以用电脑、笔记本、手机等设备接入数据中心，按自己的需求进行超高精确度的运算。在智能家居领域，云计算可以打破传统家居系统化不足的局面，开启精确化、高效化、一体化的新型智能家居体验。基于云计算的智能家居系统，可以打破时间、空间等领域的限制，使其成为一个完全的系统，为用户提供便捷的体验并满足用户个性化的需求。

3 总结与展望

现代社会需要人工智能发展，人工智能已经成为社会发展进程的标志，智能家居作为与人生活最贴近的人工智能应用将会成为主流。从技术上讲，人工智能中的计算智能、感知智能和认知智能等技术，将在智能家居领域得到充分重视和应用，同样人们对智能家居的期望和智能家居行业发展也与人工智能技术自身发展呈正相关，正向激励人工智能技术的提升。可以想象的出来，不久从感知到人机交互都将更为智能化，他们会帮助人与家居产品、环境建立更为和谐的关系。智能语音、视频、虹膜、手势等识别技术，将随着在智能家居中的探索应用和不断修正优化，智能识别功能越来越完善。物联网在智能家居安防、远程控制、智慧服务等方面的应用将不断扩展，给家居硬件赋予更精确的感知，并将通过感知将硬件纳入可支配、可控制网络系统。云计算技术将能与家居生活相关的人的感受、硬件参数、环境变化等信息进行模糊化、智能化处理，对相关硬件做出指令，构建人、机、环境更为友好的家居生活系统。另外，随着人工智能技术的发展，更多与之相关的智能家居新产品将如雨后春笋般快速问世，服务丰富我们的生活。比如智慧家居安防系统，将监控摄像头、窗户传感器、红外监测器、意外情况报警器等有效连接，能够实时掌握室内情况，保障住宅安全；如智慧家居生态系统，依靠物联网技术，根据用户的使用习惯，实现对每个房间温度、湿度、空气清新度的远程自动智能调控；如智能家居健康系统，依靠体重秤、运动手表、智能手环、智能马桶等上面的传感器，实时分析监测自身身体状况，出现异常时一方面及时对自己进行提醒，同时通过远程就医系统，自动提请相关领域专家做出诊疗建议；如智能家居服务系统，将家居卫生清理、生活娱乐、互动教育等流程和功能赋予家居生活机器人，给予有序指令，让智能机器人完成居家生活服务性工作，等等。另外，还会衍生出与智能家居相关的智能穿戴、智能交通等技术和产品。相信不久的将来，上述人工智能技术和产品将广泛应用于智能家居领域，推动智能家居行业爆发式发展，智能家居将很快真正走进普通民众的生活，改善人们的生活状况，提升人们家居生活的舒适度和便捷性。