1.3 人工智能助力智能家居

1.3.1 未来的智能家居

智能家居的核心是希望让家用电器感知环境变化和用户需求，从而进行自动控制，以提高用户的生活品质。“人还没到家，牛奶机已经开始煮牛奶了，电饭煲中洗净的米饭进入蒸煮状态，客厅的立式空调自动打开并调到合适的温度，水龙头的水正以合适的温度缓缓注入浴缸，卧室的窗帘已经拉上……”。这是早些年用户描绘的智能家居图景。当今智能家居能做的远远不止这些，而且会随着物联网、人工智能等技术的崛起进一步迸发活力。

现在看到的智能家居，如用手机远程控制或定时开启家用电器，让空调开启、电热水器加热、白炽灯亮起等不过是几种智能单品的呈现，还属于智能家居概念的雏形。真正了解智能家居的用户并不多，很多用户会把智能家居理解为智能家具。现在的智能家居还只能说是智能硬件与家居产品的一种物理结合。

目前市场上还没有真正的物联控制，多数为智能控制。真正的物联控制应根据用户的行为习惯进行物与物之间的控制，如包括温度、湿度、亮度及移动侦测四合一的传感器。真正的智能体验是不需要手动、遥控进行控制的。当前市场上的智能产品仍然处于最低级阶段，只是简单地控制，在控制过程中没有涉及数据互动。相对于伪智能，真正的智能应将用户的生活习惯和云服务数据收集起来后，再通过产品实现自我联动、服务，想要真正实现用户脑海中所构想的 “家”，还需要再迈进两大步。

① 第一步，打通各平台和产品之间的互联互通。未来不是一个平台直接服务所有用户的天下，而是一个大平台跟N个公司、产品相互深度嵌套后，再服务天下的所有用户。智能家居能够互联互通是非常关键的。目前国内还没有一个统一的接口标准，这给用户的使用带来不便，对此政府和行业协会、企业应该共同参与制定智能家电、智能家居的标准。

② 第二步，实现人工智能 “机随人想”。真正的智能家居应该是未卜先知的，可感知用户的需求，所想即所得。对于一套智能家居控制系统来说，产品与产品之间的联动非常重要。用户希望只要发出一个指令，就可以让多个智能家居产品联动提供服务。

当然 “机随人想”的实现需要借助物联网、终端、大数据、云计算的进一步发展与支持，实现数据的云端存储和分析，从而不断迭代，为用户提供精准的智能服务。所以，如何在已有的技术基础上，将更多的传感器技术、云计算、大数据等技术融入智能家居行业，是需要智能家居设备生产企业高度重视的。

未来的智能家居将具备人类的情感，尽管赋予机器人情感一直是最富有争议的事情，但有一位有情感的机器人，的确会帮助用户搞定诸如园艺、家务、友谊等各种日常生活情境。也就是说，未来的智能机器人将可以满足人类的绝大部分需求。

从智慧家居要求出发，从人性需求角度着手，未来的智能家居必须具备互联、智能、感知和分享等功能。具体来说，未来的智能家居要具备人类的智能，能感知和读懂人心，能根据用户的年龄、性别、学历、兴趣、工作、地域等基本信息自动分析用户习惯，形成思维方式，进行自主服务。这种思维方式是通过主动捕捉用户的需求实现的。举例来说，就是主人一进门，想到开灯灯就亮，想到开门门就开，室温自动调到主人喜欢的温度……所有这些调整都不需要用户设定和通过终端操作，而是在主人的一 “念”之间生成。

如今，智能手机已具备人工智能的雏形，相信在不远的将来，人工智能将走向成熟，智能家居将会被人工智能控制，智能机器人将成为家居的一分子，可以为主人看家护院、烹饪打扫、晾晒收纳衣物、照顾宠物，将主人从烦琐的家务劳动中解脱出来。

智能机器人已具备严密的逻辑思维和简单的情绪特征，可以和主人聊天、做游戏、照顾孩子，甚至还能成为主人生活或工作上的助手。一个设想称，未来的智能机器人应该能感受主人的情绪变化，主人心情舒畅，智能机器人便与主人共欢乐；若主人心情不好，智能机器人便调灯光、放音乐，甚至耍宝卖萌逗主人开心。

1.3.2 未来智能家居的交互方式

智能家居发展的重点是人机交互，人与家用电器的沟通，就像人与人的沟通，比如在英剧 《黑镜》 中，智能家居公司将女主人的 “意识副本”植入家中的控制中枢，偌大的房子便有了一个人工智能管家。它熟悉女主人的一些喜好和习惯，永远会在合适的时候激活合适的家用电器。

触摸、语音、手势是人与智能家居交互的三种方式。触摸交互方式分为触屏操控和遥控器。触屏操控首先被抛弃了，因为用户不会乐意一直需要走到触屏跟前进行交互。虽然有遥控器，但这么多年来遥控器没有什么进步，根本无法提供友好的交互体验。手势操作很酷，但目前还不成熟，没有达到大规模应用阶段，所以语音交互将是智能家居最好的选择。在智能家居领域，语音被认为是移动互联网时代最重要的入口之一。

目前，智能家居的交互方式主要有以下几种：

① 本地端，即传统控制方式。

② 移动端，包括智能手机、智能手表、平板计算机、智能戒指、智能手环等，没有时间和空间的限制，只要保证网络连接，即可随时随地或远程控制家中的设备。

③ 语音，主要两种方式：一种是间接语音，利用移动端的语音功能；另一种是直接语音，即语音直接作用于内置语音模块的设备。

④ 手势，一般通过计算机视觉技术来实现，类似于通过摄像头录制动作，在进行快速分析后加以响应，在体感游戏中尤为常见。在智能家居中，简化的手势控制是依靠红外感应原理来实现的，但要求距离较近，且只能控制开关和状态切换。

⑤ 意念，目前主要通过头戴设备间接实现。其原理大致是利用戴在头部的传感器测量出脑电波后，再通过与传感器相连接的微型计算机向家用电器等智能设备发出信号使其运行或关闭。不过，这种方式概念大于实际，不太成熟。

⑥ 全息（增强现实），通过全息来实现智能家居设备的控制是最炫的一种方式。这种技术和交互方式多用于键盘、投影，在智能家居中算是典型的黑科技，实际应用有限。

目前，人工智能虽还有很多需要解决的问题，但并不阻碍人工智能在智能家居生态圈的发展。大数据和机器学习系统是智能家居的灵魂。从技术角度来说，任何一款智能家居产品离开大数据和智慧学习系统都不能称其为智能家居产品。真正的智能化需要通过基于大数据的云计算来实现人工智能，其第一步就是通过Wi-Fi模块采集用户数据到云端。

Wi-Fi模块可分为三类：

① 通用Wi-Fi模块，如手机、计算机中的USB或SDIO接口模块，Wi-Fi 协议栈和驱动是在安卓、Windows、IOS系统里运行的，需要非常强大的CPU来完成应用。

② 路由器方案Wi-Fi模块，典型的是家用路由器，其协议和驱动借助于拥有强大Flash和Ram资源的芯片加Linux操作系统。

③ 嵌入式Wi-Fi模块，32位单片机内置Wi-Fi驱动和协议，接口为一般的MCU接口，如UART等，适用于各类智能家居或智能硬件设备。

对比现在市场上的智能家居产品就会发现，几乎所有的智能家居产品都没有大数据和智能学习系统的支撑，因此智能路由器与传统的路由器没有明显的边界；智能空调与传统空调的差别无非是可以上网；智能冰箱与传统冰箱的区别无非是多了一个手机操控这一远程控制功能。

尽管绝大多数智能家居并不智能，但并不意味着智能家居没有前景。由于传统的家电企业前期缺乏数据积累，因此注定智能家居要想突出智能的优势还有一段很长的路要走。现在智能家居在硬件、操作系统上已经打好了基础，下一步就是数据收集与分析，这才是智能家居企业的最大挑战。