人工智慧在家居領域的應用與啟示

圖：pixabay

王哲 中國電子信息產業發展研究院研究員

導語：人工智慧是全球公認的尖端領域和創新前沿，有著超乎想像的廣闊應用前景。而住房已經是全球最大的財富載體，全世界的房地產總價是271萬億美元，相當於美國國內生產總值的12倍，我國國內生產總值的21倍，全球黃金總量的36倍，將人工智慧技術與家居生活深度融合將產生巨大經濟和社會價值。本文總結了全球人工智慧技術在家居生活領域的五大典型應用，分析了其三方面主要特點，並就我國推動人工智慧技術在家居生活領域的應用和發展提出了三項措施建議。

近年來，人工智慧技術發展步入成熟期，人工智慧在各行業的應用將深刻改變社會生活和世界面貌，促進人工智慧與各產業領域的深度融合將有助於培育高端高效的智能經濟，促進位造業轉型和新經濟新業態的形成，全面提升經濟發展的質量和效益。國務院於2017年7月印發的《新一代人工智慧發展規劃》明確指出，應加強人工智慧技術與家居的融合應用，提升建築設備及家居產品的智能化水平，支持智能家居企業的模式創新和方案共享。本文通過分析當前國內外人工智慧在家居領域的典型應用和主要經驗，將為我國發展智能家居提供啟示和借鑒，引領家居產業利用人工智慧技術向價值鏈更高端邁進。

五大典型應用

將人工智慧技術與家居生活深度融合將產生巨大經濟效益和社會價值。據統計，住房已經是全球最大的財富載體，全世界的房地產總價是271萬億美元。城市居民平均每天在室內空間停留的時間超過90%，人們的工作與生活質量與居室空間密切相關，家居產品和服務領域擁有廣闊市場和大量創新機會。全球範圍內，人工智慧在家居領域主要有五大典型應用。

人工智慧技術打造智能家電。通過人工智慧技術豐富家用電器的功能，對家電進行智能化，並為各種音樂類智能輔助設備提供智能服務和類型的人工智慧應用模式是目前最為智能家居市場所廣泛接受的。美國的亞馬遜的Echo音箱及其內配置的Alexa虛擬家居助手、Sectorqube公司的MAID Oven智能廚房助手，以及Sonos公司的智能流媒體音箱均在2017年國際消費電子展（CES 2017）上備受好評。韓國LG公司的PJ9 360度懸浮藍牙音箱可支持無線充電；三星公司的智能冰箱Family Hub內嵌Tizen智能系統，整合了諸如音樂播放器、內置拍照監控、日曆查看等功能，實現家電產品物聯網化。國內的小米、蘇寧、美的等企業都進軍智能家電產業，積極布局智能空調、智能冰箱等產品，其中美的冰箱攜手阿里巴巴YunOS系統推出的「650升雙屏新款概念互聯網冰箱」使用了英特爾實感技術（Intel Real Sense）和英特爾 Haswell高性能處理器，通過圖像識別技術記錄食材種類和用戶日常飲食數據，集合大數據云計算、深度學習技術，分析用戶的飲食習慣，並通過對家庭飲食結構營養分析，結合時令、體質特徵等多種維度，給出最全面最營養的健康膳食建議，這也是英特爾軟硬體技術應用於智能家電的首個產品。

人工智慧技術助力家居智能控制平台。通過開發完整的智能家居控制系統或控制器，使得居住者能夠智能控制室內的門、窗和各種家用電子設備，此類型的人工智慧應用模式是大型互聯網科技公司在智能家居領域角力的主賽場。從全球看，谷歌於2014年收購智能家居控制平台Nest，其後蘋果公司開發的HomeKit智能家居平台後來居上，藉助 HomeKit，用戶可以使用 iOS 設備控制家裡所有兼容蘋果 HomeKit的配件，這些配件包括燈、鎖、恆溫器、智能插頭等，最新發布的HomeKit已經可以兼容部分房屋建築廠商的產品和服務。國內相繼出現了海爾U-home、京東微聯、華為Hilink、阿里智能、小米米家等家居智能控制平台，其中我國創業企業物聯感測（Wulian）攜手華為在2017年最新推出的Wulian智能家居控制平台可實現家居設備聯動管理和手勢控制，檢測和反饋PM2.5、二氧化碳和噪音強度，同時實現語音播報、城市天氣預報等功能。

人工智慧技術助推綠色家居。主要通過智能感測器、監測技術和雲端資料庫等來智能調節家中的水、電和煤氣等資源的開關，並控制居室外花園的水資源和土壤資源使用情況，達到居室能源綠色高效利用和低碳節能環保的目的。此類型的人工智慧應用模式有眾多國外初創企業參與，在國內只有較少企業布局。美國初創科技公司Ecobee和Rachio的產品分別可以用來智能監控家居用電情況和草坪洒水情況，為用戶家庭減少電能和水資源浪費，其中Rachio已經拿到亞馬遜投資。我國小米公司也在試水綠色家居智能產品，已經推出可以通過濕度和溫度控制空調溫度和開關狀態以節約電能的智能溫濕計。

人工智慧技術助力家庭安全和監測。通過利應用人工智慧感測器技術保障用戶自身和家庭的安全，對用戶自身健康、幼兒和寵物進行監測，此類型的人工智慧應用模式數量最多且融資情況相對較好。家庭安全方面，美國Vivint公司推出了包括視頻監控、遠程訪問、電子門鎖、惡劣天氣預警等在內的全套家庭安全解決方案，並通過將太陽能電池板整合進太陽能家庭管理系統來降提升能源使用效率；美國Canary公司和August Home公司則分別推出了智能安防攝像頭和智能安保系列產品。家庭成員監測方面，美國Snoo公司開發的智能嬰兒搖籃通過模擬母體子宮內的低頻嗡嗡聲哄寶寶入睡，Lully公司和Petcube公司則專門研發用於寵物或嬰兒的智能感測監測設備，以方便用戶通過智能手機隨時查看嬰兒和寵物的動態，這兩家公司已分別推出了智能睡眠監測儀和智能寵物監測儀。

人工智慧應用於家居機器人。人工智慧在家居機器人中的成熟形態包括陪護、保潔、對話聊天等場景，部分企業也開始試水功能更豐富的智能家居機器人。如美國初創公司Mayfield Robotics今年發布的家居機器人Kuri能通過表情、眨眼、轉動頭部及聲音回應主人，實現家居陪護、聊天的功能。韓國LG公司推出了多功能機器人管家Hub Robot，使用人體造型設計，採用了亞馬遜Alexa技術，能與用戶房子里其他LG設備連接。我國小米公司開發的掃地機器人能夠自主探知障礙物和室內地形，實現對室內的自動化清潔。百度於2017年推出的智能對話機器人百度小魚搭載了百度對話式人工智慧操作系統DuerOS，可通過自然語言對話實現播放音樂、播報新聞、搜索圖片、查找信息、設鬧鐘、叫外賣、閑聊、喚醒、語音留言等功能，小魚機器人還可以通過DuerOS的雲端大腦對其功能進行不斷學習和優化。

三大主要特點

縱觀全球，人工智慧在家居領域應用分別在技術基礎、產品形態、產業生態方面具有三大突出特點。

第一，以感知識別技術和大數據云端處理能力為技術基礎。感知識別技術是前端產品的基礎，其突破集中於自然語言識別、語義理解、語義控制等聽覺技術，以及圖像識別、面部識別、動態行為識別等視覺技術；大數據云端處理能力是重要的後端支持技術，在數據建模、分析用戶行為、優化產品性能、提升用戶體驗等方面發揮著關鍵作用。

第二，產品應用形態上注重軟硬體結合。包括亞馬遜、谷歌、蘋果等在內的智能家居行業巨頭的共同特點是，將其產品同時開放給軟體開發者和硬體製造商，從而最大限度地激發應用場景創新水平。從長遠來看，智能家居產品的軟體開源能吸引更多的用戶，大量用戶又將吸引更多的軟體開發者針對用戶需求用戶設計新功能，形成良性循環；而向硬體製造商開放產品，使得製造商能夠根據智能家居產品的特點提供完整的系統整合方案，直接將廠商自身的硬體產品與智能家居產品整合連接，從而避免介面不兼容，使得硬體供應商得以專註提升硬體設備的性能和質量，達到促進廠商間競爭，實現優勝劣汰。

第三，科技巨頭紛紛布局，注重打造家居生態圈。當前，國際上以亞馬遜、蘋果、谷歌為首的三大互聯網巨頭已經全面進軍智能家居市場，分別推出Echo、HomeKit、Nest為各自的旗艦產品，國內以小米、華為、京東、百度為代表的科技公司也已著手布局智能家居。上述大企業傾向於與傳統家居和家電企業、建築企業、酒店集團和新興技術創業公司展開合作，形成優勢互補，著力打造全覆蓋的智能連通的家居網路。

三個重要啟示

截至2016年，我國僅有約30萬戶家庭安裝了智能家居系統，而在美國上述數字是460萬。在我國，人工智慧應用於家居領域的市場潛力廣闊、內部需求巨大。為此，可以從以下三個方面借鑒全球經驗。

一是提高認識，推動人工智慧技術研發水平提升。加強人工智慧技術與家居建築系統的融合應用，提升建築設備及家居產品的智能化水平，研發適應不同應用場景的家庭互聯互通協議、介面標準，確立相關市場標準和行業秩序，提升家電、耐用品等家居產品感知和聯通能力。支持智能家居企業創新服務模式，提供互聯共享解決方案。加強人才培訓，儲備創新動能，樹立龍頭企業，促進行業運動，發掘人工智慧技術在家居領域的更多應用創新機會。

二是統籌協調，促進軟硬體協作融合及應用場景創新。軟硬體的充分結合將大大提升其對應用型創新的支撐能力。人工智慧應用於家居生活多為應用型創新，決定應用型創新能否成功的關鍵因素之一是軟硬體條件的支撐程度。李彥宏在百度全面推行人工智慧優先戰略後表示，軟硬體的結合是人工智慧在家居領域的重要機會，並認為「亞馬遜的Echo智能音箱之所以非常成功，背後的邏輯就是它在這個硬體上做了一些改造，而不只是一個軟體的解決方案」。軟硬體集成創新將為人工智慧在家居領域的應用場景提供更多新機會，推動人工智慧在家居領域的應用場景創新。

三是堅持開放，鼓勵智能家居生態網路形成。家居行業涉及眾多相關行業和細分領域，產業資源相對分散，難以形成全局把握。因此，應堅持開放思維，鼓勵跨界合作，加強與重點企業、產業組織、學術界等的交流，積極引入社會力量，群策群力，在市場引導、政策制定等方面展開協調，推動形成多元化的市場需求反饋體系，推動形成智能家居生態網路。

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