新媒體時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)信息設(shè)計(jì)與展望

引言

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際上就是“物物相連的網(wǎng)絡(luò)”這個(gè)概念可以有兩個(gè)層次的詮釋：其一，物聯(lián)網(wǎng)以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，是互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展;其二，物聯(lián)網(wǎng)延伸、擴(kuò)展到了任何物體與物體之間,它通過物物之間的(智能化)信息聯(lián)絡(luò)，可以達(dá)到服務(wù)于人的目的。1999年，國(guó)際移動(dòng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)會(huì)議在北美召開，會(huì)上首次提出：物聯(lián)網(wǎng)(即Internet of Things)是下一個(gè)世紀(jì)人類面臨的又一個(gè)發(fā)展機(jī)遇。從那時(shí)起，物聯(lián)網(wǎng)已走過了十多年的發(fā)展歷程。在這個(gè)過程中，人們?cè)桨l(fā)意識(shí)到：物聯(lián)網(wǎng)已成為信息時(shí)代不可或缺的組成部分，它是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用擴(kuò)展?？梢哉f,“創(chuàng)新”是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為基本出發(fā)點(diǎn)的交互應(yīng)用是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂所在。

1物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展

從歷史性的角度說，物聯(lián)網(wǎng)的歷史可以追溯到傳感器行業(yè)的興起。工業(yè)化發(fā)展到一定階段，機(jī)電自動(dòng)化的程度越來越高，其趨勢(shì)就由發(fā)展儀表行業(yè)的“人機(jī)”控制逐漸轉(zhuǎn)向發(fā)展傳感器行業(yè)的“自動(dòng)化”控制。之后，隨著電子科技的出現(xiàn)、普及與完善，傳統(tǒng)意義上的“機(jī)電”傳感便逐漸讓位于今天所謂的RFID(無線電子射頻識(shí)別技術(shù))。目前，RFID已經(jīng)廣泛用于物流、交通和身份識(shí)別等領(lǐng)域?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)是建立在射頻技術(shù)基礎(chǔ)上的一個(gè)新興概念，是對(duì)物的感知、識(shí)別、控制的網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)體系，是一種代表著最尖端科技的高智能化的信息形態(tài)。

世界文明發(fā)展到今天，為什么要大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程？我們認(rèn)為：這其中包含著如下幾個(gè)動(dòng)因：

首先，市場(chǎng)的需求起到拉動(dòng)作用。信息時(shí)代產(chǎn)業(yè)化變革的不斷深化，拓展了信息通信的多種可能。當(dāng)今社會(huì)已不再滿足于人與人之間的網(wǎng)絡(luò)化溝通，而將信息傳遞與感知延展到機(jī)器與機(jī)器的物聯(lián)領(lǐng)域以及機(jī)器與人之間的虛擬交互領(lǐng)域之中,因此物聯(lián)網(wǎng)及其周邊的交互性泛網(wǎng)絡(luò)需求日益突出。

其次，技術(shù)的進(jìn)步和成熟也促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的較大發(fā)展。近年來，電子射頻傳感技術(shù)已在嵌入式、微型化、多功能化、傳感可靠性等方面取得突破性進(jìn)展，這為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用帶來了無限生機(jī)。

第三，從國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力和戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)布局的角度講，物聯(lián)網(wǎng)也是我們今后發(fā)展的重中之重?，F(xiàn)在看來，以物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來帶動(dòng)泛網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已經(jīng)是全球各國(guó)的主戰(zhàn)略之一。世界各國(guó)都在對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和應(yīng)用進(jìn)行全力推進(jìn)，特別是一些以政府為主導(dǎo)的戰(zhàn)略性項(xiàng)目（如美國(guó)的"智能電網(wǎng)”日本的“i-Japan”、韓國(guó)的“物聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)應(yīng)用工程”等）尤其引人注目。在這種情況下，如果中國(guó)不能在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一開始就迎頭趕上、分得一杯羹，就極有可能在未來的制造業(yè)升級(jí)和高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利的地位。

第四，經(jīng)濟(jì)的動(dòng)因也不可忽視。據(jù)美國(guó)權(quán)威咨詢機(jī)構(gòu)FORRESTER預(yù)測(cè)：到2020年，世界物物互聯(lián)的業(yè)務(wù)將是人際通信業(yè)務(wù)量的30倍，物聯(lián)網(wǎng)因此被稱作是下一個(gè)萬億級(jí)的通信產(chǎn)業(yè)。2012年，僅無錫一地就將達(dá)到一千億元的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用不僅能夠?qū)崿F(xiàn)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以大大節(jié)約物質(zhì)成本消耗、創(chuàng)造大量就業(yè)機(jī)會(huì)，是未來實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的核心和支柱產(chǎn)業(yè)。

我國(guó)目前在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面也具備一些優(yōu)勢(shì)，例如研究起步早、研發(fā)水平較高、專利儲(chǔ)備豐富、參與了一部分標(biāo)準(zhǔn)的制定、產(chǎn)業(yè)鏈相對(duì)完整等。但目前，業(yè)界對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)及應(yīng)用還比較狹窄，各種實(shí)驗(yàn)性技術(shù)、方案距普眾化應(yīng)用還有一段路要走，例如在物物信息交換的通道選取、感應(yīng)技術(shù)的選擇、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用接口的標(biāo)準(zhǔn)制定與普及、物聯(lián)系統(tǒng)與各產(chǎn)業(yè)間的協(xié)調(diào)信息分享與整合等一系列問題都有待于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在實(shí)際應(yīng)用過程中的技術(shù)積累、嘗試、檢驗(yàn)和改善。

2物聯(lián)網(wǎng)的信息設(shè)計(jì)

現(xiàn)代信息設(shè)計(jì)無疑在這一過程中扮演著重要的角色。這里所說的“設(shè)計(jì)”并不只對(duì)產(chǎn)品的外在形態(tài)負(fù)責(zé)，現(xiàn)在它更是集傳感技術(shù)、信息處理、數(shù)據(jù)交互、互動(dòng)體驗(yàn)于一體的功能性整合。這也是“信息”由概念范疇向“信息智能化”的應(yīng)用領(lǐng)域轉(zhuǎn)型的必由之路。傳統(tǒng)的“技術(shù)決定設(shè)計(jì)”或“需求決定設(shè)計(jì)”的觀念，在今天已不是全部，設(shè)計(jì)有可能走在產(chǎn)業(yè)化的前沿，其中包括參與標(biāo)準(zhǔn)的制定、整合技術(shù)的發(fā)展、推動(dòng)消費(fèi)的需求等。因此，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的萌芽與探索階段引入設(shè)計(jì)”的思考，將對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用具有極其重要的前瞻性意義。

我們認(rèn)為，“物聯(lián)性設(shè)計(jì)”的理念是：人的智慧不一定非要由人的親力親為、事必躬親所體現(xiàn)，新時(shí)代的智慧更應(yīng)該彰顯于“物”的智能化信息溝通和感知給人類（及其生命、生活、生態(tài)、環(huán)境等）所帶來的便捷、樂趣和可持續(xù)性服務(wù)上。本著這樣的宗旨，設(shè)計(jì)就不只是要注重改善人類對(duì)工具的單向“使用”，也不僅僅是解決人與對(duì)象之間的“交互”；而是要透過物的感知和信息傳遞來彰顯人的智慧，在更深的層次上與人形成互動(dòng)。

一個(gè)典型的例子來自于圖1所示的美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)作品“智能積木”該作品利用電子積木之間的相互感知與信息溝通，來詮釋物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中物物信息溝通的無限可能。每個(gè)智能積木都配有一個(gè)小屏幕，而且內(nèi)置位置傳感器和重力感應(yīng)器，可以時(shí)亥憾應(yīng)自己的方位狀態(tài)（平放、傾斜、側(cè)立等），同時(shí)，各積木之間還可以相互感應(yīng)，并可實(shí)現(xiàn)信息的溝通和顯示內(nèi)容的互動(dòng)。比如，當(dāng)不同的積木顯示不同的英文字母時(shí)，可以用它們來做拼字游戲，并且可以根據(jù)拼寫結(jié)果的對(duì)錯(cuò)發(fā)出不同的提示音。同樣也可以用這種方式來練習(xí)算數(shù)，這時(shí)，不同的積木所顯示的內(nèi)容又變成了數(shù)字和運(yùn)算符號(hào)。而由于傳感器的存在，用戶還可以利用積木傾倒各自所顯示的顏色以進(jìn)行調(diào)色。

圖1     智能積木（MIT）

“智能積木”在與人的溝通過程中所反映的物聯(lián)性設(shè)計(jì)理念，使我們很容易聯(lián)想到黑格爾在描述人的本質(zhì)力量及其審美的對(duì)象化過程時(shí)所舉的例子。他說，一個(gè)小男孩往平靜的水面上扔了一顆小石子，激起一圈圈漣漪，這令小男孩驚詫不已，當(dāng)他看著不斷擴(kuò)大的水圈時(shí)，他感到自己力量的延伸、體現(xiàn)和證明，水圈是他的杰作。而同時(shí)看著眼前離奇的景象，他的眼界在不斷增長(zhǎng)，他心靈的感受力也在生長(zhǎng)，他體內(nèi)的活力、彈性和韻律也在悄然生成……

在這個(gè)例子中，石子成為一種可控的自然力，投射在水面上，而泛起的漣漪作為人的本質(zhì)力量所作用的對(duì)象，為人提供了某種審美的愉悅。由此，人類通過將自己的行為投射在自然對(duì)象的身上來反映自身，而生成了最原始的藝術(shù)創(chuàng)造與審美。在最近的一個(gè)世紀(jì)里，電子技術(shù)飛躍發(fā)展，使人類投射在藝術(shù)與生活中的美感遠(yuǎn)比水波紋（漣漪）來得復(fù)雜而生動(dòng)。廣播、影視、網(wǎng)絡(luò)等藝術(shù)媒介，使審美創(chuàng)造投射的對(duì)象由普通的（或經(jīng)過人類加工、雕琢的）自然對(duì)象擴(kuò)展到人工的物理裝置及其虛擬衍生物。而今，物聯(lián)網(wǎng)概念的誕生使人類審美的外延更進(jìn)一步，借由物物間的感知蕩漾起“人工智能的漣漪”這新的漣漪在原始的自然物理反映和虛擬的人工視界之外，將創(chuàng)造別樣的審美范疇，即物體與物體間的泛感知層面在更高的層次上與智慧的呼應(yīng)，及其對(duì)美的映射與傳遞。

當(dāng)然，藝術(shù)審美并非“物聯(lián)感知”的純粹使命，“物聯(lián)性設(shè)計(jì)”要兼顧到藝術(shù)與科學(xué)的對(duì)象范疇，并最終在人類的文化生活中全方位映現(xiàn)其自身的智慧。隨著技術(shù)的成熟、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及需求的不斷擴(kuò)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)逐漸涉足每日生活的諸多領(lǐng)域，通過協(xié)調(diào)物理體系間的感知、協(xié)作與反饋，來實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)為人服務(wù)的理念。

除了我們習(xí)以為常的公交卡、門禁卡、物流等公共系統(tǒng)之外卜，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和物聯(lián)性設(shè)計(jì)也正努力邁向我們的家居生活。近兩年來，包括海爾在內(nèi)的世界各主要家電巨頭不斷發(fā)布物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的概念型產(chǎn)品，如物聯(lián)網(wǎng)冰箱、物聯(lián)網(wǎng)洗衣機(jī)以及以物聯(lián)網(wǎng)電視機(jī)為核心的智能家居信息整合方案等等。以下我們以飛利浦和西門子公司研究的“智能廚房系統(tǒng)”為例，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)信息設(shè)計(jì)的發(fā)展方向做一些探索和展望。

3物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)方向

物聯(lián)性設(shè)計(jì)的方向首先是智能家電的一體化?！靶《钡恼w性設(shè)計(jì)理念如今已被整合性設(shè)計(jì)觀念所取代。在云計(jì)算體系的依托下，物聯(lián)網(wǎng)家電的設(shè)計(jì)方向不是要成為單打獨(dú)斗的全功能產(chǎn)品，而應(yīng)是加強(qiáng)局部的功能性和信息溝通的整合能力。它的意義在于強(qiáng)調(diào)局部間的自動(dòng)化協(xié)調(diào)與智能化操控。如果把廚房看作一個(gè)整體，那么它的內(nèi)部至少要由烹飪系統(tǒng)、排風(fēng)系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、信息交互系統(tǒng)組成，系統(tǒng)與系統(tǒng)間應(yīng)該具有“物聯(lián)”特性。人走進(jìn)廚房，照明系統(tǒng)就自動(dòng)感應(yīng)并點(diǎn)亮，冰箱面板的顯示器會(huì)自動(dòng)顯示出其內(nèi)部?jī)?chǔ)藏的食品清單；冰箱可以根據(jù)主人所取出的食物，來提供相關(guān)的烹飪指導(dǎo)；灶臺(tái)一開火，排風(fēng)設(shè)備就自主啟動(dòng)；當(dāng)烹飪結(jié)束、人走出廚房時(shí)，安全系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將天然氣供應(yīng)切斷，使各種設(shè)備轉(zhuǎn)入休眠或節(jié)電狀態(tài)……這些智能化的操控體系并非幻想，只要有足夠的物聯(lián)性設(shè)計(jì)意識(shí)和匹配的信息溝通模塊，物聯(lián)網(wǎng)廚房的應(yīng)用將指日可待。但是，值得注意的是，要實(shí)現(xiàn)一體化，“標(biāo)準(zhǔn)”的制定和統(tǒng)一尤為重要，信息設(shè)計(jì)應(yīng)該及時(shí)而廣泛地參與到家電行業(yè)以及日用消費(fèi)品的各種物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的籌劃之中。圖2所示就是西門子公司設(shè)計(jì)的智能化物聯(lián)網(wǎng)廚房系統(tǒng)的示意圖。

其次，物聯(lián)性的發(fā)展方向還包括狀態(tài)監(jiān)控。從大的范疇來說，狀態(tài)監(jiān)控可以包括安全監(jiān)控、能源監(jiān)控等。例如上面提到的，人一離開廚房，物聯(lián)網(wǎng)就會(huì)自主關(guān)燈、節(jié)電、斷氣，這就是一種將安全性與節(jié)能環(huán)保列入智能化生活范疇的設(shè)計(jì)理念。從微觀的層面講，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還可以擴(kuò)展到家電與食品之間的信息溝通。例如，西門子公司在世博會(huì)上推出的1-Fresh冰箱就可以監(jiān)控食物的種類、存量、食用期限。它可以根據(jù)家庭成員的食量判斷某一種食物是否存儲(chǔ)過量，并根據(jù)營(yíng)養(yǎng)配比對(duì)食物攝取的均衡與否給出及時(shí)的提示，并對(duì)于即將過期的食材給以警告。物與物之間狀態(tài)信息的互聯(lián)互通，是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能否成功的關(guān)鍵因素之一。

圖2     西門子的智能化物聯(lián)網(wǎng)廚房系統(tǒng)

第三，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在向移動(dòng)控制領(lǐng)域延伸。移動(dòng)設(shè)備（例如智能手機(jī)和平板電腦）是人機(jī)交互在每日生活范疇中發(fā)展最為迅速的智能產(chǎn)品。物與物之間的感知和自動(dòng)控制最終還是要反映人的智慧、為人服務(wù)。移動(dòng)設(shè)備既拓展了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與人交流的空間距離，同時(shí)又壓縮了時(shí)間范疇，以將未來生活帶入到全方位、即時(shí)性的操控體驗(yàn)之中。比如，我們可以用手機(jī)隨時(shí)隨地和家里的冰箱進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)信息溝通，掌握冰箱內(nèi)食物的情況，并實(shí)時(shí)給超市下單購(gòu)買存量不足的食材。西門子還在其智能冰箱內(nèi)部設(shè)計(jì)了監(jiān)視器，使人們能在移動(dòng)設(shè)備顯示屏上清楚地看到冰箱中食材的儲(chǔ)存狀態(tài)，并隨時(shí)調(diào)閱食物的各種相關(guān)信息。

第四，全知全能的信息共享設(shè)計(jì)，也是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域。我們經(jīng)常會(huì)聽到這樣的話:“用戶需要什么？那就是設(shè)計(jì)要努力的方向。”廚房操作的信息化也不例外，也要順應(yīng)使用者的實(shí)際需求。例如，人們?cè)谂腼兊臅r(shí)候，經(jīng)常由于忙里忙外而忘記放某種佐料或某些翻炒的步驟。智能廚房設(shè)計(jì)就可以將抽煙機(jī)的顯示屏幕通過中控系統(tǒng)與外界相連,從網(wǎng)絡(luò)上調(diào)取各種食譜和烹飪指示，甚至可以實(shí)現(xiàn)視頻播放,讓家庭主婦跟著美食節(jié)目同步嘗試新花樣。

另外，智能化的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)也要在空間節(jié)省與能耗節(jié)約的方向上進(jìn)行探索。這一點(diǎn)對(duì)現(xiàn)代都市日益緊湊的家居生活以及環(huán)保意識(shí)的貫徹都尤為重要。廚房作為生活起居的重要操作空間，從來都對(duì)空間的便利性有著特殊的要求。智能廚房的設(shè)計(jì)可以根據(jù)每個(gè)家庭成員身高的不同，自動(dòng)調(diào)整案板臺(tái)面的高度；也可以對(duì)一些占據(jù)空間較大的廚房設(shè)備（如灶臺(tái)、烤箱、微波爐、洗碗機(jī)、調(diào)料柜、酒柜、暖碟抽屜等）進(jìn)行整合,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)讓它們相互感知、伸縮自如，從而獲得最大的空間利用率。在節(jié)能方面，除了照明系統(tǒng)以外，通過使用自動(dòng)感知的水龍頭、智能洗碗機(jī)等設(shè)備，也可為水資源的可持續(xù)利用發(fā)揮作用。因此，可持續(xù)理念不論對(duì)提高空間還是能源的利用率來說，都是未來物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)的方向之一。圖3所示就是一種可自動(dòng)升降的智能烤箱。

圖3     可自動(dòng)升降的智能烤箱

最后，也是最為重要的一個(gè)方面，就是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)應(yīng)該能表達(dá)出人類享受智慧生活的“美”物聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)化信息傳感與控制，其最終目的是要與它的使用者形成智慧的互動(dòng),最大化地為人類節(jié)約精神能量(或者說是智慧能源)。以物聯(lián)網(wǎng)廚房的意義來講，人們?cè)谛[的現(xiàn)代社會(huì)工作一整天，身心俱疲地回到家里，還要頗費(fèi)心智和精力去烹飪食物，這本就形成了巨大的生活壓力和矛盾。如果設(shè)計(jì)師能通過物聯(lián)網(wǎng)的智能化手段，努力緩解這樣的矛盾，使人類從繁瑣、平淡的重復(fù)性操作中解脫出來，讓身心得到釋放，使廚房的勞作通過物與物之間信息的感知、傳導(dǎo)與互動(dòng)，變作一種與主人智慧的共鳴與美的回饋，就能真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)的社會(huì)價(jià)值。

4結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)并不是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn)和取代，它應(yīng)該是信息溝通體系在通訊與互聯(lián)應(yīng)用(及其擴(kuò)展)方面的重要延伸。工信部科技司司長(zhǎng)聞庫最近指出，在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的當(dāng)下，感知、識(shí)別技術(shù)與智能裝置正不斷地使物理世界參與到信息交流過程中，它們自動(dòng)地使物體與物體之間具備信息傳遞與溝通的可能；并透過網(wǎng)絡(luò)的傳輸、互聯(lián)、計(jì)算、處理與存儲(chǔ)，拓展了物與物、物與人、人與人之間的互聯(lián)互通，使世界進(jìn)入到一個(gè)真正的、全知全能的嶄新時(shí)代，也就是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

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