基于共享體驗的人工智能廚房設(shè)計研究

侯建軍 毛軼超

摘要：研究人工智能技術(shù)在智能廚房的交互及應(yīng)用方式，設(shè)計基于共享體驗的智能廚房系統(tǒng)。理論與文獻研究、案例分析和設(shè)計實踐等方法。共享型智能廚房不僅需在功能分區(qū)、廚房形式和櫥柜尺寸考慮共享概念，同時需滿足廚房電器和智能櫥柜之間的功能協(xié)調(diào)，以及使用者間的多元化交流方式。通過對現(xiàn)有的人工智能技術(shù)在廚房系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，運用設(shè)計實踐方法針對年輕群租人群設(shè)計一款共享型智能廚房，同時建立智能化廚房產(chǎn)品管理系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：人工智能智能廚房共享型廚房廚房交互人機工程學(xué)

中圖分類號：TP391.9

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）02-0058-03

引言

隨著傳感器與無線技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)計算、云存儲以及智能制造技術(shù)的不斷突破，人工智能技術(shù)AI（ArtificialIntelligence）已廣泛應(yīng)用于人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域凹。共享智能廚房是在此背景下的設(shè)計新方向，其目標是不僅可滿足多人共享的使用需求，同時櫥柜與智能電器產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)合，從廚房產(chǎn)品局部概念轉(zhuǎn)向廚房空間概念，更加注重使用者的交流方式，使廚房擁有智能化管理，更方便省力、更人性化、更高效性和更具交互性的廚房空間。

Al智能與廚房交互方式

（一）智能廚房系統(tǒng)概念

智能廚房概念是21世紀初由海蒂詩公司所提出，其理念不僅優(yōu)化廚房的操作流程，并且合理的劃分功能區(qū)域以及滿足不同的人機交互需求等。同時期世界級家具五金制造商奧地利百隆Blum集團提出了動態(tài)空間智能廚房的概念，其以優(yōu)化的工作流程（Workflow）、最大利用空間（Space）和運動舒適性（Motion），通過電動和智能化配件，可根據(jù)使用者需求設(shè)計個性化的廚房尺度、功能分配空間和廚房操作方式【2】。

隨著近幾年智能方式的流行，智能方式也逐漸走進廚房，但是所謂的智能廚房更多是廚房電器產(chǎn)品的智能，如智能烤箱、智能電飯煲、智能微波爐等，產(chǎn)品里僅僅加入一個傳輸模塊，讓廚電可以用APP控制，但使用者很少會用手機遠程控制家里的產(chǎn)品，慢慢的，這類“偽智能”變成了“尬智能”，所以智能廚房甚至人工智能廚房仍有很遠的路要走。

本研究所指的智能廚房不僅強調(diào)廚房的功能性和效率，同時強調(diào)產(chǎn)品個性、以及更關(guān)注人與人之間的生活和交互方式，協(xié)調(diào)家庭關(guān)系。智能廚房系統(tǒng)設(shè)計的目的是通過創(chuàng)造空間秩序和交互秩序，提高廚房使用效率和使用者與櫥柜交互關(guān)系，并且滿足使用者間的多元交流方式，如圖1。

（二）廚房交互方式與要素分析

廚房的交互方式主要體現(xiàn)在以下三個方面，如圖2所示：

1.技術(shù)交互（產(chǎn)品與產(chǎn)品交互）

廚房是由櫥柜及許多電器組成，無線與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已可將各產(chǎn)品相連，所以技術(shù)交互更多為產(chǎn)品系統(tǒng)（ProductSystem）間的連接。

2.行為交互（使用者與產(chǎn)品的交互）

行為交互強調(diào)使用者操作行為和產(chǎn)品的界面（Interface）反饋，如櫥房產(chǎn)品的使用功能、廚房產(chǎn)品人機功能尺寸以及用戶行為方式、合適的美學(xué)與情感反應(yīng)形式等，用戶與產(chǎn)品間在交互方面存在的問題，會影響到產(chǎn)品使用質(zhì)量和人與物之間的協(xié)調(diào)與和諧。

3.社會交互（人與人交互）

廚房空間是多人參與的社會性活動，如家庭成員的交流、家人與客人的交流，父母與子女的互動交流等。廚房設(shè)計已經(jīng)從以技術(shù)交互為中心逐漸趨向以行為活動和社會交往為中心的復(fù)雜交互。社會系統(tǒng)（ServiceSystem）是以用戶、產(chǎn)品和各使用者共構(gòu)的交互場景，協(xié)調(diào)人與人的溝通和交流方式。

（三）智能技術(shù)在廚房中應(yīng)用

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，廚房系統(tǒng)中可融入越來越多的智能技術(shù)，如圖3所示：

1.傳感與無線技術(shù)作為智能基礎(chǔ)

現(xiàn)有的傳感與無線技術(shù)是智能廚房實現(xiàn)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)，與智能廚房相關(guān)的傳感器有重力傳感、紅外感應(yīng)、熱敏傳感和溫度傳感等，與智能廚房相關(guān)的無線技術(shù)有WIFI（無線網(wǎng)），BLUETOOTH（藍牙），ZIGBEE（紫蜂協(xié)議）和RFID（射頻識別）【3】。

2.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接廚房各產(chǎn)品

智能廚房“物聯(lián)網(wǎng)”是將廚房智能電器相互連接，各設(shè)備間實現(xiàn)信息共享，具有統(tǒng)一的監(jiān)控管理與操作系統(tǒng)，其目的是利用各種信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接的巨大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。智能廚房物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分三個層次：感知、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用。感知層任務(wù)是識別物體，獲取信息，傳輸信息等，其包括傳感器、GPRS模塊（通用分組無線服務(wù)）、攝像頭、傳感器網(wǎng)關(guān)組成。網(wǎng)絡(luò)層輔助信息的計算分析和控制，其包括互聯(lián)網(wǎng)、云服務(wù)平臺、移動通信和信息中心網(wǎng)絡(luò)組成。應(yīng)用層執(zhí)行信息傳遞任務(wù)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)智能應(yīng)用，其主要包括各種的智能廚房設(shè)備。

3.云計算與模糊判定是智能的關(guān)鍵

市場上許多所謂的智能廚房產(chǎn)品都需要使用者通過智能手機端APP下達指令，這種只能稱為單一自動化產(chǎn)品，也是我們常說的“尬智能”。而云計算和模糊判定技術(shù)可通過用戶行為、使用群體特征和操作歷史數(shù)據(jù)智能分析，提前預(yù)判并給使用者適時的提醒或幫助做出判斷，使廚房產(chǎn)品更加智能。

4.人工智能技術(shù)是智能廚房發(fā)展方向

人工智能技術(shù)并不是指簡單的智能，它有類似人類思維方式去思考和完成任務(wù)，而信息計算是人工智能的核心。人工智能櫥柜可以通過自我改編來實現(xiàn)學(xué)習(xí)記憶，能進行自我修復(fù)和管理，能傳遞信息，實現(xiàn)與使用者互動、能獨立思考判斷、對使用者以往的行為習(xí)慣和操作方式的數(shù)據(jù)統(tǒng)計等，能快速提供與使用者一直的操作方式和交互方式。

二、共享廚房概念及特點分析

（一）共享型廚房概念及功能分區(qū)特點

共享式廚房是近幾年流行的概念，隨著發(fā)展其設(shè)計方向也隨之細化：一種是針對大學(xué)生或上班族的“個人服務(wù)型共享廚房”，其功能主要為廚房功能的共享，同時滿足單人或多人的聚餐模式;另外一種較為商業(yè)化，為“餐飲經(jīng)營型共享廚房”，使用者給共享廚房平臺繳納費用，有的為單獨商鋪，有的和超市結(jié)合，是兼具商業(yè)地產(chǎn)和餐飲零售屬性的聯(lián)合餐飲空間4。以上兩種廚房人群不同設(shè)計特點也截然不同，而本研究主要針對年輕群體共享居住環(huán)境的廚房設(shè)計。

共享型廚房功能分區(qū)與普通廚房類似，主要有洗滌區(qū)、烹飪區(qū)、備菜區(qū)、儲存區(qū)和廚房電器產(chǎn)品，但各分區(qū)特點需更多體現(xiàn)共享的功能概念：比如洗滌區(qū)中水槽最好雙盆為主，多水龍頭便于同時多人使用;烹飪區(qū)考慮多灶頭的灶臺，方便多人同時使用;備菜區(qū)需考慮多人足夠的操作空間，以及使用者間的溝通交流;儲存區(qū)需要有共享存儲空間，同時需要個人獨立存儲空間。

（二）共享型廚房形式與人機尺寸分析

廚房的基本形式一般空間尺寸和格局決定，常用的有單列型、雙列型、L形U形、G形和島型六種。共享型廚房因考慮多人同時使用，不僅需要足夠的操作空間和存儲空間，同時需考慮使用者在烹飪區(qū)、洗滌區(qū)、備菜區(qū)、儲存區(qū)和電器產(chǎn)品之間的行為路線，綜上所述雙列形L形U形、G形更滿足共享型廚房形式，如圖4所示。

（三）共享型廚房人機尺寸

共享型廚房的尺寸會直接影響使用者的使用舒適性和操作效率，根據(jù)人機工程學(xué)原理，廚房地柜高度80-85cm，深度60-65cm，廚房吊柜高度50-60cm，深度30-45cm，如果有高度調(diào)節(jié)功能為佳。過道的寬度需考慮至少兩人交錯走過情況，以150cm以上為佳，如表1。

三、基于共享體驗的人工智能廚房設(shè)計應(yīng)用

（一）設(shè)計目標定位

本設(shè)計針對青年群租人群，該人群處于人生的過渡期，生活中更看重朋友和戀人的情感交流，喜歡休閑時一起下廚，在聚會中交流感情。針對此類人群的共享型廚房不僅體現(xiàn)共享共用廚房概念，滿足單人或多人聚餐交流方式，同時滿足年輕群體對智能生活的高端需求。

（二）設(shè)計效果圖，如圖5

本設(shè)計由地柜、吊柜、水槽和各廚房電器組成，考慮到多人共享概念設(shè)計為U形和島形轉(zhuǎn)換，其主要分為普通模式、吧臺模式和聚會三種模式。其中有四個地柜是四個單獨的存儲空間，滿足不同使用者獨立存儲空間，地柜頂部設(shè)兩個電磁爐，擴展烹飪空間，地柜底部有萬向輪，可固定也可自由移動。當?shù)毓窨繅r為普通模式，使用者可烹飪和配菜，如圖6所示。當?shù)毓褚崎_時，高腳凳和吧臺配合成酒吧模式，四個地柜可組合成聚會模式，增進使用者之間的交流，如圖7所示。

（三）體現(xiàn)“共享”概念及各功能分析

本設(shè)計從更多細節(jié)體現(xiàn)共享概念：1.雙槽雙水龍頭設(shè)計，可多人同時使用;2.四眼灶具設(shè)計，多灶頭的設(shè)計方便多人使用;3.模塊化的吊柜和地柜設(shè)計，滿足使用者獨立的存儲空間;4.電磁爐補充灶具設(shè)計，是烹飪方式的補充，同時在聚會模式中可以開啟火鍋模式;5.酒吧設(shè)計，高腳凳和吧臺組成獨立的酒吧模式，使用者可以聚會聊天，如圖8所示。

（四）人工智能廚房系統(tǒng)

本設(shè)計把核心智能產(chǎn)品如模塊化智能冰箱、智能灶具和智能油煙機以及周邊智能產(chǎn)品如智能燈具系統(tǒng)、智能洗碗機、智能飲水機、智能投影機、智能攝像頭、智能水龍頭、智能微波爐、智能電飯煲、智能平板電腦和智能烤箱等電器組成共享廚房智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)可語音控制，通過硬件實施監(jiān)測，基于對用戶以往行為習(xí)慣，分析用戶行為操作，幫助用戶做判斷，智能輔助完成廚房功能，如圖9所示。

結(jié)語

共享型智能廚房目前仍是比較新的概念和設(shè)計方向，目前相關(guān)理論和設(shè)計實踐較少。共享型智能廚房不僅要以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)，

體現(xiàn)智能電器產(chǎn)品與智能櫥柜之間的整體功能協(xié)調(diào)，同時要以廚房空間為媒介，增進家庭和社會的交流方式。本文通過分析智能廚房系統(tǒng)、廚房的三大層次交互方式以及智能技術(shù)在廚房中的應(yīng)用，從系統(tǒng)設(shè)計理論角度重新定義了共享型廚房概念，并分析共享型廚房在功能分區(qū)、行為路線及人機尺寸等特殊需求。通過以上理論研究，最終設(shè)計一款針對年輕群租人群的共享型智能廚房，該設(shè)計不僅功能上體現(xiàn)智能系統(tǒng)，同時針對共享概念完成普通、吧臺和聚會三種模式轉(zhuǎn)變，已滿足使用者生理及心理需求，從而不斷為設(shè)計更符合智能廚房一體化設(shè)計提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。

基金項目：2020年度教育部人文社會科學(xué)青年基金項目（20YJC760030）;江蘇高校哲學(xué)社會科學(xué)研究基金項目（2018SJA0386）;南京工程學(xué)院教研教改重點課題（JG2019009）;南京工程學(xué)院一流課程建設(shè)項目（YZKC2019067）南京工程學(xué)院高等教育研究課題（2019YB26）;南京工程學(xué)院文化藝術(shù)創(chuàng)意設(shè)計研究院開放基金項目（CACD202003）。

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