智能家居產(chǎn)品有序主動交互設(shè)計策略研究

張凌浩

關(guān)鍵詞：主動交互 智能家居產(chǎn)品 設(shè)計變革 交互設(shè)計 有序主動

引言

設(shè)計與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。從無界面時代的控制臺指令交互階段，到個人電腦時代的鼠標(biāo)、鍵盤交互階段，再到移動互聯(lián)網(wǎng)時代的觸摸屏幕交互階段，可以說，由交互體驗革新引發(fā)的科技變革推動了整個科技發(fā)展的進(jìn)程。人工智能時代，主動交互成為新興設(shè)計與發(fā)展趨勢?；诖?，本文探討了主動交互的概念與特性，剖析了移動互聯(lián)網(wǎng)時代智能家居場景中的主動交互表現(xiàn)。結(jié)合設(shè)計現(xiàn)狀與前沿案例，歸納出由主動交互介入智能家居領(lǐng)域所帶來感知、顯示、控制和理解四個維度的變革。同時，對主動交互設(shè)計的目的性加以考量，并以此構(gòu)建有序主動交互設(shè)計原則與策略，進(jìn)一步增強(qiáng)了用戶對于智慧場景的體驗，從而引領(lǐng)新的設(shè)計趨勢。

一、主動交互的概述

（一）主動交互的基本概念

交互系統(tǒng)由系統(tǒng)、用戶、輸入、輸出構(gòu)成[1] ，系統(tǒng)能夠被動或主動地與用戶進(jìn)行溝通。而“輸入-響應(yīng)-輸出”循環(huán)長久以來都是人機(jī)交互的基礎(chǔ)。在這個循環(huán)中，人作為目的的輸出方，負(fù)責(zé)對機(jī)器表達(dá)。而機(jī)器作為結(jié)果的反饋方，則負(fù)責(zé)計算。由此可見，在傳統(tǒng)的交互系統(tǒng)中，人始終是主動的，其主動性行為決定交互的進(jìn)程，而機(jī)器始終是被動接受信息，并執(zhí)行任務(wù)的客體。

機(jī)器通過人工智能賦能成為智能體，可以使自身的情境感知[2] 和自主認(rèn)知能力大大提升，也使得機(jī)器主動服務(wù)于人的交互模型[3] 得以有機(jī)會構(gòu)建，人機(jī)交互的體驗水平也由此得以進(jìn)一步提升。

對于主動交互，近年來國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的相關(guān)文獻(xiàn)均有提及。不同的研究學(xué)者和機(jī)構(gòu)從不同維度出發(fā)，對主動交互的概念、內(nèi)涵做出了各自獨到而又相互耦合的一些闡述。各種定義無論側(cè)重點如何，都保持了一定的共性，概括來講即：主動交互的主體是用戶與智能體的交互，并且智能體不再只是作為任務(wù)的執(zhí)行方被動回應(yīng)，也可以作為參與指導(dǎo)和決策的發(fā)出方發(fā)揮主動性，實現(xiàn)雙向交互，主動性也因此由弱變強(qiáng)。

（二）主動交互的特性分析

1.與用戶需求契合度高：由于機(jī)器學(xué)習(xí)的介入和知識圖譜的建立[4] ，在主動交互設(shè)計下的產(chǎn)品更容易在日常交互過程中掌握用戶的使用習(xí)慣和個人偏好。通過高強(qiáng)度、高頻率的互動，與用戶最終達(dá)成高契合度，從而為個性化和定制化的設(shè)計提供可能，由此產(chǎn)出更符合用戶需求的交互內(nèi)容、形式、渠道和場景，也能夠讓用戶感受到真正的便利與舒適。

2.容易在小規(guī)模場景內(nèi)實現(xiàn)：主動交互無疑是自然的、智能的。從目前來看，其更容易實現(xiàn)的場景為智能家居與智能駕駛場景，它們有如下特點：一方面，用戶數(shù)量少且相對固定，例如家居場景的主要用戶為家庭成員;另一方面，用戶在此場景下的需求同質(zhì)性較高且數(shù)量有限，主要可概括為開關(guān)設(shè)備、調(diào)節(jié)環(huán)境、媒體播放、提醒通知等有限類型。“家”和“車”場景中主動交互的實現(xiàn)，使得用戶的需求能夠在不知不覺中得到滿足，有效提升了生活效率和生活品質(zhì)。

3.以屏幕為主要交互載體：人工智能時代下交互與體驗設(shè)計的變革不僅是一種進(jìn)化，更是重構(gòu)。[5] 隨著顯示內(nèi)容和維度的快速增長，無處不在的顯示屏幕成為人機(jī)交互設(shè)計實現(xiàn)的重要載體。數(shù)字接觸點拓展了傳統(tǒng)的圖形交互界面呈現(xiàn)方式并已經(jīng)成為交互的主體媒介，基于無接觸遠(yuǎn)程的交互形式拓展了交互的距離和空間并逐步在產(chǎn)品中普及，更為簡單的信息架構(gòu)和交互流程用以精確定義用戶需求并尋求最優(yōu)解[6] 。

二、智能家居產(chǎn)品中的主動交互設(shè)計表現(xiàn)與趨勢

（一）主動交互在智能家居領(lǐng)域的發(fā)展

1.單品智能聯(lián)網(wǎng)控制階段：早于2000年左右，各大家用電器公司便開始著手設(shè)計研發(fā)各類智能家電產(chǎn)品。隨著互聯(lián)網(wǎng)尤其是移動互聯(lián)網(wǎng)普及程度的提高，智能手機(jī)終端逐漸普及應(yīng)用，智能家電需求日益增長。直至2008年左右，單品類家居產(chǎn)品實現(xiàn)智能聯(lián)網(wǎng)控制。

2.智能硬件接入平臺階段：2012年，隨著智能硬件接入家居開放互聯(lián)平臺，智能家電邁入加速發(fā)展期。日趨成熟的軟硬件等技術(shù)使得智能家居平臺內(nèi)各類產(chǎn)品的互通互聯(lián)得以初步實現(xiàn)，并能夠通過信息推送等交互形式為用戶帶來更好的智能生態(tài)服務(wù)體驗。

3.互聯(lián)智能場景融合階段：2014年起，基于場景的智慧家庭解決方案與創(chuàng)新戰(zhàn)略紛紛發(fā)布，用以實現(xiàn)智能家居平臺內(nèi)不同廠商的產(chǎn)品聯(lián)動[7] 。博世智能家居系統(tǒng)整合其旗下產(chǎn)品，提供統(tǒng)一平臺操控聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)，并且融入語音交互等高科技交互形式，在家中構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)，達(dá)成互聯(lián)互通的交互場景。

（二）智能家居場景中的主動交互功能內(nèi)容與表現(xiàn)

針對智能家居場景下的主動交互，效用和交流被認(rèn)為是主動交互的基本屬性，即實現(xiàn)任務(wù)執(zhí)行與用戶溝通的主要功能的前提，具體包含了教學(xué)、規(guī)劃、控制、通知、提醒、推送、建議和詢問等八項功能內(nèi)容。

根據(jù)主動性的不同，產(chǎn)品通常被認(rèn)為具有強(qiáng)、弱兩種功能區(qū)分，用以滿足不同交互場景的需求。據(jù)此，有學(xué)者將現(xiàn)階段家庭智能產(chǎn)品主動交互分為強(qiáng)主動與弱主動交互。其中，強(qiáng)主動交互包含通知、提醒、推送、教學(xué)、規(guī)劃、控制等，其主要依靠產(chǎn)品自身來收集和分析信息，作出決策和發(fā)起互動，因此用戶的主動性相對較弱。而弱主動則更加需要用戶自身發(fā)揮主觀能動性來引導(dǎo)系統(tǒng)服務(wù)，用戶作為決策與行動的主要方，降低了機(jī)器的智能程度，具體包含建議、詢問、自定義設(shè)置等功能內(nèi)容。

在智能家居場景中，產(chǎn)品的主動交互體現(xiàn)在既具有幫助用戶處理相關(guān)事務(wù)的工具性，也承擔(dān)起與用戶進(jìn)行溝通交流的互動性。因此，由哪一方作為決策與互動的主要發(fā)起方、強(qiáng)主動與弱主動功能在主動交互系統(tǒng)中如何分配的問題成為主動交互研究的重點。強(qiáng)主動與弱主動功能的結(jié)合無疑能夠提升用戶對智能家居場景下的產(chǎn)品體驗，然而過度的強(qiáng)主動也會帶來隱私侵犯與失控等問題。并且，由于主動交互帶來的信息超載也會造成用戶認(rèn)知負(fù)荷[8] 等用戶體驗問題，而過多的弱主動則會降低用戶的智能體驗度和任務(wù)執(zhí)行完成的效率，沒有完全發(fā)揮主動交互的優(yōu)勢。

為了適應(yīng)不同的交互場景需求，決策與互動的發(fā)起方需要在用戶與產(chǎn)品之間進(jìn)行適時分配，即主動權(quán)的交替。本文認(rèn)為強(qiáng)主動與弱主動功能并不能適用于現(xiàn)有的智能家居場景。因此，在此基礎(chǔ)之上本文分類概括了四種主動交互模式，即指令性主動交互、輔助性主動交互、提醒性主動交互和預(yù)測性主動交互，見圖1。

1.指令性主動交互作為智能化程度較低的一種主動交互模式，大部分情況下均由用戶作為決策和互動的發(fā)起方，例如控制功能，往往以模塊化式、卡片式等表現(xiàn)形式呈現(xiàn)，交互內(nèi)容的改變也由用戶來控制。在云米“云小鮮”系列互動大屏冰箱的烹飪場景中，食譜教學(xué)功能比多媒體功能更加重要，因此，在屏幕中只顯示歌曲名稱和專輯封面等簡要信息。只有當(dāng)用戶向上滑動時才會顯示更多詳細(xì)內(nèi)容，由此避免了過多信息展示對用戶產(chǎn)生的干擾，從而進(jìn)一步提升了用戶體驗與交互。

2.輔助性主動交互：由機(jī)器進(jìn)行決策，由用戶發(fā)起互動，用以實現(xiàn)教學(xué)、規(guī)劃等交互功能，常有幻燈片式、蒙層式、列表式等表現(xiàn)形式。谷歌智能助理針對兒童用戶增加了“Please”模式，即通過識別用戶的年齡階段，只在收到兒童用戶用“Please”來下達(dá)交互指令后，會在響應(yīng)執(zhí)行前優(yōu)先給予兒童用戶正向的語言激勵，從而幫助兒童用戶培養(yǎng)禮貌友善的品行習(xí)慣。

3.提醒性主動交互則是由用戶進(jìn)行決策，而由機(jī)器發(fā)起互動，例如通知、提醒、推送等，表現(xiàn)形式有紅點式、氣泡式、卡片式等。iRobotGenius家庭智能平臺為掃地機(jī)器人融入“預(yù)約建議”和“季節(jié)性提醒”交互功能，同時通過對用戶的清潔習(xí)慣、清潔偏好和智能家居環(huán)境等要素進(jìn)行綜合性的充分考量，從而為掃地機(jī)器人設(shè)置清潔禁區(qū)，采用卡片式的交互形式為用戶進(jìn)行清潔計劃的合理推薦。

4.預(yù)測性主動交互：智能化程度最高的主動交互模式則為預(yù)測性主動交互，常在建議、詢問等交互功能中體現(xiàn)，并以缺省頁及結(jié)果頁式、互動式、嵌入式等形式出現(xiàn)。作為提供移動情境主動服務(wù)的代表，華為情景智能能夠根據(jù)用戶的使用習(xí)慣和交互場景進(jìn)行智能推薦，集合應(yīng)用建議、智慧搜索、生活服務(wù)等快捷頁面于負(fù)一屏顯示，以及動態(tài)提供智能場景服務(wù)，例如靠近快遞柜時手機(jī)端會自動呈現(xiàn)快遞取件碼，實現(xiàn)結(jié)合場景主動識別用戶需求并作出反饋，如圖2。

（三）主動交互驅(qū)動的智能家居產(chǎn)品設(shè)計趨勢

如前文所述，人工智能不斷革新著我們與機(jī)器交互的方式，而在未來，這種影響將會愈加深遠(yuǎn)。近些年來，相關(guān)學(xué)者和設(shè)計師們都在試圖探索新的交互媒介，優(yōu)化現(xiàn)有的交互方式，開發(fā)用戶體驗更好的智能化產(chǎn)品。主動交互主要從感知、顯示、控制和理解四個方面變革智能家居領(lǐng)域，從而增強(qiáng)人對于智慧場景的體驗。

1.以人為本的感知：智能終端具備了強(qiáng)大的感知、獲取和分析情境的能力，使得預(yù)測用戶的行為意圖，并自動執(zhí)行動作或作出相應(yīng)調(diào)整成為可能。感知層面的主動交互應(yīng)以能夠獲取更具情感性的用戶數(shù)據(jù)，并生成更細(xì)致入微的洞見為重心，從而幫助產(chǎn)品利用個性化的數(shù)據(jù)信息來提出建議，從而在服務(wù)用戶的過程中更具創(chuàng)造性。

2.可視信息的顯示：隨著分離式物理按鍵和顯示設(shè)備逐步被一體化觸摸屏幕所替代，多屏聯(lián)動的信息呈現(xiàn)形式日漸普及。顯示層面的主動交互能夠在感知的基礎(chǔ)之上讓各個產(chǎn)品以信息共享的方式相連接，實現(xiàn)屏幕物理形式與交互內(nèi)容的一體化。用戶通過操作屏幕傳遞、共享和切換各個產(chǎn)品之間的內(nèi)容信息，從而實現(xiàn)跨終端、跨場景、跨系統(tǒng)的互動連接，構(gòu)建無處不在的互聯(lián)能力，極大地提升了用戶體驗。

3.內(nèi)容共享的控制：人工智能技術(shù)的發(fā)展使得適用于不同場景的交互通道得以涌現(xiàn)，主動交互打破了單品智能的孤島效應(yīng)，形成了以智能平臺為載體，不同單品智能互相聯(lián)系的互聯(lián)智能場景。在此場景下，設(shè)備在各類場景之間無縫對接，形成數(shù)據(jù)交互、共享的嶄新生態(tài)，共同提升人們的生活品質(zhì)。

4.情感互動的理解：人工智能時代，產(chǎn)品不再是冰冷和被動的設(shè)備，而是具有感知能力、認(rèn)知能力、甚至?xí)鲃铀伎嫉闹悄荏w，單純的控制與被控制的人機(jī)關(guān)系開始向著更加主動、更加平等的類人交互轉(zhuǎn)化?；ヂ?lián)網(wǎng)時代，用戶更加傾向于通過可互動的形式來獲取信息、作出決策和進(jìn)行溝通，因此情感體驗成為了理解層面主動交互的新命題。

三、智能家居產(chǎn)品有序主動交互設(shè)計策略構(gòu)建

（一）主動交互設(shè)計的目的性思考

交互設(shè)計作為一種以目的為導(dǎo)向的設(shè)計，在關(guān)注以為人服務(wù)為中心、以主動服務(wù)于人為導(dǎo)向之前，必須對其目的性加以考量。結(jié)合相關(guān)設(shè)計趨勢與案例，以機(jī)器和用戶的主從關(guān)系為區(qū)分，主動交互設(shè)計的目的性大致可分為三類，即絕對主動、相對主動和有序主動。

絕對主動是由機(jī)器發(fā)起，通過判斷場景要素和用戶狀態(tài)等信息，及時作出反饋、提供服務(wù)。用戶作為被服務(wù)方負(fù)責(zé)表達(dá)，機(jī)器作為決策方參與互動并主導(dǎo)過程。比如，美的Air空間站的主動交互就是一種絕對的主動，強(qiáng)調(diào)用戶的客觀性。通過傳感器實時監(jiān)測溫度、濕度、風(fēng)感、潔凈度、新鮮度五個基本氣候維度，并綜合考慮家庭特殊群體對于空氣質(zhì)量的要求，協(xié)同控制管理空氣。例如，當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到室內(nèi)過于干燥時，交互界面將會顯示自動開啟制熱加濕功能形成舒適的溫濕度，達(dá)到預(yù)設(shè)的交互場景。

相對主動則更加突出用戶的主觀性，即基于隱私性和安全性的考量，由用戶進(jìn)行選擇、喚醒服務(wù)體驗，通常以對答的形式呈現(xiàn)，需要用戶逐層確認(rèn)或者否定的菜單式對話。三星Family Hub智能冰箱搭載的人工智能平臺Bixby能夠針對用戶的提問給予更有針對性的互動回答。比如當(dāng)用戶問起B(yǎng)ixby冰箱里有什么食物時，它能夠查看冰箱庫存并對即將過期的食物給予提醒回答，通過語音和屏幕交互的雙重交互表現(xiàn)形式，形成更自然的交互內(nèi)容。

而有序主動則更傾向于絕對主動與相對主動的有機(jī)結(jié)合。在實際體驗中，面對不同場景，需要與用戶多樣需求的主觀性與客觀性、公共性和隱私性等問題相互摻雜，單一的絕對主動會帶來隱私侵犯與信息失控等問題困擾，而單一的相對主動則帶來智能化缺失與操控難度上升的問題。因此，有序主動交互需要根據(jù)場景與用戶的需要，適時地進(jìn)行機(jī)器與用戶決策與互動主導(dǎo)方的交替，從而更好地迎合“以人為中心”的交互設(shè)計理念。故本文提出“有序主動”的概念，作為主動交互設(shè)計的目的導(dǎo)向，并進(jìn)一步探索設(shè)計框架與策略。

（二）智能家居產(chǎn)品有序主動交互設(shè)計原則

1.根據(jù)環(huán)境采取適應(yīng)性策略：在以往的被動交互中，智能體在用戶主動發(fā)起詢問后進(jìn)行被動響應(yīng)。而在主動交互中，智能體除進(jìn)行響應(yīng)反饋以外，還需要實時根據(jù)周遭環(huán)境的改變作出相應(yīng)服務(wù)拓展，并對內(nèi)容與功能服務(wù)的進(jìn)展結(jié)果進(jìn)行追蹤，從而形成連續(xù)且愉悅的用戶體驗。

2.關(guān)注分析用戶的屬性：主動交互在實際的設(shè)計中需要通過積累用戶反饋或主動詢問用戶關(guān)鍵信息，建立并不斷學(xué)習(xí)與修正用戶模型及其相關(guān)參數(shù)，達(dá)到完善與進(jìn)化的目的。因此，主動交互更加強(qiáng)調(diào)通過提升預(yù)測用戶需求的準(zhǔn)確性來進(jìn)行有效的雙向互動。

3.避免信息超載：在主動交互中，智能體會通過自己的判斷和預(yù)測，主動為用戶提供自身認(rèn)為對用戶有用的建議和提示。然而，人工智能畢竟與人類智能存在差距，產(chǎn)品的判斷也存在誤差，在用戶的日常使用中也會出現(xiàn)在不合適的場景下主動發(fā)信息或者在短時間內(nèi)發(fā)送超過用戶可接受范圍的信息，對用戶使用智能體產(chǎn)生干擾。因此，需要在主動交互設(shè)計中添加信息管控，對交互的形式、內(nèi)容和出現(xiàn)的場合加以考量。

4.尊重用戶個人隱私：智能體為了實現(xiàn)完美的主動交互需要大量分析用戶的信息建立用戶交互模型，因此在日常交互中會主動收集與用戶相關(guān)的各種數(shù)據(jù)。同時，現(xiàn)有的交互形式在多個場景下的表現(xiàn)形式比較單一，未在公共性和隱私性的方面產(chǎn)生區(qū)分，因此要在具體的設(shè)計中注重主觀性和客觀性、區(qū)分公開場景和私密場景，使用戶和智能體在決策在互動中更好地交替完成交互。

（三）智能家居產(chǎn)品有序主動交互設(shè)計策略

為了給予用戶更高質(zhì)量的服務(wù)體驗，人工智能技術(shù)在其商業(yè)應(yīng)用的過程中重新關(guān)注人的因素。設(shè)計介入其中，主要從感知、顯示、控制和理解四個方面提倡以人為中心的有序主動交互設(shè)計，從而增強(qiáng)人在智慧場景下的體驗。本文從可知、可視、可控、可預(yù)測四個層次搭建信息架構(gòu)模型，通過對決策與互動的設(shè)計表達(dá)，來建立人與智能家居產(chǎn)品之間的信任感，從而實現(xiàn)以人為中心的有序主動交互，見圖3。

1.主動打造個性化的交互內(nèi)容推薦：設(shè)計師通過感知層面的主動交互協(xié)助預(yù)測不同用戶在不同場景下的需求，意圖實現(xiàn)情感和個性的人性化。一方面，能夠利用人工智能技術(shù)有效針對用戶的個體興趣進(jìn)行個性化的內(nèi)容推薦，在大數(shù)據(jù)背景下，收集豐富的個體興趣樣本，通過機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)品越來越注重個性化推薦;另一方面，移動終端設(shè)備能夠?qū)Σ煌瑘鼍暗奶卣饔兴兄?，設(shè)計師能夠通過感知和分析當(dāng)前場景的用戶需求來進(jìn)行精準(zhǔn)的應(yīng)景設(shè)計，從而提升用戶的舒適感和愉悅感。

2.主動提供基于移動互聯(lián)的多元交互形式：設(shè)計師能夠根據(jù)用戶和場景的具體需求，用設(shè)計的方式協(xié)助提供信息的情境化和多元化呈現(xiàn)。并且，通過上述四種主動交互模式的交替引導(dǎo)，能夠符合用戶需求的同時優(yōu)化視覺效果與交互體驗，從而簡化操作步驟并契合用戶的使用習(xí)慣，讓互動更加高效流暢。多屏聯(lián)動延伸至移動端，同時智能家居產(chǎn)品和智能終端之間的信息共享，通過屏幕操作實現(xiàn)多屏之間的播放內(nèi)容傳遞與互聯(lián)，實現(xiàn)多系統(tǒng)、多終端的互聯(lián)，構(gòu)建無處不在的連接能力。

3.主動建立多通道融合路徑拓展更多交互空間：設(shè)計師通過建立交互模型融合語音、人臉、手勢、生理信號等多種方式，來適應(yīng)不同情境的用戶需要，能夠更加便捷精準(zhǔn)地判斷出用戶的真實意圖和需求，并適時準(zhǔn)確地提供回應(yīng)與服務(wù)。除此之外，在具體的設(shè)計中設(shè)計師能夠通過預(yù)設(shè)交互場景，并且利用多通道融合的交互路徑促成多場景的銜接與切換。

4.主動承擔(dān)交互角色構(gòu)建加強(qiáng)信任關(guān)系：設(shè)計師能夠通過洞察用戶的情感需求，主動設(shè)計智能體的所謂“人設(shè)”，即在用戶與智能體的互動過程中形成由性格特征、人機(jī)關(guān)系和基本屬性構(gòu)成的角色形象，來迎合不同類型的用戶。通過不斷豐富人設(shè)的表達(dá)維度，從而在交互中與用戶建立強(qiáng)耦合關(guān)聯(lián)，通過在交互設(shè)計中融入情感化因素更好地促進(jìn)用戶在使用過程中產(chǎn)生積極情緒和愉悅記憶，并進(jìn)一步提升用戶的產(chǎn)品使用意愿和信任包容程度。同時，也充分考量用戶對于隱私侵犯、認(rèn)知負(fù)荷等問題的顧慮，在交互設(shè)計上避免層級感過重。從長遠(yuǎn)角度來看，信任關(guān)系的建立，能夠使得感知、顯示、控制和理解四個層面的以人為中心的有序主動交互系統(tǒng)最終構(gòu)建。

結(jié)語

人工智能介入設(shè)計領(lǐng)域所帶來的不僅是人機(jī)交互的便捷體驗和更新迭代，更是對人、產(chǎn)品和場景的需求回歸。人機(jī)互動的方式由此改變，人機(jī)關(guān)系也得以重新定義，人重新成為交互研究中的重點，這也使基于人工智能的交互設(shè)計更具挑戰(zhàn)性。從感知、顯示、控制和理解四個維度提倡以人為中心的有序主動交互設(shè)計，能夠幫助設(shè)計研究者從可知、可視、可控、可預(yù)測四個層次進(jìn)行設(shè)計表達(dá)，構(gòu)建人機(jī)之間的信任感，達(dá)到一種有序的主動交互，從而使用戶獲得更加個性化與情境化的增強(qiáng)體驗。