基于園藝療法的智能家具的用戶需求與交互技術(shù)研究

薛雅元 楊子倩

摘要：智能家具具有傳統(tǒng)家具不具備的功能，能更好地為家居環(huán)境的舒適性服務(wù)。結(jié)合園藝療法理論，分析用戶需求在人機交互的重要作用，理清家庭空間中人、植物、智能家具之間的交互關(guān)系。從而更好地結(jié)合智能家居技術(shù)給用戶提供智能園藝體驗，為用戶提供能帶來慰藉的智能園藝家具，幫助用戶接受疫情居家生活新常態(tài)。

關(guān)鍵詞：智能家具;用戶需求;交互設(shè)計;智能室內(nèi)園藝

中圖分類號：TS665 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）13-00-02

1 基于園藝療法的智能家具的用戶需求及特點

1.1 基于園藝療法的智能家具的用戶需求的概念

1.1.1 園藝治療的概念

園藝療法是借助各種和植物有關(guān)的活動及植物本身，來幫助參與者增強身體素質(zhì)、消除負面情緒、促進身心健康，最終使參與者獲得治療的一種輔助療法。任何年齡階段、社會背景的人，只要感到身心狀況欠佳都可以使用它。園藝療法通過激發(fā)人類的五種感覺，幫助人們專注于園藝活動，使人們可以將其從純粹的轉(zhuǎn)移注意力發(fā)展成自發(fā)的興趣，從而使參與者不再專注于負面情緒，最終改善身心[1]。

用戶借助園藝活動來排解居家隔離或是工作生活中的負面情緒。由于疫情，人們在日常生活中需要保持社交距離，這樣容易產(chǎn)生較多消極情緒，給身心帶來極大的負面影響。在盡量減少外出的情況下，家庭住所成為最重要的生活空間。而居家隔離也讓很多人變成家庭廚師，在料理時使用新鮮的蔬菜可以給人們帶來安心和慰藉。住宅內(nèi)擺放適量綠植，不僅能點綴室內(nèi)空間，還能帶來自然氣息和新鮮空氣。

1.1.2 基于園藝治療的智能家具的用戶需求的概念

在某種程度上，結(jié)合園藝療法的智能家具產(chǎn)品是更針對智能園藝的人性化設(shè)計理論的應(yīng)用。園藝療法旨在在人類參與植物生命周期的過程中與其建立密切關(guān)系，而人性化設(shè)計強調(diào)用戶體驗以及用戶與產(chǎn)品的交互。二者都重視用戶在產(chǎn)品使用過程中產(chǎn)生的主觀感受及五感體驗，將其融入智能家具的設(shè)計中，為城市家庭提供更宜居的家居環(huán)境，消除身心疲憊[2]。

1.2 基于園藝療法的智能家具的用戶需求的特點

基于普遍存在的室內(nèi)園藝的缺陷，園藝療法作為一種輔助療法，適用人群廣泛，分析基于園藝療法的智能園藝家具的用戶需求時，需要根據(jù)用戶的一些特征如年齡段、職業(yè)、是否有園藝經(jīng)驗、植物種類喜好等對其進行細分。

1.2.1 室內(nèi)園藝的用戶需求特點

提供整潔宜人的室內(nèi)環(huán)境。人們在創(chuàng)造高質(zhì)量家居環(huán)境的過程中，大多選擇購買植物盆栽以增添空間的自然氣息同時裝飾環(huán)境[3]。但大多數(shù)城市家庭都存在可種植面積較小或是種植空間光線不足的問題。

需要解決家庭園藝中存在的問題。植物在種植和維護過程中面臨許多問題，諸多生長因素但凡缺少一個都可能導致綠植的死亡。而且傳統(tǒng)園藝操作程序煩瑣，種植不易成功，種植品種有限，在栽培和澆水過程中飛濺的泥土和水會影響室內(nèi)環(huán)境。

1.2.2 基于園藝療法的智能家具的用戶需求特點

用戶偏好種植的植物種類不同，就會有不同的園藝體驗和行為習慣，以及不同的種植量和種植空間需求，并且期待獲得的精神滿足感也不同。因此以用戶喜好的植物種類對用戶群體進行進一步挖掘。根據(jù)用戶不同的喜好和行為習慣，智能系統(tǒng)和家具形態(tài)也有所不同，接受園藝療法時偏重的感官也有所不同。以下根據(jù)種植植物種類進行粗略的用戶群體分類，按用戶的種植種類將其分為三個大類，并進行具體討論。

偏好種植蔬菜的用戶人群。由于城市化和氣候變化破壞了生態(tài)環(huán)境，城市家庭中的部分人口對市場上售賣的蔬菜充滿擔憂。大多在自家陽臺上種植可食用的植物供自己和家人食用，更注重通過植物的收獲和食用帶來精神愉悅。主要需求有不錯的蔬菜質(zhì)量、較大的種植數(shù)量、較多的種植空間，還有需要分享收獲的蔬菜和用其制作的料理。偏好花草園藝的用戶人群主要種植觀賞類植物。他們有經(jīng)驗，愿意花費大量時間參與園藝勞作，從園藝勞作過程和觀察植物生長過程中獲得精神愉悅感。其主要需求有保留園藝過程、為多種植物的生長提供合適的環(huán)境、所需種植空間較多、社交與分享等。偏好擺放綠植盆栽的用戶人群會傾向選擇適宜室內(nèi)生長的植物品種，對室內(nèi)空間美化要求較高。他們喜歡在家中、辦公空間擺放盆栽或是插花，沒有太多時間打理植物，主要是從視覺欣賞中獲得精神愉悅感。其主要需求有視覺美觀性、操作便利性、種植空間較少、智能提醒等。

現(xiàn)有智能種植產(chǎn)品與園藝療法的結(jié)合有限，可以分為自動型和手動型兩類。自動型多以種植機或種植柜為主，由產(chǎn)品進行自動檢測與控制，能讓種植的植物以最優(yōu)方式生長，在植物成長過程中無須太多人力干預。這類產(chǎn)品依靠自身的智能系統(tǒng)運作，無法讓用戶與植物進行深入的交流和互動，達到園藝治療的目的。而手動型主要是為植物提供更適宜的生長環(huán)境，為用戶提供更便捷的種植操作程序，沒有太多智能控制，讓植物在自然條件下成長，注重的是用戶的園藝體驗及園藝知識的獲取，能起到一定的園藝治療作用，但缺少針對用戶需求的園藝療法設(shè)計。

2 基于園藝療法的智能家具交互的技術(shù)研究

2.1 智能園藝家具的交互設(shè)計特點

2.1.1 側(cè)重于手動模式

根據(jù)園藝療法，保留手動型智能家庭園藝產(chǎn)品的特點。在室內(nèi)空間為植物提供更適宜的生長環(huán)境，便于用戶打理種植;較少的智能控制，讓植物在自然條件下成長。這樣的方式盡可能地保留了用戶的園藝過程，并在其基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化園藝療法所需的五感刺激和情感因素。

在智能園藝家具中，智能種植系統(tǒng)的設(shè)計需根據(jù)不同用戶的種植偏好，針對其感官刺激需求，調(diào)整智能產(chǎn)品的對植物的控制。根據(jù)用戶需求對用戶參與度與種植養(yǎng)護程序進行調(diào)整，這樣能使用戶在參與植物生長過程的同時還可以以自己最能獲得滿足的方式得到放松。

2.1.2 適當加入智能化輔助功能

在手動型智能園藝產(chǎn)品的功能基礎(chǔ)上，增加遠程監(jiān)測、實時提醒、智能調(diào)整養(yǎng)護策略等自動模式并整合于手機軟件，方便用戶在手動和自動模式之間切換，并添加虛擬養(yǎng)成、情感社交等功能，進一步增強用戶與植物的關(guān)系，增強智能系統(tǒng)的趣味性。

2.1.3 與家具結(jié)合

家具是家居空間里的主要構(gòu)成元素，家具作為智能系統(tǒng)的載體比單獨的智能種植產(chǎn)品，更易讓用戶產(chǎn)生親切感，同時與用戶產(chǎn)生更多互動。相較于用戶在室內(nèi)單獨空間種植植物，其更能拉近人與植物的物理距離。此外，將智能園藝功能與家具結(jié)合，也可減少種植產(chǎn)品的占地面積，并創(chuàng)造更多的種植空間。在考慮家具本身的人體工學基礎(chǔ)上，融入智能種植系統(tǒng)，且要便于用戶操作。

在選擇家具載體形式時，有必要進行更具體的用戶種植情況的實地調(diào)研和線上調(diào)查，以進一步明確用戶的使用條件，并準確定位設(shè)計思想，使用人性化的設(shè)計理論和用戶體驗理論來指導智能種植系統(tǒng)所搭載的產(chǎn)品的設(shè)計定位，構(gòu)建產(chǎn)品功能并對其外觀建模，繪制外形方案，逐步完成最終設(shè)計方案[4]。如偏好種植蔬菜的用戶人群，可以結(jié)合其種植量大、所需種植空間較多的特點，選擇桌類、柜類、架類家具進行結(jié)合。這三類家具自身可以使用的空間較大，且柜類、架類所占空間面積更小，適合大量種植蔬菜的用戶。而偏好花草園藝的用戶人群和偏好擺放綠植盆栽的用戶人群，桌類和柜類家具可能會降低所種植植物的視覺欣賞性，更適合以燈類、架類家具作為載體。

2.2 與智能園藝相關(guān)的智能家居技術(shù)

2.2.1 智能種植技術(shù)

植物工廠使用LED燈為植物提供人造光源，并配備多層架子、循環(huán)風扇或空調(diào)，還有施肥系統(tǒng)、營養(yǎng)液再循環(huán)系統(tǒng)等其他用于封閉花園生長的設(shè)備。

開發(fā)智能種植系統(tǒng)所需的智能檢測功能是一個傳感器系統(tǒng)，其中包括多個傳感器，例如溫度和濕度傳感器、光傳感器、二氧化碳傳感器、酸堿度傳感器等[5]。不同的傳感器分別收集不同的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到后端，這有助于系統(tǒng)決策和用戶監(jiān)控，從而確保植物的健康生長。

2.2.2 智能家居技術(shù)

嵌入式系統(tǒng)是具有特定功能的計算機系統(tǒng)，在家具等載體中嵌入先進的電子技術(shù)產(chǎn)品或機電配件，可提供技術(shù)支持來控制、監(jiān)視和協(xié)助各種設(shè)備和機器的運作[6]。各種特定功能可以通過觸摸等動作和遙控器操作。

云計算硬件平臺是用于采集前端數(shù)據(jù)處理和整合計算的平臺，包括諸如服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之類的硬件[7]。種植數(shù)據(jù)的存儲和計算可以在云平臺上進行，如植物環(huán)境信息數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)等可以在云平臺上進行統(tǒng)一管理。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種連接大規(guī)模事物的新興技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)設(shè)備的有效應(yīng)用，可以使物體與物體、物體與人建立聯(lián)系[8]。物聯(lián)網(wǎng)中的內(nèi)容在實際應(yīng)用過程中是獨一無二的，在過程中要將重點放在識別其他事物或人的能力上。

2.3 基于園藝療法的智能園藝系統(tǒng)

使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能園藝系統(tǒng)可以有效地幫助更多人選擇園藝療法，最終使其得到有效的治療。高質(zhì)量的種植經(jīng)驗和種植載體應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集后儲存在數(shù)據(jù)庫平臺上。用戶可以在用戶終端中查看這些與種植相關(guān)的信息，同時用戶可以在智能終端上監(jiān)測種植環(huán)境的各種指數(shù)。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)相關(guān)指示進行種植，并根據(jù)容易讓自己獲得精神滿足的方式來選擇智能系統(tǒng)模式。

用于結(jié)合家具的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能種植系統(tǒng)由栽培模塊、智能控制系統(tǒng)和用戶端三者組成。智能種植系統(tǒng)中的栽培模塊有無土栽培、水培和土壤栽培三種。栽培模塊可以根據(jù)用戶喜愛種植的植物種類，提供符合該種植物生長的不同的栽培模塊。

結(jié)合家具的智能控制系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、智能數(shù)據(jù)分析模塊、智能控制模塊以及無線通信模塊組成。數(shù)據(jù)收集是傳感器和控制設(shè)備被前端智能控制器控制，該控制器負責收集種植環(huán)境參數(shù)并執(zhí)行遠程種植命令。數(shù)據(jù)通信是使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過協(xié)調(diào)節(jié)點在終端節(jié)點上收集環(huán)境參數(shù)和植物圖像，然后通過串行通信將數(shù)據(jù)發(fā)送并上傳到服務(wù)器，再由在互聯(lián)網(wǎng)上的云服務(wù)器完成處理，這是整個系統(tǒng)的重要組成部分[9]。云平臺首先將發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)庫中，然后依據(jù)植物信息數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行云計算再給出合理的指示。該指示將被反饋到前端的智能芯片，后者可以智能地控制設(shè)備來優(yōu)化栽培環(huán)境。使用傳感器設(shè)備收集數(shù)據(jù)，可根據(jù)這些數(shù)據(jù)自動進行智能監(jiān)控和智能種植植物。

用戶可以通過移動終端或計算機網(wǎng)頁進入用戶端應(yīng)用程序，并可以實時查看相關(guān)信息，以增強互動。應(yīng)用程序界面包含植物生長環(huán)境監(jiān)測、植物生長環(huán)境智能調(diào)整、植物生長記錄和植物分享社區(qū)等功能。用戶可以根據(jù)自己的需要在手動模式、自動模式和自定義模式之間進行選擇，也可以根據(jù)某些情況更改模式[10]。用戶在旅行時，可以將其設(shè)置為自動模式，不必擔心家里的植物。用戶可以通過軟件查看實時環(huán)境，并根據(jù)指示進行調(diào)整。植物生長日記和分享功能為園藝體驗增添了虛擬養(yǎng)成和社交分享的情感因素。

3 結(jié)語

基于智能家居的興起與園藝療法理論的發(fā)展，要針對不同用戶對當今室內(nèi)園藝和智能室內(nèi)種植產(chǎn)品的不同需求，制定更加科學的種植計劃，讓用戶享受種植過程并樂于分享，努力實現(xiàn)用戶各個層面的需求。本文設(shè)想的智能園藝系統(tǒng)可用于客廳、廚房、辦公室等各種室內(nèi)區(qū)域的綠植景觀。它也可以與任何滿足您需求的家具結(jié)合，開發(fā)具有良好使用前景的智能家居園藝產(chǎn)品。

參考文獻：

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[9] 段宇婷.面向城市家庭的蔬菜智能種植設(shè)備設(shè)計研究[D].長春：吉林大學，2020.

[10] 馮建成.基于智能家居的室內(nèi)垂直綠化裝置應(yīng)用設(shè)計研究[D].武漢：湖北工業(yè)大學，2020.

作者簡介：薛雅元（1999—），女，江蘇無錫人，本科在讀，研究方向：家具設(shè)計。

楊子倩（1984—），女，江蘇揚州人，碩士，講師，研究方向：家具設(shè)計。