人工智能在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

馮元科

將人工智能應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，能夠讓人們?cè)诩揖由钪蝎@得更舒適、更高級(jí)的體驗(yàn)。人工智能在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用得越廣泛，越能體現(xiàn)室內(nèi)設(shè)計(jì)的個(gè)性化和人性化，與人們對(duì)生活質(zhì)量要求的契合度也會(huì)更高?；诖耍疚闹攸c(diǎn)分析了人工智能在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1 新時(shí)代人工智能概述

1.1 新時(shí)代人工智能的定義

人工智能簡而言之，就是人工制造的具備一定智慧和能力的東西，它既是人類思考的結(jié)果，也是一種思考工具，它“天生”具備一定的知識(shí)和能力，也能從不斷的學(xué)習(xí)、記憶和升級(jí)中獲得新的認(rèn)知和能力，不僅能適配現(xiàn)在人們的需求，也能在磨合和調(diào)整過程中，與自己的“主人”越來越默契。人工智能的分類很細(xì)致，種類很多，常見的圖像識(shí)別、語言處理、系統(tǒng)識(shí)別、機(jī)器人及智能管家等，都是人工智能技術(shù)。其中，需要注意的一點(diǎn)，人工智能的運(yùn)用離不開大數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)，如果說硬件外形是它的“肉體”，那么網(wǎng)絡(luò)和信息就是它的“血液”和“細(xì)胞”，通過網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的方式不斷完成造血過程，使之不斷進(jìn)化從而跟上社會(huì)和科技的發(fā)展腳步。

1.2 新時(shí)代人工智能的發(fā)展

目前，人們對(duì)人工智能的概念并不陌生，但實(shí)際上人工智能的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長的階段。人工智能概念在1956 年首次被提出，發(fā)展至今大致可以分為4 個(gè)階段：

1）在1950 年左右，麥卡塞首次提出人工智能的概念，直到20 世紀(jì)70 年代初期，人工智能才進(jìn)入了第1個(gè)快速發(fā)展的階段?？茖W(xué)家們都對(duì)這個(gè)新的概念十分感興趣，紛紛對(duì)它進(jìn)行了更為深入的研究，但受限于當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人工智能的發(fā)展也在很大程度上被制約著。

2）20 世紀(jì)70 年代到90 年代，這段時(shí)間進(jìn)入第2 階段—初步應(yīng)用階段。人工智能已經(jīng)在某些方面得到了應(yīng)用，例如專業(yè)系統(tǒng)的出現(xiàn)就受到好評(píng)，但依舊因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制，系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)升級(jí)，因此即使人工智能有了發(fā)展，但技術(shù)和想法的不匹配，也讓人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展遭到質(zhì)疑。

3）20 世紀(jì)90 年代初期，科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展都有了極大的突破，為人工智能的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，各種技術(shù)的交融改善，讓人工智能得以迅速發(fā)展。同時(shí)，更多的人開始關(guān)注和了解人工智能，越來越多的專家、企業(yè)開始投入到人工智能的研究、開發(fā)和生產(chǎn)中。

到了21 世紀(jì)，人工智能的應(yīng)用越來越普及，智能管家、智能系統(tǒng)幾乎隨處可見，人們又開始對(duì)人工智能的發(fā)展應(yīng)用有了更多新的期待[1]。

2 新時(shí)代室內(nèi)設(shè)計(jì)

2.1 新時(shí)代室內(nèi)設(shè)計(jì)的概念

室內(nèi)設(shè)計(jì)指結(jié)合建筑學(xué)設(shè)計(jì)原理等，將各種材料、工藝運(yùn)用在室內(nèi)的裝修、設(shè)計(jì)上，旨在通過各種手段實(shí)現(xiàn)人們對(duì)室內(nèi)空間的構(gòu)想，用事物還原想法，來滿足人們的物質(zhì)需求和精神需求。室內(nèi)設(shè)計(jì)的材料和一些技術(shù)有一些相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，但在想法、構(gòu)思上是相對(duì)開放的，且人們可以結(jié)合自己的認(rèn)知和時(shí)代的變化對(duì)室內(nèi)設(shè)計(jì)提出越來越新穎、越來越高的要求，因此，室內(nèi)設(shè)計(jì)也是一種創(chuàng)造性活動(dòng)。

2.2 新時(shí)代室內(nèi)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

近年，城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，使城市人口越來越密集，居住在城市中的人們的思想觀念也發(fā)生了天翻地覆的變化。傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)風(fēng)格和觀念已經(jīng)不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的精神追求，室內(nèi)設(shè)計(jì)除了舒適、大方、美觀、基本功能齊全，還要求具備人文特征、個(gè)性化風(fēng)格和智能便捷[2]。

3 新時(shí)代人工智能在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的作用

將人工智能應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中，是室內(nèi)設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)展的必然趨勢(shì)。人工智能的發(fā)展領(lǐng)域雖然不受室內(nèi)設(shè)計(jì)發(fā)展的影響，但兩者相結(jié)合對(duì)人工智能和室內(nèi)設(shè)計(jì)都有著重要的意義。室內(nèi)設(shè)計(jì)對(duì)于人工智能的應(yīng)用要求為人工智能工程師提供了創(chuàng)新思路，人工智能應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中又賦予室內(nèi)設(shè)計(jì)師更廣闊的設(shè)計(jì)思路，為室內(nèi)設(shè)計(jì)的發(fā)展打造了更高維度的空間平臺(tái)。

傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師們通常從看得到、摸得著以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中尋找靈感和設(shè)計(jì)方向，有的設(shè)計(jì)受到大自然的啟示，有的參考其他國家的優(yōu)秀案例，有的從各種圖案中觸發(fā)靈感，即便生活的內(nèi)容無限、世間的景色無限，但不可否認(rèn)，室內(nèi)設(shè)計(jì)的想象和發(fā)揮空間都有很大的局限性[3]。

現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計(jì)在人工智能的加持下，能夠一定程度上脫離時(shí)間、空間的局限性，從網(wǎng)絡(luò)和人工智能的基礎(chǔ)功能上獲得新的設(shè)計(jì)思路。例如，人工智能中的遠(yuǎn)程操控功能，可以在遠(yuǎn)距離的情況下，靈活地控制機(jī)器人或智能家居；在傳統(tǒng)的為老人或者殘疾人設(shè)計(jì)室內(nèi)生活空間的過程中，設(shè)計(jì)師考慮更多的是眼前的家具或空間是否能為他們的日常起居提供便利，但在人工智能支持下，設(shè)計(jì)師可以發(fā)揮想象，考慮如何在遠(yuǎn)距離情況下控制家里的家用電器或者家具等，便于在外的家人與待在家里的老人或殘疾人進(jìn)行良好的互動(dòng)，使家屬和特殊人群的生活都更加簡單輕松。

人工智能技術(shù)中的智能語言功能，能夠?qū)Ω鞣N語言和對(duì)話進(jìn)行處理分析，只要在智能家居環(huán)境中說出打開空調(diào)、打開電視、關(guān)閉窗簾等各種指令，智能家居都能自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的操作?？蓪?shí)現(xiàn)更高級(jí)的人機(jī)交互，小到日常機(jī)器的翻譯、提問和對(duì)話，大到控制機(jī)器設(shè)備，都能為人們提供更加高效、準(zhǔn)確的回答和服務(wù)，為人們的生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)提供更多的便捷性。人工智能在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，讓室內(nèi)設(shè)計(jì)不再只是滿足人們對(duì)室內(nèi)生活生產(chǎn)的基本需求，而在于不斷優(yōu)化用戶體驗(yàn)，解決更多的問題。

4 新時(shí)代人工智能在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

4.1 新時(shí)代人工智能在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

首先，室內(nèi)設(shè)計(jì)的意義本身在于，通過合理的布局，讓人們擁有更好的居住和使用體驗(yàn)，因此無論在室內(nèi)設(shè)計(jì)中應(yīng)用到哪種技術(shù)，都不能違背合理布局這一基本原則。在應(yīng)用人工智能技術(shù)時(shí)，要從方式和結(jié)果2 個(gè)維度考慮應(yīng)用的合理性，確保人工智能技術(shù)使用得恰到好處，充分考慮人工智能系統(tǒng)對(duì)空間和環(huán)境造成的影響。

其次，不能過于追求應(yīng)用人工智能技術(shù)。雖然人工智能技術(shù)的發(fā)展有了很大的進(jìn)步，但從目前來看，它仍處于發(fā)展中階段，無論是理論技術(shù)還是軟件技術(shù)都還不夠完善，有些產(chǎn)品的購買成本比較高，導(dǎo)致其無法廣泛應(yīng)用在很多室內(nèi)設(shè)計(jì)場(chǎng)景中。因此，在進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，還要充分考慮用戶的經(jīng)濟(jì)預(yù)算，從用戶需求和成本控制兩方面入手，既要考慮產(chǎn)品性能也不能忽視投入成本，在室內(nèi)設(shè)計(jì)方案既要利用人工智能體現(xiàn)出未來感，更要體現(xiàn)設(shè)計(jì)成品的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。

最后，在進(jìn)行室內(nèi)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師可以依托人工智能，大膽想象，勇于創(chuàng)新，利用先進(jìn)的素材，憑借豐富的經(jīng)驗(yàn)，打破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念和理念，大膽嘗試，通過各種新穎的構(gòu)思，展現(xiàn)設(shè)計(jì)作品的獨(dú)特性和先進(jìn)性。在選擇材料時(shí)，也要敢于嘗試擴(kuò)大選材范圍，借鑒他人經(jīng)驗(yàn)，解決技術(shù)上的難題。此外，在設(shè)計(jì)過程中，為了保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和施工的安全穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)師還需要善于分析問題，抱著邊學(xué)習(xí)邊進(jìn)步的謙虛心態(tài)，實(shí)現(xiàn)作品和自身的完美突破。

4.2 新時(shí)代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計(jì)大多數(shù)基于對(duì)實(shí)物的設(shè)計(jì)，也就是在看得見、摸得著的東西上進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如家具家電的擺放、設(shè)施設(shè)備功能的設(shè)計(jì)、人體工程學(xué)的設(shè)計(jì)等，但人工智能帶來的不僅僅是實(shí)物設(shè)計(jì)上的優(yōu)化，還能夠在看不見、摸不著的因素上進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，如光線、色彩等。設(shè)計(jì)師可以通過與客戶進(jìn)行深入的交流，按照其個(gè)性化需求對(duì)室內(nèi)的燈光、色彩等，通過人工智能的虛擬效果渲染技術(shù)，讓用戶直觀感受到場(chǎng)景的變換。設(shè)計(jì)師在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也能夠通過建模打造一個(gè)立體真實(shí)的空間。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，會(huì)給觀看和體驗(yàn)者提供一個(gè)更加逼真的場(chǎng)景感受，同時(shí)也能更好地表達(dá)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念和方案。在用戶真實(shí)感受過所設(shè)計(jì)的場(chǎng)景之后，能夠擁有更加全面的了解，從而再次反饋?zhàn)约旱囊庖姡o予設(shè)計(jì)師反饋，設(shè)計(jì)師也能根據(jù)自身和用戶的感受，進(jìn)一步了解設(shè)計(jì)中存在的不足之處，進(jìn)而進(jìn)行方案優(yōu)化[4]。用戶沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）體驗(yàn)如圖1所示。

圖1 用戶沉浸式VR 體驗(yàn)（來源：網(wǎng)絡(luò)）

4.3 新時(shí)代實(shí)際場(chǎng)景的應(yīng)用

4.3.1 裝修材料的應(yīng)用

選擇室內(nèi)設(shè)計(jì)的裝修材料是室內(nèi)設(shè)計(jì)過程中必不可少的環(huán)節(jié)，在將人工智能應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)中時(shí)，不管多么新穎的想法，都要建立在對(duì)材料有一定的了解的基礎(chǔ)上。在選擇裝修和裝飾的材料時(shí)，要了解材料的性能和適用范圍，比如有的材料在功能上能滿足設(shè)計(jì)師的構(gòu)想，但在色彩上難以融入整體的空間搭配；有的材料功能和設(shè)計(jì)搭配上都符合設(shè)計(jì)師的要求，但是價(jià)格太高。但同時(shí)，設(shè)計(jì)師也能通過人工智能，在最大范圍內(nèi)搜索所需材料的信息，在遇到價(jià)格瓶頸時(shí)也能有更多的選擇，在不確定效果的情況下，可以通過人工智能建模直觀地看到設(shè)計(jì)效果。

4.3.2 智能家居的應(yīng)用

目前，人工智能在智能家居室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用最廣泛，具體應(yīng)用也分為3 個(gè)系統(tǒng)：第1，工智能感官調(diào)節(jié)系統(tǒng)。感官包含有人們對(duì)溫度、濕度、光線、色彩等的感受，人工智能可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定，隨時(shí)調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境，讓用戶始終處在一個(gè)最舒適的環(huán)境中。第2，監(jiān)控系統(tǒng)。讓監(jiān)護(hù)人可以通過移動(dòng)設(shè)備遠(yuǎn)程看到家中的殘疾人、老年人或者其他特殊人群的實(shí)時(shí)情況，在人工智能系統(tǒng)的支持下，全方位檢測(cè)和控制室內(nèi)的環(huán)境和情況，以保障特殊人群或需要看護(hù)的人的安全[5]。第3，自定義系統(tǒng)。人工智能還能滿足不同人的不同需求，讓居住變得個(gè)性化和私人化，用戶可以根據(jù)自己的需要和喜好去除不需要的功能，或者添加自己需要的功能，以獲得更好、適配度更高的居住體驗(yàn)。

4.3.3 人工智能的應(yīng)用

人工智能還能應(yīng)用在實(shí)際場(chǎng)景中，其具體操作過程：首先將真實(shí)的場(chǎng)景錄入到系統(tǒng)中，然后再對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行仿真建模，按照比例真實(shí)還原場(chǎng)景，不僅能用3D 打印技術(shù)還原實(shí)物，還能用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作立體圖形，使用戶能夠通過手機(jī)或虛擬現(xiàn)實(shí)VR 設(shè)備進(jìn)行場(chǎng)景漫游，擁有更加逼真和豐富的交互體驗(yàn)。

裝修施工過程是一個(gè)相對(duì)漫長的過程，用戶很難在鋼筋混泥土中想象到完工之后的樣子，更別說真實(shí)體驗(yàn)了。人工智能的應(yīng)用，擺脫了實(shí)際裝修過程中設(shè)備、資金和材料的構(gòu)建過程，其可將虛擬和現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來，讓人們能通過指尖了解具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容（圖2），也為室內(nèi)設(shè)計(jì)方案的修改提供了便利。

圖2 人工智能應(yīng)用框架圖（來源：網(wǎng)絡(luò)）

5 結(jié)語

人工智能技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)效果呈現(xiàn)和智能家居總體規(guī)劃2 個(gè)方面。隨著時(shí)代發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步，研發(fā)人員會(huì)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，將人工智能技術(shù)應(yīng)用在室內(nèi)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的其他方面，推動(dòng)室內(nèi)設(shè)計(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，讓未來的室內(nèi)設(shè)計(jì)更加人性化、經(jīng)濟(jì)化和合理化。