略談融入智能化元素的家具設計

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1智能化家具情景設計知識構成

智能化家具設計的核心點在“智能”上，使家具實現“智能”是智能化家具設計的基本目標。根據這一特點，筆者將家具本體知識模塊作為情景分析的重點，而產品與環(huán)境，產品與市場，產品與人等知識模塊居于家具本體知識情景分析之后，由此可以把智能化家具內在情景知識分為家具結構知識，家具行為知識和家具功能目標知識三個情景設計知識模塊，如圖1所示。在智能化家具情景知識分析中，結構知識模塊主要有五個大的部分組成，即智能控制設備、智能執(zhí)行設備、傳感裝置、家具本體結構和智能傳動機構。如果將智能化家具比作人體，家具本體結構與非智能家具一樣，是家具的“軀體”，用于連接和支撐其家具功能部分；傳感裝置是家具的“五官”，用來感知外界和軀體內部的變化，準確測出其當前狀態(tài)，保證系統(tǒng)進入控制狀態(tài)；智能控制設備相當于家具的“大腦”，是智能化家具的靈魂；智能傳動機構則類似家具的“四肢”，用于完成控制設備傳達的任務。智能化家具行為知識模塊主要是指不同的家具結構在“智能化”功能實現過程中通過何種行為發(fā)揮作用，如智能控制設備主要是按照預先編好的程序進行數據采集、數據處理、邏輯處理、控制量計算等，并通過連接電路向智能系統(tǒng)的各個部分發(fā)出控制命令，指揮整個系統(tǒng)有條不紊的工作；智能執(zhí)行設備的主要行為是根據控制器發(fā)出的指令，直接控制執(zhí)行裝置工作；傳感裝置的作用是把位移、速度、力、溫度、光度等物理量和濃度、成分等化學量轉換為電信號；家具本體結構是所有功能的支撐結構，完成系統(tǒng)的結構功能；智能傳動機構主要是借助一些傳動裝置對系統(tǒng)作直接、物理性的作用，來達到系統(tǒng)所希望的狀態(tài)。智能化家具功能目標知識主要是表征智能化家具最終所要實現何種智能化的目標，是概念設計思考的落腳點與歸宿所在。根據不同領域智能化發(fā)展的現狀，以及家具產品本身的特點，智能化家具功能目標知識模塊主要包括智能尺度參數調節(jié)，如角度調節(jié)、高度調節(jié)、長度調節(jié)、寬度調節(jié)、開合度調節(jié)、升降度調節(jié)、折疊度調節(jié)、旋轉度調節(jié)等，智能感覺系數調節(jié)，如亮度調節(jié)、溫度調節(jié)、濕度調節(jié)、感應度調節(jié)等，以及智能保護功能，如消毒、殺菌、防蟲、防蛀等。

2智能化家具情景分析

設計模型筆者在前面提到，情景分析主要適用于產品概念設計階段，就智能化家具而言，構建具有一般性的情景分析設計模型，對智能化家具產品的開發(fā)創(chuàng)新具有重要的指導作用。情景分析設計過程通過情景知識的分析來產生設計設想，進而通過情景知識的限定，來優(yōu)化設計概念的過程。因此情景知識是設計分析的基礎，設計限定所產生的矛盾以及設計需求所產生的概念是設計的關鍵，鑒于此，筆者認為基于情景分析設計的方法，智能化家具設計模型的建構包括三個方面的內容，一是用于情景分析的設計知識，可以分為六個部分；二是情景分析過程中通過不同的設計限定所產生的矛盾沖突；三是根據情景分析，設計需求所形成的設計概念或設想。矛盾沖突與設計設想之間通過互相交融，以達到設計上的平衡，進而形成合理的設計方案，智能化家具情景分析的知識包括六個基礎模塊，即環(huán)境知識模塊，智能化家具知識模塊，用戶知識模塊，用戶與環(huán)境的交互知識模塊，智能化家具與環(huán)境的交互知識模塊，用戶與智能化家具的交互知識模塊。由于智能化家具的特殊性，關于智能化家具本身的知識模塊在前面已經進行了詳細介紹。環(huán)境知識模塊主要是指智能化家具外在物質與精神空間對設計所產生的影響，一般與產品、用戶結合起來分析。用戶知識模塊對設計概念起著的限定作用，用戶的身份、地位、認知、愛好、文化、心理、交往人群，購買力不同，對智能化家具產品的需求也不一樣，所形成的設計概念也存在較大的差異。

在情景分析設計過程中，用戶、環(huán)境及智能化家具三者是相互交融，不可分割的，它們互相交互的過程中，形成了三種具體的設計知識模塊。一是用戶與環(huán)境的交互知識模塊，能決定著設計概念的功能和智能化家具產品設計信息傳遞的是否合理。用戶與環(huán)境之間的功能活動，能更深層次的挖掘用戶的潛在，有針對性的需求；智能化家具產品在環(huán)境中信息傳遞的合理性，對設計概念起著重要的限定作用，不同信息傳遞方式對應不同設計概念，信息傳遞的類型也會影響設計概念的種類。同時，智能化家具材料、色彩、功能、形態(tài)、風格符號、使用、購買模式的喜好等知識因素，也受外部環(huán)境對用戶影響。由此可以發(fā)現，環(huán)境與用戶交互知識情景分析，將某種環(huán)境下的特定事件的過程分解成了若干細節(jié)，使設計師能夠注意到用戶所沒有留意的問題，從而發(fā)現智能化家具設計的相關機遇與設想。二是用戶與智能化家具之間的交互知識模塊，能為設計設想或概念提供直接的目標與需求。

通過用戶習慣的操作方式、使用步驟、操作的精確性、健康安全要求、信息通道匹配方式和使用者的心理模型、美學要求、情感要求等，來確定智能化家具所要具備的結構、功能、部件設計、工藝材料、產品的形態(tài)語言、指示符號、界面排布等多方面的內容。關于用戶與智能化家具交互知識模塊所涉及的知識很廣，包括人體測量學、心理學、認識學、運動學、生理學、美學、醫(yī)學和工程技術的多個領域。不同的知識，對設計概念起著重要的限定作用，如人體測量學通過的人體尺寸的測量，能確定人體不同部位的尺寸、運動姿勢、活動范圍、肌力等，這些知識可以決定智能化家具控制器的形狀、尺寸、操作方式、所需的驅動力等，進而決定使用者的操作方式、效率、準確性、舒適度等。三是智能化家具與環(huán)境的交互知識模塊，對設計概念的生產也有著重要的限定作用。就智能化家具而言，智能化產品系統(tǒng)必須要面對大量的周邊環(huán)境要素帶來的問題，如社會經濟、現有產品、社會潮流、制度法規(guī)（如安全標準）、市場狀況、美學價值、技術條件限制、文化規(guī)范、品牌形象、用戶期待、產品所在的微觀環(huán)境要求等知識內容，都對智能化產品設計構思產生規(guī)范與限定作用。

情景知識是情景分析設計的基礎，在智能化家具設計過程中，通過不同模塊的情景知識以及情景知識的交互，能發(fā)現和挖掘不同的設計需求（需求1、需求2……需求N）；根據不同的設計需求，生成不同的設計概念或設想（設想1、設想2……設想N）；同時，不同模塊的情景知識以及情景知識的交互，又能形成不同的限定條件（限定條件1、限定條件2……限定條件N），在限定條件與設計概念的共同作用下，形成完善合理的設計方案。

3 結語

情景分析設計方法一般運用于概念設計知識的表達，是產品概念設計過程中比較有效的一種方法，運用情景分析能產生大量的設計設想與設計方案。與其他設計方法一樣，情景分析設計方法可以減少產品開發(fā)資源（時間、金錢等）的使用、改善產品功用、提高產品可靠性、降低產品生命周期成本和縮短制造周期。當前，情景分析設計方法仍處于設計探索階段，有待進一步完善，通過情景分析的設計邏輯與情景知識的設計表征，來探索智能化家具的設計思路，可以大大開拓智能化家具設計的視野，獲得源源不斷的設計靈感。

作者：張宗登 劉宗明 單位：湖南工業(yè)大學