利用物聯網技術增強城市生活的趣味性

唐雨琦　朱曉東

摘 要：隨著物聯網技術的日益成熟，各種智能產品如雨后春筍般涌入人們的生活并逐漸為人們所接受，智能家具也逐漸受到人們的關注。文章結合兒童的特點，探討如何利用物聯網技術增強兒童家具中的趣味性，為兒童設計出滿足其身心發展的智能家具模型。

關鍵詞：物聯網；智能家具；趣味性；兒童家具；設計

隨著物聯網技術的飛速發展，大量的智能單品涌現在人們的日常生活中，同時伴隨著智能家居的迅速發展，智能家具作為家居環境的一個重要組成部分，也隨之進入發展的快車道。在居住條件漸入佳境的今天，兒童的物質生活和精神生活愈發受到人們的關注。由于兒童時期是構建積極人格、開發智力的最佳階段，因此在滿足基本使用功能的同時，家長越來越重視兒童產品設計中的趣味性和啟發性，在兒童家具設計過程中加入趣味性設計，不僅可以得到孩子們的喜愛，同時也對他們的啟蒙教育和成長有所幫助。據統計表明，我國目前擁有將近2億多少年兒童，并且隨著二胎政策的全面放開，中國兒童人數也將大大提高，可以預見未來兒童家具市場的需求空間會隨著社會對兒童生活居住環境的關注而呈現穩步增長的趨勢[1]，本文主要從以下幾個方面探討如何利用物聯網技術增強兒童家具的趣味性。

一、物聯網技術

在信息技術飛速發展的今天，人們的生活已經進入到一個萬物物聯的時代，在新一代信息技術的總成分中，物聯網技術占據了不可或缺的部分。有專家預計，在未來的十年，物聯網將實現數量和質量的飛躍，全球物聯網產業也將呈現快速增長的態勢，數以十億計的互聯設備不斷涌現，來實現讓一切設備互聯，可以說物聯網技術將重塑我們日常生活的方方面面。

物聯網技術是在互聯網技術的基礎上發展出來的一種網絡技術，其用戶端不僅局限在人與人、人與物之間的聯系，也逐漸擴展到物與物之間，主要通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統等信息傳感設備。按照約定的網絡協議，利用互聯網技術在不同物品間建立連接，進行信息交換和通訊，并將數據信息加以整合利用，以實現智能化識別、監控和管理等功能，來更好地服務大眾生活。[2]簡單來說，物聯網可以實現人與物、物與物之間的信息傳遞和控制，其中傳感器技術、網絡技術以及嵌入式系統技術是整個物聯網技術的三大關鍵技術。有專家曾經對這三大技術，做了一個形象的比喻，如果把物聯網比作人體，那么傳感器就相當于人的眼睛、鼻子、皮膚等感知器官，用來從外界獲取信息，而網絡就是神經系統，用來傳遞獲取到的信息，嵌入式系統則相當于人的大腦，在收到信息以后對信息進行分類處理。

二、兒童家具

兒童家具是指適應0～18歲兒童心理與生理發展路徑，并且滿足他們在生活、娛樂、學習和交往中，供他們坐、臥或支撐與貯存物品和作為裝飾等功能需要的一類器具，主要包括書房家具、臥室家具、學校家具、閱覽室家具、游戲室家具和幼兒園家具等。作為陪伴孩子必不可少的生活用具，越來越多的設計師嘗試著挖掘兒童家具更深層次的功能作用，比如家具的趣味性以及多功能等，可以說現代兒童家具既是兒童生活和學習中的器具，又是他們成長中娛樂的道具[3]。

隨著中國綜合國力的提高，我們和其他國家在各個領域的競爭無疑會更加激烈，而未來的競爭核心是人才的競爭，眾所周知，兒童是祖國的未來，民族的希望，并且兒童時期是一個人性格和興趣愛好形成的關鍵時期。因此家長也越來越注重孩子的啟蒙教育，在家具領域表現為，近幾年涌現出來大量的益智兒童家具，比如芙萊莎兒童家具使孩子在有限的空間里盡情娛樂，而且基于芙萊莎兒童家具可以隨意組裝的特點，可以很好地培養孩子的創新意識和動手能力，設計師們通過這些益智家具模型，希望能潛移默化地培養孩子的形象思維和動手能力，從而提高孩子的創新創造能力[4]。

兒童一直處于生長發育的過程中，無論是生理還是心理上面都與成年人之間有著顯著的不同，并且不同年齡階層的兒童也有著其各自的生理和心理特征。因此現代兒童家具設計的需要根據兒童的年齡、性別和性格等因素進行設計，如果忽略兒童之間的差異性、為兒童建立一個統一的設計模版，會導致設計最終流于形式，從而無法滿足不同身體狀況和生活能力的兒童需求。因此在設計兒童家具時，我們應該針對不同階段的兒童生理和心理熱點進行研究，并在此基礎上，總結出兒童家具設計的原則和方法，從而更好地來指導兒童家具實踐，為兒童創造一個健康、安全的成長環境。

三、物聯網技術在提高兒童家具趣味性中的設計原則

物聯網技術已經進入了一個發展的高速通道，同時伴隨著智能家居的興起，智能家具的發展也漸入佳境。智能家具是指在現代時尚家具的基礎上，將組合智能、機械智能、物聯網技術巧妙地融入到家具設計中，以實現家具產品的智能化，為人們創造一個更加舒適的家居環境。智能家具作為一個集成控制系統，主要大致可以分為軟件和硬件兩個部分，硬件部分包括家具本體、執行機構、微控制器、各種傳感器、硬件電路等，軟件部分包括主程序、驅動程序，對應各個功能的服務程序等[5]。可以說，智能家具是未來家具發展的趨勢，并且國內外智能家具的研究均已取得一定的成績。例如 下圖所示2016年米蘭國際家居展上亮相的一款智能家具lift-bit智能沙發，這件模塊化家具的每一個單體是一個可以升降的正六面體，每一個模塊都有一個直線電機，可以彼此之間進行信息交流，同時能夠相互依靠；不僅如此，我們還可以通過與之配套的手機APP，任意改變其中每一個椅子的高度，使之變成我們想要的造型和形態。

雖然國內外對智能家具的研究正在積極開展，而且智能家具產品也層出不窮，但是對于如何將智能技術嵌入到兒童家具設計中的研究暫無系統的定論，并在利用物聯網技術增強兒童家具中的趣味性應用也顯得更加缺乏[6]。因此對于兒童家具市場而言，如何抓住其發展的高速通道，就顯得尤為重要。本文主要探討如何利用最新的物聯網技術，將兒童智能家具作為終端設計時能夠增強其中的趣味性。

由于兒童一直處于一個生理和心理同步成長的過程，因此在不同的年齡階層他們有自己不同的喜好。我們在進行家具設計的時候，應該充分了解他們各個階段的真實心理訴求，這樣在將物聯網技術嵌入傳統家具設計時，才可以更好地匹配他們在各個年齡階層的心智模型，使得家具不僅具有基本的使用功能，還具有較強的精神功能，提高使用的趣味性，讓其既是一款家具，又是一款玩具，為孩子創造一個健康舒適的成長環境的同時，積極調動他們的動手能力，提高他們創造能力和藝術素養。

（一）延展性原則

首先一款產品都有兩種功能，第一是其物質功能，第二是其精神功能，物質功能主要是指產品能否滿足人們在生理方面的需要，如產品的操作是否方便、能否提高工作效率，維修、運輸是否方便、安全等。對于家具產品而言，即其是否滿足家具的基本使用功能。由于兒童正處于生長發育的階段，家具的尺寸會隨著兒童的年齡增長發生改變，那么為了延長家具的使用壽命，使其符合綠色設計的理念，在進行趣味性兒童家具設計的時候，需要保證其一定的延展性。兒童家具延展性是一件家具通過改變某些組成部件，保證基礎功能作用的前提下，通過一系列的技術手段——折疊、調節器、傳感技術等，延伸擴展兒童家具的使用功能，從而達到延長家具使用壽命的效果。比如你可以將嬰兒搖籃通過拆卸重新組合以后變成一個兒童沙發，這樣不僅可以有效地減少資源浪費，還可以增強他們的動手能力，同時帶給他們成就感[7]。

（二）安全舒適性原則

產品的另外一個重要功能是其精神功能，趣味性是兒童家具重要的精神功能體現。兒童對周圍環境和事物都十分敏感，并且不同年齡段的兒童喜好也各不相同。因此我們在進行兒童家具設計的時候應該在基于了解各個年齡兒童的心理基礎上，在家具設計中加入他們在各個階段喜愛的趣味元素；同時根據研究發現，具有一定情趣化的家具，會使兒童有主人翁的感覺，并且在家庭環境中能夠擁有歸屬感。

情趣化兒童家具產品除了擁有合理的功能之外，可以在材質、造型、色彩中加入一些有趣的設計元素，物聯網技術如傳感器技術、RFID、嵌入式系統讓這些元素之間的組合與變化帶來了更多新的可能，但在提高兒童家具趣味性的同時，我們也應當留意到其帶來的安全隱患，比如用電安全性問題等。因此趣味性兒童家具在設計過程中應該以安全舒適性原則為標準，創造出實用、安全、有趣的設計作品，其中安全性原則強調兒童家具應當具有穩定結構和功能，避免掉使用時可能引發的安全隱患；舒適性原則是指滿足兒童生理特別是心理的舒適感覺，激發兒童創造力和獨立思考能力。總之，趣味性兒童家具不僅是一個簡單的使用器具，更可以為兒童創建一種高層次的生活方式。

（三）參與性原則

隨著時代的進步和發展，設計也經歷了從1.0到3.0 的時代，在設計1.0時代，我們為人們設計；設計2.0時代，我們和人們一起設計；設計3.0時代由人們設計，并且在現今這個強調“參與感”的時代，提高兒童在兒童家具設計中的參與感也顯得尤為重要，讓孩子不僅是家具的使用者，同時也是智能家具的設計者，培養孩子對家具的主人翁意識，提高他們的成就感。我們利用各種新型技術、通過DIY、多功能拼裝模塊化兒童家具，充分調動孩子的動手能力，培養孩子的創造力，與此同時也可以增加父母和孩子之間的生活交流，激發兒童對生活的熱情，為兒童提供一種快樂、自由、無拘無束的生活方式。

四、物聯網技術在提高兒童家具趣味性中的設計方法

（一）造型

作為玩具界翹楚的樂高，在孩子和家長的心中，它代表的是快樂，無盡的想象和創意，我們可以借助樂高玩具的設計方法，將家具分解為一個個造型各異的樂高玩具模塊，孩子可以對這些模塊進行拆分和重新組合，實現造型組合變換，培養孩子動手能力的同時，提高他們的創造力[8]。

（二）色彩

傳統家具設計的色彩具有固定性，不可以發生實時的變化，如今我們可以借助物聯網技術，在家具表面貼上LED屏，同時搭配手機APP，讓孩子可以自己選擇改變家具表面的色彩，并且在APP上也可以做一些引導性設計，給孩子一些與環境和造型搭配起來相和諧的色彩建議，從小培養孩子對美和色彩的一種感覺，提高他們的藝術素養。

（三）功能

我們在利用物聯網技術的時候，可以結合模塊化的設計方法，提高兒童家具中的趣味性。模塊化是基于產品的物理特性及功能特征把基本結構劃分為零部件、組件、模塊，通過各個子模塊的組合來實現總功能的一種設計方法[9]。模塊化設計的優勢在于我們可以通過交換各個子模塊、使其重新排列組合成一個新的產品，創造出新的功能[10]。我們在將智能兒童家具作為終端設計的時候，可以借助于模塊化的設計方法，為兒童設計不同功能的子家具模塊，通過不同功能模塊的重新排列組合[11]，由孩子們自己創造出他們想要的家具功能，比如我們可以將測試體溫的功能包裝成一個單一的模塊，顯示溫度的LCD屏幕作為一個模塊，孩子可以將其任意嵌入到書桌、坐具等家具里，將其變成可以顯示溫度、色彩的書桌或者凳子等。

五、結語

兒童時期是構建積極性格、開發智力的最佳時機，趣味性家具可以為兒童提供在一個輕松、快樂的家居環境，讓他們在玩耍的過程得到樂趣，緩解他們的壓力。顯然這樣的家居環境更利于兒童的健康成長。在工業4.0時代，我們可以借助飛速發展的物聯網技術，在對兒童家具進行設計時，在一定規則的指導下，利用一些方法，加入一些趣味性和益智性的設計元素。這樣不僅能得到小朋友的喜愛，并且有助于他們的啟蒙教育和成長，讓家具不僅具有使用功能，同時也滿足孩子的精神需求，充分培養孩子的動手能力和創新能力，并且提高他們的藝術素養。

參考文獻：

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[10]車佳軒，侯哲.淺析模塊化兒童家具設計[J].工業，2016，（03）：00259-00259.

[11]段海燕.智能化家具的研究[D].南京林業大學，2006.

作者單位：

東北林業大學材料科學與工程學院