人工智能在室內設計中的應用研究

馮元科

將人工智能應用在室內設計中，能夠讓人們在家居生活中獲得更舒適、更高級的體驗。人工智能在室內設計中應用得越廣泛，越能體現室內設計的個性化和人性化，與人們對生活質量要求的契合度也會更高。基于此，本文重點分析了人工智能在室內設計中的應用。

1 新時代人工智能概述

1.1 新時代人工智能的定義

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果，也是一種思考工具，它“天生”具備一定的知識和能力，也能從不斷的學習、記憶和升級中獲得新的認知和能力，不僅能適配現在人們的需求，也能在磨合和調整過程中，與自己的“主人”越來越默契。人工智能的分類很細致，種類很多，常見的圖像識別、語言處理、系統識別、機器人及智能管家等，都是人工智能技術。其中，需要注意的一點，人工智能的運用離不開大數據和網絡，如果說硬件外形是它的“肉體”，那么網絡和信息就是它的“血液”和“細胞”，通過網絡升級的方式不斷完成造血過程，使之不斷進化從而跟上社會和科技的發展腳步。

1.2 新時代人工智能的發展

目前，人們對人工智能的概念并不陌生，但實際上人工智能的發展經歷了一個漫長的階段。人工智能概念在1956 年首次被提出，發展至今大致可以分為4 個階段：

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70 年代初期，人工智能才進入了第1個快速發展的階段。科學家們都對這個新的概念十分感興趣，紛紛對它進行了更為深入的研究，但受限于當時的網絡技術，人工智能的發展也在很大程度上被制約著。

2）20 世紀70 年代到90 年代，這段時間進入第2 階段—初步應用階段。人工智能已經在某些方面得到了應用，例如專業系統的出現就受到好評，但依舊因為網絡技術的限制，系統無法實現升級，因此即使人工智能有了發展，但技術和想法的不匹配，也讓人工智能技術的進一步發展遭到質疑。

3）20 世紀90 年代初期，科學技術和網絡技術的發展都有了極大的突破，為人工智能的發展奠定了技術基礎，各種技術的交融改善，讓人工智能得以迅速發展。同時，更多的人開始關注和了解人工智能，越來越多的專家、企業開始投入到人工智能的研究、開發和生產中。

到了21 世紀，人工智能的應用越來越普及，智能管家、智能系統幾乎隨處可見，人們又開始對人工智能的發展應用有了更多新的期待[1]。

2 新時代室內設計

2.1 新時代室內設計的概念

室內設計指結合建筑學設計原理等，將各種材料、工藝運用在室內的裝修、設計上，旨在通過各種手段實現人們對室內空間的構想，用事物還原想法，來滿足人們的物質需求和精神需求。室內設計的材料和一些技術有一些相應的標準，但在想法、構思上是相對開放的，且人們可以結合自己的認知和時代的變化對室內設計提出越來越新穎、越來越高的要求，因此，室內設計也是一種創造性活動。

2.2 新時代室內設計的現狀

近年，城市化發展進程不斷加快，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生了天翻地覆的變化。傳統的室內設計風格和觀念已經不能滿足人們日益增長的精神追求，室內設計除了舒適、大方、美觀、基本功能齊全，還要求具備人文特征、個性化風格和智能便捷[2]。

3 新時代人工智能在室內設計中的作用

將人工智能應用在室內設計中，是室內設計進一步發展的必然趨勢。人工智能的發展領域雖然不受室內設計發展的影響，但兩者相結合對人工智能和室內設計都有著重要的意義。室內設計對于人工智能的應用要求為人工智能工程師提供了創新思路，人工智能應用在室內設計中又賦予室內設計師更廣闊的設計思路，為室內設計的發展打造了更高維度的空間平臺。

傳統的室內設計中，設計師們通常從看得到、摸得著以及經驗總結中尋找靈感和設計方向，有的設計受到大自然的啟示，有的參考其他國家的優秀案例，有的從各種圖案中觸發靈感，即便生活的內容無限、世間的景色無限，但不可否認，室內設計的想象和發揮空間都有很大的局限性[3]。

現代室內設計在人工智能的加持下，能夠一定程度上脫離時間、空間的局限性，從網絡和人工智能的基礎功能上獲得新的設計思路。例如，人工智能中的遠程操控功能，可以在遠距離的情況下，靈活地控制機器人或智能家居；在傳統的為老人或者殘疾人設計室內生活空間的過程中，設計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，設計師可以發揮想象，考慮如何在遠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行良好的互動，使家屬和特殊人群的生活都更加簡單輕松。

人工智能技術中的智能語言功能，能夠對各種語言和對話進行處理分析，只要在智能家居環境中說出打開空調、打開電視、關閉窗簾等各種指令，智能家居都能自動進行相應的操作。可實現更高級的人機交互，小到日常機器的翻譯、提問和對話，大到控制機器設備，都能為人們提供更加高效、準確的回答和服務，為人們的生產、生活和學習提供更多的便捷性。人工智能在室內設計中的應用，讓室內設計不再只是滿足人們對室內生活生產的基本需求，而在于不斷優化用戶體驗，解決更多的問題。

4 新時代人工智能在室內設計中的應用分析

4.1 新時代人工智能在室內設計中的應用原則

首先，室內設計的意義本身在于，通過合理的布局，讓人們擁有更好的居住和使用體驗，因此無論在室內設計中應用到哪種技術，都不能違背合理布局這一基本原則。在應用人工智能技術時，要從方式和結果2 個維度考慮應用的合理性，確保人工智能技術使用得恰到好處，充分考慮人工智能系統對空間和環境造成的影響。

其次，不能過于追求應用人工智能技術。雖然人工智能技術的發展有了很大的進步，但從目前來看，它仍處于發展中階段，無論是理論技術還是軟件技術都還不夠完善，有些產品的購買成本比較高，導致其無法廣泛應用在很多室內設計場景中。因此，在進行室內設計時，還要充分考慮用戶的經濟預算，從用戶需求和成本控制兩方面入手，既要考慮產品性能也不能忽視投入成本，在室內設計方案既要利用人工智能體現出未來感，更要體現設計成品的實用性和經濟性。

最后，在進行室內設計時，設計師可以依托人工智能，大膽想象，勇于創新，利用先進的素材，憑借豐富的經驗，打破傳統的設計觀念和理念，大膽嘗試，通過各種新穎的構思，展現設計作品的獨特性和先進性。在選擇材料時，也要敢于嘗試擴大選材范圍，借鑒他人經驗，解決技術上的難題。此外，在設計過程中，為了保證設計的科學性和施工的安全穩定性，設計師還需要善于分析問題，抱著邊學習邊進步的謙虛心態，實現作品和自身的完美突破。

4.2 新時代虛擬現實技術的應用

傳統室內設計大多數基于對實物的設計，也就是在看得見、摸得著的東西上進行設計，比如家具家電的擺放、設施設備功能的設計、人體工程學的設計等，但人工智能帶來的不僅僅是實物設計上的優化，還能夠在看不見、摸不著的因素上進行進一步的優化，如光線、色彩等。設計師可以通過與客戶進行深入的交流，按照其個性化需求對室內的燈光、色彩等，通過人工智能的虛擬效果渲染技術，讓用戶直觀感受到場景的變換。設計師在進行設計時，也能夠通過建模打造一個立體真實的空間。

虛擬現實技術在室內設計中的應用，會給觀看和體驗者提供一個更加逼真的場景感受，同時也能更好地表達設計師的設計理念和方案。在用戶真實感受過所設計的場景之后，能夠擁有更加全面的了解，從而再次反饋自己的意見，給予設計師反饋，設計師也能根據自身和用戶的感受，進一步了解設計中存在的不足之處，進而進行方案優化[4]。用戶沉浸式虛擬現實（Virtual Reality，VR）體驗如圖1所示。

圖1 用戶沉浸式VR 體驗（來源：網絡）

4.3 新時代實際場景的應用

4.3.1 裝修材料的應用

選擇室內設計的裝修材料是室內設計過程中必不可少的環節，在將人工智能應用在室內設計中時，不管多么新穎的想法，都要建立在對材料有一定的了解的基礎上。在選擇裝修和裝飾的材料時，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計師的構想，但在色彩上難以融入整體的空間搭配；有的材料功能和設計搭配上都符合設計師的要求，但是價格太高。但同時，設計師也能通過人工智能，在最大范圍內搜索所需材料的信息，在遇到價格瓶頸時也能有更多的選擇，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計效果。

4.3.2 智能家居的應用

目前，人工智能在智能家居室內設計中的應用最廣泛，具體應用也分為3 個系統：第1，工智能感官調節系統。感官包含有人們對溫度、濕度、光線、色彩等的感受，人工智能可以根據系統設定，隨時調節室內環境，讓用戶始終處在一個最舒適的環境中。第2，監控系統。讓監護人可以通過移動設備遠程看到家中的殘疾人、老年人或者其他特殊人群的實時情況，在人工智能系統的支持下，全方位檢測和控制室內的環境和情況，以保障特殊人群或需要看護的人的安全[5]。第3，自定義系統。人工智能還能滿足不同人的不同需求，讓居住變得個性化和私人化，用戶可以根據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。

4.3.3 人工智能的應用

人工智能還能應用在實際場景中，其具體操作過程：首先將真實的場景錄入到系統中，然后再對場景進行仿真建模，按照比例真實還原場景，不僅能用3D 打印技術還原實物，還能用虛擬現實技術制作立體圖形，使用戶能夠通過手機或虛擬現實VR 設備進行場景漫游，擁有更加逼真和豐富的交互體驗。

裝修施工過程是一個相對漫長的過程，用戶很難在鋼筋混泥土中想象到完工之后的樣子，更別說真實體驗了。人工智能的應用，擺脫了實際裝修過程中設備、資金和材料的構建過程，其可將虛擬和現實結合起來，讓人們能通過指尖了解具體的設計內容（圖2），也為室內設計方案的修改提供了便利。

圖2 人工智能應用框架圖（來源：網絡）

5 結語

人工智能技術在室內設計中的應用主要體現在設計效果呈現和智能家居總體規劃2 個方面。隨著時代發展和科學進步，研發人員會不斷總結經驗，將人工智能技術應用在室內設計領域的其他方面，推動室內設計的發展和進步，讓未來的室內設計更加人性化、經濟化和合理化。