向忠宏:智慧空间学漫谈 环球播资讯
如果要找一个现实世界实体空间和虚拟世界的虚幻空间的临界点的话,那就是智慧空间了,这个我们可亲身感受密切关联的空间形态有着不断蝶变升维的能力,直到有一天,容器消失,所有的资源条件全部数字化,而我们获得的纯数字形态的服务没有停止甚至变得更好,智慧空间也就成了虚拟世界的空间的一部分,我们进入了虚拟世界,这么看来,智慧空间也是进入虚拟世界的一个通道。
回到现实,为什么提出智慧空间这个概念?
向忠宏认为智慧空间这种概念的提出和明确,有助于我们理解我们的工作界面与实现目标。他认为,从技术手段来看,智慧空间是一个采用智能化技术实现智慧人居环境的室内空间,它依附于一个容器,这个容器最常见的包括建筑物、车、船、飞机,容器内的空间单元我们称为室内空间,让这些空间具有我们熟知的一些“智慧”能力,包括可感知、可连接、可交互、可计算、可执行,就形成了智慧空间。
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从过程来看,智慧空间的实现是经过智慧空间设计,通过智慧空间系统集成来实现的,智慧空间系统,也可称为商用智能家居系统,是一套由相关智能硬件、软件和云服务平台组成,为室内空间提供感知、连接、存储计算、交互、AI决策和执行功能的系统,可提供空间智能产品的运维管理、能源监测与运维管理、碳计算与碳排放运维管理,以及与空间内人的行为活动相关的资源管理、物业管理和业务流程管理,提升空间的灵活性、便利性、舒适性、安全性、艺术性和个性化服务能力,同时提高工作效率、降低能源消耗和碳排放,实现空间的可持续发展。智慧空间系统适用于所有空内空间,包括建筑物及飞机、车、船等内部空间。
从结果来看,智慧空间的目标是实现智慧人居环境,最终落脚点到环境上,就可以将空间单元连接起来,形成一种超越物质形态的生态系统。我们知道,智慧人居是以住宅与公共建筑为平台,通过AIOT技术对住宅与公共建筑进行连接、数据采集与分析,对其结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合,并充分对接周边及互联网的产品服务资源,形成具有感知、传输、记忆、推理、判断和决策、产品服务在线交易与本地交付、良好人机交互能力的智慧场景空间(组合),从而为用户提供一个安全、舒适、健康、环保、节能的人性化居住与工作环境。
从技术演进来看,生成式AI这样的人工智能及大模型必将对智慧空间的未来发展带来巨大影响,不仅加快了技术迭代,而且类GPT的AI将直接成为智慧空间的智能管家,这成为智能家居行业AI应用创新的新方向。
智慧空间与容器的关系
尽管智慧空间必须依附于一个容器,但我们研究智慧空间时,容器是模糊的,甚至我们只关心容器的资源条件供应,忽略其形态,这给智慧空间的复制、还原与再生、虚拟化准备了前提条件。
有了这个共识,我们不难理解智能建筑和智慧空间的区别了,智能建筑的工作界面是建筑物主体,其产品设备混合到建筑主体中甚至成为隐蔽工程,例如综合布线中的线缆、楼宇自控中的管道阀门与空调主机;而智慧空间的工作界面是室内空间,是建筑物六面体以内的空间,并不包含主体本身,产品设备大多在墙体表面进入安装,只有在少数因墙体阻隔信号时我们才会考虑建筑物主体存在及造成的影响,而其它时候,建筑物就只是个可提供资源条件的容器不必考虑其形态。
智慧空间的可复制性
智慧空间的可复制性的前提是与地理位置、容器(建筑物)形态、甚至时间没有关系,只要容器可以提供空间所需的资源条件:自然条件(阳光、空气)、能源(电力及燃气等)、水(自来水及排污)、暖通空调、互联网接入、消防与安保、物业服务支持,智慧空间就具备完全的运行能力,一个已经存在的智慧空间可以实现数字孪生,并可在异地或者同地不同时间进行复制/还原,这种复制还原不仅是一个瞬间状态,还有可能是一个连续的过程,例如智慧空间茶室一天的所有场景模式。
智慧空间的可复制性进一步演进,那就是智慧空间的可叠加、可组合连接。当然,这种空间的组合对于需求服务响应的逻辑会发生变化,有可能在场景模式甚至资源条件供应上进行重新的调制,才能满足新的智慧空间的需求。
智慧空间的五个特点
既然智慧空间是一个采用智能化技术实现智慧人居环境的室内空间,那么智慧空间必然继承智慧人居的特点,智慧人居有五个特点,因此智慧空间也有这五个特点,分别是:全连接、永久连接、自然交互+冗余交互、共享、虚拟世界的现实映射。
(一) 、全连接
智慧空间里的所有感知、通讯连接、交互、计算存储、决策执行的设备全部连接到主机系统甚至直连云端服务器,这种连接通常是混合着有线与无线方式的连接,既存在有线方式如KNX、Modbus、电力载波这样的有线连接,也有Matter、蓝牙MESH、Wi-Fi、5G、LoRa这样的无线连接,总之,智慧空间的的智能化设备必须是全连接的。
(二)、永久连接
智慧空间系统和产品应与主机系统或者云端保持时时连接、永久连接,即使出现偶尔的网络连接故障,系统都将自动寻找后备的连接方案进行临时连接,并对当前信息进行缓存等连接恢复后更新到云服务器。智慧空间需要的永久连接与现在一些物联网设备的间或连接、定时连接、随需连接是不同的,智慧空间所需的资源、技术保障应该是时刻在线,这也是智慧空间与虚拟世界产生完整的对应关系的一个前提条件。不然就会产生不同步和身份丢失的问题。
(三)、自然交互+冗余交互
智慧空间是“自然交互+冗余交互”。智慧空间在交互的自然性、流畅性和效率上都远胜于当前的智能家居系统,当前由智能语音音箱作为载体的语音交互形态仍只是自然交互的一个雏形,未来的自然交互还包括动作/肢体语言交互、包含语音语调语速在内的丰富语音交互、眼神交互、接触与感应式交互,甚至还有脑电交互等等。另一方面,交互的冗余性越来越强,我们已经不太习惯只有一两种交互形式,在日常的工作生活场景中,可以灵活采用多种交互形式与环境空间交互,以及使用环境空间资源与远程的亲朋好友及同事交互。
(四)、共享
智慧空间有“共享的特性”。我们认为,智慧空间是人居环境的融合,服务网络的完善,现实与虚拟交汇。智慧空间从本质上来说,是带有共享特性的,不仅包括数据上的共享,也包括空间环境和共享、服务资源网络的共享,甚至产权共享,当前的智能家居大多部署在家庭财产意义上的别墅豪宅和城市住宅上,而未来的智慧空间几乎都将部署在共享空间环境上的,从共享特性来审视当前各种智能家居应用场景,我们发现,智慧酒店客房是最典型的具备共享能力的智慧空间了,而智慧办公空间、智慧茶室等空间也将发挥共享的价值,对于住宅空间来说,全屋智能家居其实是小范围(家庭成员内)的共享,不存在纯私人的空间一说。
(五)、虚拟世界的现实映射
智慧空间是“虚拟世界的现实映射”。未来虚拟现实技术应用将越来越广泛,工作与生活中的人们在使用虚拟现实技术时终究会寻找一个人与空间的现实载体,而智慧空间是适合个体级别的最佳现实载体,无论在天边还是眼前,都需生存在这样一个具备自然环境要素、服务内容供应、虚拟世界交汇的物理空间内,这个物理空间就是智慧空间。
智慧空间学作为一个理论来提出时
当智慧空间学作为一个理论提出时,直面且要解决的问题就是空间智能化、数字化、虚拟化的问题,这也是建立元宇宙、通往虚拟世界时面临的一个关键问题,具有普遍性。其理论体系中包含了智慧空间系统的组成、智慧空间设计、智慧空间集成、智慧空间运维服务等构成要素与相互依存的解决方法。其中智慧空间系统和智慧空间设计是关键要素。
智慧空间系统,也可称为商用智能家居系统,是一套由相关智能硬件、软件和云服务平台组成,为室内空间提供感知、连接、存储计算、交互、AI决策和执行功能的系统,可提供空间智能产品的运维管理、能源监测与运维管理、碳计算与碳排放运维管理,以及与空间内人的行为活动相关的资源管理、物业管理和业务流程管理,提升空间的灵活性、便利性、舒适性、安全性、艺术性和个性化服务能力,同时提高工作效率、降低能源消耗和碳排放,实现空间的可持续发展。智慧空间系统适用于所有空内空间,包括建筑物及飞机、车、船等内部空间。
我们不难看出,“智慧空间系统”的依附主体仍是室内空间,所提供的设计与集成服务仍属于室内设计范畴,但由于其提供系统集成服务的内容是空间智能产品的运维管理、能源监测与运维管理、碳计算与碳排放运维管理,以及与空间内人的行为活动相关的资源管理、物业管理和业务流程管理,已经超越了以往智能家居以住宅家庭为服务主体的范围,进入到了公共和商业服务领域,所以智慧空间系统可以理解为商用智能家居,是智能家居服务范围的提升与延伸。
在建筑与室内设计中,室内空间如何合理有效甚至带有艺术性地与大自然交互连接,以及室内空间如何根据季节、时间、天气、事务日期甚至人的喜好与个性化需求来提供环境空间,都考验设计师的设计水平或者就设计智慧,但我们并不把这种高水平的室内设计称为智慧空间设计,智慧空间设计中的“智慧”是指的智能化技术,智慧空间设计就是运用智能化技术手段实现室内智慧人居环境的过程,在向忠宏编写的智慧空间设计师系列教材中,涵盖了空间准备条件、现场勘察标注、功能空间设计、网络覆盖设计、感知系统设计、全局智能设计、声学设计、视频设计、光学设计、暖通空调新风环境设计、全屋智能家电设计、安防与安全设计、低碳节能设计、陈设艺术设计、造景与绿植设计、场景模式设计等专业技术内容,是目前对智慧空间设计最为全面的讲解。
在理论的实践与验证上,全屋智能家居的应用、智慧空间项目案例的实施将提供最真实、最直接的数据来源,借助可实时观测分析的智能家居SaaS平台如方快3、报价优选、安装优选,可以让实践与验证更加体系化,这个不断验证和修正的过程也将变得有趣。
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