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导读: 在美国,大约有8100万上班族每天久坐不动的时间达到11.6小时。这对任何人来说都是不健康生活方式,因为久坐会导致肥胖、肌肉骨骼疾病和结肠癌风险增加。而且,这种方式也不容易改变,因为在很长一段时间里,像桌子、家具和建筑物这一类东西都是愚蠢的、死板的。

在美国,大约有8100万上班族每天久坐不动的时间达到11.6小时。这对任何人来说都是不健康生活方式,因为久坐会导致肥胖、肌肉骨骼疾病和结肠癌风险增加。而且,这种方式也不容易改变,因为在很长一段时间里,像桌子、家具和建筑物这一类东西都是愚蠢的、死板的。

但是南加州大学维特比最全送彩金白菜网站学院土木与环境最全送彩金白菜网站助理教授Burcin Becerik-Gerber正在对智能办公桌和智能建筑进行研究,试图解决这一问题。智能办公桌可以很简单,比如它会给你发送一个弹出信息,提醒你要休息一下,因为它感觉到你已经在同一个位置坐了一段时间。或者它会直接提醒你从坐姿模式切换到站立模式,并且贴心地为你提高书桌的高度。

Becerik-Gerber和她的研究生正在与Arup合作,Arup是一家专门从事最全送彩金白菜网站服务的全球性行业合作公司。他们已经用马达制造出了可以随意提高高度的办公桌原型,还制造出了树莓派(Raspberry Pi)电脑用来协调传感器并提出建议,以及各种用来测量你一天的工作状态的传感器。虽然这只是个开始,但Becerik-Gerber说,我们的办公桌和大楼离智能化还很远,还有很长的路要走。最近,我在南加州大学对她进行了采访。

桌子、房间和建筑物应该能够动态地控制照明和气候等,最终达到支持人类昼夜节律和减少不适的目的。但是,这些调整也应该针对每个人进行个性化,机器学习可以用来确定个人对光线和气候的偏好,这就是Becerik-Gerber首先关注办公桌的原因。她希望,智能办公桌的出现将会使社会上的劳动人员更加健康,也更加快乐。

以下是我对Becerik-Gerber建筑交互采访记录,已经过整理、编辑。

请您谈谈您的工作内容?

Burcin Becerik-Gerber:我是维特比最全送彩金白菜网站学院土木与环境最全送彩金白菜网站系的副教授。我的研究重点是我所谓的人与建筑物的交互,类似于人机交互。我倾向于把建筑看成机器。我一直在考虑人们为什么要与他们的建筑交互,又以怎样的方式交互。

当我说“建筑”这个词的时候,实际上它的范围非常广。它可能指的是你的恒温器,你的书桌,你的窗户或你周围的空间,所有这些。为什么人们会与这些建筑互动?是什么触发了他们的交互?通过这些交互,建筑行为如何改变?建筑行为的改变又如何反过来影响人类行为?我也在尝试建立新的交互模式。

思考、研究的结果是什么?

Becerik-Gerber:没错。“智能建筑”这个词有点被滥用了。我尽量不使用它,因为人们总是考虑能源效率和可持续性。而我的兴趣更广泛,我关注的是紧急安全、安全性能、人类的健康和福祉。无论建筑的目的是什么——在工作场所就是生产力和满意度,在家里就是健康和幸福——能源效率是次要的。根据建筑的目的和用户的目标,我试图通过技术开发来实现这些目标。

我必须指出的一点是,这项研究非常关注用户。人们的幸福对我来说很重要。我一直认为,要让建筑变得非常节能,方法很简单,只要把所有东西都拿出来就可以,但是这样每个人都会痛苦不堪。但是,这不是我的目的。我的研究是以用户为中心。我要考虑的是怎样才能让人们更快乐、更满足?

我总是想用游戏来进行类比。很久以前我和Will Wright谈过他是如何设计《模拟人生》这款游戏的,他说他决定让人类变得愚蠢一点,让周围的物体变得聪明一点。随着物体向他们召唤,人们只会做出让他们自己感到开心的事情。

Becerik-Gerber:当然。有人问我为什么开始做这个研究,这和我以前做的不大一样。因为我在办公室里的时候感到很痛苦,环境总是冷的,照明也很可怕。我就想,“天啊,我竟然在这里待了这么久。不管谁坐在这里,感觉都是一样的。” 于是,我开始研究如何个性化这些空间。如今,我们正在对一切物品进行个性化,比如我们的手机,我们的各种设备。为什么面对我们花了这么多时间打造出来的空间,我们却不实施个性化呢?

你们有不同的技术原型来说明这一点吗?

Becerik-Gerber:我们正在做很多不同的事情。有一件事我很感兴趣,当你在谈论办公室、住宅或其他建筑的个性化时,你怎么理解人们想要什么?就拿热舒适性来说,它是桌子的一部分。你怎么知道人们什么时候会觉得舒服,什么时候会觉得不舒服?

我们有不同的原型。我们从智能手机开始,因为人们可以在智能手机上提供输入,但那太耗时了。当人们提供反馈时,他们通常已经感到不舒服了。我们想在他们感到不舒服的那一刻就做出调节,这样他们就不会有不适感了。利用这些带有红外传感器的眼镜,我们试图将房间调节系统的反应与人们的不适感联系起来,这样用户的感受会好很多。

研究员悄悄揭秘:未来的智能办公桌长啥样?

后来我们转向了热摄像机,这样你就不用佩戴任何装备了。当然,我们还有一些其他的可穿戴设备也可以展示给你们看。整个想法就是,如何用数学方法模拟人们的舒适偏好?因为每个人都有不同的舒适偏好。这是一个范围,不是一个数字,可能是70度到75度,或者70到85度。舒适偏好跟文化有关,跟性别有关,也可能取决于你刚刚接触过什么。

我们在美国住的这些集中控制的建筑不利于你保持中立,因为你在更大范围内得到的舒适越多,你就越健康。狭窄的范围会导致各种心血管问题,以及II型糖尿病。这都是最近的研究。我们正试图通过这些智能办公桌的调节系统提醒用户适时移动,切换工作方式。

我在想智能建筑应该做的事情,比如为你开灯或者调节房间里的气候。但如果它没有感知到你,你就会立刻感到不舒服,直到它有所动作。

Becerik-Gerber:我知道这类建筑。老实说,他们让我很烦。你没想让他们关掉东西,他们却自己关掉了;你摇着你的手或者跳上跳下,百叶窗就在背景中不断地关闭和打开。

但是人的想法并不是固定不变的。基本上就像了解你的客户一样。这是很困难的一件事,因为我并不是只有一个偏好,而且偏好一直保持不变。从夏天到冬天,情况就会发生变化。所以,这也是基于任务的。你必须了解用户发生了什么——如果我有压力感到烦躁不安,如果我生病感到虚弱。我也在研究照明和其他东西。如果我在开会或者在电脑前工作,灯光应该是不同的。我必须设身处地地去设想用户的情况。用户今天做了什么,心情怎么样,我们该有什么样的调整?

用户想要什么,我怎么才能提供呢?用户的计划是什么?用户在早上和下午分别有什么需求?这就是为什么我不喜欢称之为“智能”的原因。

研究员悄悄揭秘:未来的智能办公桌长啥样?

成本是一个因素。有一个关于未来分配不均的笑话。看看比尔·盖茨的房子。有些人有能力买得起“更智能”的东西。这是需要我们克服的一点。

Becerik-Gerber:第一批原型的价格总是更高,但是成本是我们一直在追求的。这也取决于收益情况。如果我花了95美元,但是并没有带来多少好处,那是一回事;但如果我因此变得更健康,或者更开心,或者工作更有效率,或者让我愿意在办公室呆更长时间,完成更多的工作,这又是另外一回事了。有些好处很难量化。

你说的是姿势之类的。在工作与生活的平衡中,有一些东西需要考虑,对公司来说,就是成本。

Becerik-Gerber:对,后发问题,或者旷工问题。也许有人在工作,但他们的能力并没有全部发挥出来,做得没有那么好,因为他们经常受到打扰。我们现在的桌子关注的是热舒适、视觉舒适和姿势舒适。它有坐、立两资,这并不是什么新鲜事,但我们的理念是——这是它的新部分,而不仅仅是传感器、偏好建模或用户学习。一旦智能办公桌了解了你,知道你在做什么,就会有理想的、最优化的或最健康的养生法。办公桌如何让你更健康呢?

办公桌是一个日常用品,现在我们正试图重新考虑它。美国有八千万上班族。想象一下一共有多少张桌子。一个日常用品如何随着时间的推移与它的用户进行协商并共同进化以使用户更健康和更高效?这就是我们的完整想法,不仅仅是强调传感。

有些事情我完全可以拒绝。我不想在写一封重要的电子邮件的时候,我的桌子上上下下动个不停。但有些人想要这样。他们想让桌子告诉他们什么是最好的。我们的设计不是放之四海而皆准的,我们只是想要创造出一些符合用户个性的办公桌。

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你需要从用户那里测量或感知什么?

Becerik-Gerber:用户坐了多久?站了多久?站得太久可能和坐得太久一样不利于健康。还要了解用户的姿势,比如用户是不是弯腰驼背。桌子和椅子的高度很重要。显示器和键盘的距离等等。

像iPhone或Apple Watch这样的设备做不到这一点,对吧?这是否意味着你的智能办公桌配备有某种专门训练的摄像机?

Becerik-Gerber:因为隐私问题,我们不使用摄像头。人们也讨厌摄像头。我们使用距离传感器。我们还可以增加压力传感器,虽然目前还没有。我们还有高度传感器。这些传感器都很简单,既不昂贵也不复杂。我们的想法是使用多个数据点,将它们组合在一起,使一切都有意义。

传感器是全部放在桌子里,还是放在房间的其他地方?

Becerik-Gerber:我们正在考虑桌子和椅子,还有工作台。这些都是放置的空间。一些传感器在椅子里,一些在桌子里。但是所有的一切都在云端运行,我们的算法也是。

你刚启动一个应用程序,它就开始工作了?

Becerik-Gerber:是的。我们有不同的想法。我们已经把桌子组装好了,这都是数控切割。我们已经还安装了传感器。但我们现在考虑的是传感器是否要放在桌子里。我们可能会有一个传感器盒或者其他的东西,因为没有人会扔掉他们的旧桌子去买一个全新的。我们正在考虑如何定制以适应现有的桌子。

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你的桌子和椅子都需要电源连接吗?

Becerik-Gerber:都需要,但通常你周围都有电源,所以这并不难实现。它们也可以用电池供电。传感器是无线的,所以不一定要连到墙上。

我想到了VR技术一类的东西。他们现在处于一种有趣的状态:可以做非常有趣的事情,但仍然很笨重。

Becerik-Gerber:我在研究中也使用了VR。我们不能让人们在半小时内完成我们的工作。然而,你只是不想对走进来坐在椅子上这件事感到害怕,因为它会对你做点什么,或对你进行监控。我们想让它无缝连接。它不应该干扰你的工作或日常生活。它就在后面,为你工作。但它必须是无缝的。

如果有一些不合适或需要修改的地方,你得到的回报是什么?

Becerik-Gerber:如果你更健康,背部疼痛更少,更有效率,感到更舒服,这就是我的回报。我是开车过来的,来的时候就在想:“明天我没有会要开了。我应该在校园里找个地方读读书。”因为我不想整天呆在办公室里。但如果我期待着去我的办公室读我的论文,我待在办公室是有好处的。学生们、同事们在这里来回穿梭。但我已经在想明天我想去别的地方,我想逃离这幢大楼。如果我在这里,这就是对我的同事、学生和其他人的好处。

你对人们保持工作场所的方式有什么发现?在我看来,最引人注目的是,在游戏行业,每个人都要大规模地装饰自己的小隔间。

Becerik-Gerber:我用我孩子的照片来装扮。这是我的装饰。每个人都以某种方式个性化他们的空间。

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我们试着让自己的工作场所变得适宜居住,即使它看起来并不适合。

Becerik-Gerber:小隔间我不清楚。在我之前的生活中,我一直反对小隔间。我讨厌他们,因为没有隐私,不能控制任何事情。但每个人都有自己的空间,不管开放与否。

这在一个更开放的空间里行得通吗?

Becerik-Gerber:这就是整个想法。我们正在切断集中控制,把个性化的控制系统带到办公桌上。用户应该能够控制他们自己的照明,温度,和周围的其他东西,这样建筑或设施管理就不需要告诉用户这些信息。用户会得到一个自己的微环境和微气候。

这对能源消耗也有好处。你可以放宽要求。当室外温度达到80华氏度的时候,空调就不需要那么辛苦的工作就能让所有的东西都变成73度。我这里有地方控制。之前的方式浪费钱。

我读到过一家制造空气过滤器的公司。这家公司的过滤器能把清洁的空气吹向你的方向。它会在你周围形成一个四英尺的茧,这是经过过滤的。你不需要清洁所有的空气,只需要清洁人们坐着的那一块区域的空气。

Becerik-Gerber:这是一个相似的想法。大多数建筑都是空的,或者至少一天中有一部分时间是空的。夏天不同于秋天。很明显,下周每个人都会来学校。既然我们可以让空间变得个性化,为什么还要处理整个空间的温度、照明和空气质量呢?

我们做了一个研究和模拟。理论上的要求是80%的人对温度满意,而中央空调是不可能实现的,因为我们的喜好不同。为用户带来个性化的微气候,不仅省钱,还让人们更舒服。

这三个办公室是连在一起的。我的邻居是一位海啸研究员。他的办公室里有六台电脑和几台服务器,恒温器也在里面,所以里面非常热。虽然我们都被绑在一起,但是看看我的办公室,里面什么都没有,我吹着冰冷的空气。隔壁太热了,他本人甚至不在里面,只是他的设备在运行。同样,我们也在努力使它达到更加个性化的水平。

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你在这方面工作多久了?你现在的研究进展如何?

Becerik-Gerber:我们在不同的组件上工作了很长时间。热舒适已经有八年了,还有视觉舒适等等。智能办公桌是去年开始的。一家外部公司Arup最初开发了这种桌子。他们的桌子很精致,看起来比我们的好得多,有传感器之类的东西。我们增加了机器学习工具的使用来模拟人们的偏好,现在,通过NSF最近的拨款,我们将增加桌面和用户之间的交互。我们添加了姿势边。所以,这张桌子,实际上我们已经做了有一年了。

这最终会被商业化吗?

Becerik-Gerber:会的。Arup是一家全球性的最全送彩金白菜网站公司。和他们一起工作很令人兴奋,因为这意味着有更大的机会把它商业化。他们不断地寻找新的业务,并把东西带给他们的客户。研究人员并不总是这么想,他们认为桌子很可能会在南加州大学和他们之间商业化。我们处在一个合作的周期中。他们有一些非常大的客户,比如谷歌和Facebook等拥有大量办公地产的公司。他们从事建筑基础设施业务——建筑,结构,机械。他们会接触到很多公司。

你在南加州大学测试吗?

Becerik-Gerber:到目前为止我们有两个。有了两三个星期前得到的最新拨款,我们将再建10个。我们会把智能办公桌放在Arup在洛杉矶的办公室。但首先我们想在这里测试,所以当我们再去那里的时候,桌子已经是完美的。在他们伦敦的办公室里,他们可能已经有10个了,而且还在增加10个,另外还有一些在旧金山、悉尼和柏林。我们从很多地方收集数据。

你可以看到我们桌子下面有所有的电子设备。这是一个树莓派,然后所有的传感器都是由Tinkerforge制造的,有温度传感器和湿度传感器。然后服务器在那里推送数据。在这个屏幕上,我们可以滚动查看。

如果需要的话,你能做一个大一点的屏幕吗?

Becerik-Gerber:我们打算做一个大一点的,是的。我们这里还有USB充电和无线充电器。这个面板是用来连接电源插头和所有东西的。它是双层胶合板,数控切割,内部有通道,所有的电缆都可以通过。我们没有开始这种电缆管理,但是我们正在考虑一个更好的解决方案。当我们在设计它的时候,我们是为使用笔记本电脑的用户设计的。我有一个桌面和两个屏幕,所以电缆无处不在。

为了这个目的,你把它弄空了吗?

Becerik-Gerber:是的,电缆线穿过那里。下面有一条通道,一直穿过这里,所以我们可以在任何地方运行电缆。这就是为什么它这么宽。所有数据都进入服务器,我们可以在仪表板上查看。

你要测量的是哪些数据?

Becerik-Gerber:运动、桌子的高度、二氧化碳、温度、压力,还有照明密度,灯光的颜色,电脑和显示器的功耗。

它能感觉到用户的活动吗?

Becerik-Gerber:如果你是站着还是坐着,我们可以从桌子的高度来推断。你是否使用桌子可以从下面的运动传感器推断。不管是站着还是坐着工作,总有一些动作能察觉到。在这里你可以看到我大约是在这个时候到达办公室的。甚至从温度上来说,因为我们晚上不开空调,所以温度没有那么大的变化,然后有人在这里的时候,我们就把空调打开。

我们还查看不同设备的功耗,并将这些信息连接起来,以确定用户正在开会或在计算机上工作。我们在住宅建筑中也这样做了。我们可以从噪音水平、占用率以及功耗来推断你在做什么。根据你正在做的任务,你的偏好可能会改变。

那灯光水平呢?

Becerik-Gerber:这里没有窗户,所以变化不大。如果我们扩展到其他地方,开始收集更多自然光的数据时,我们可以做得更多。在这里,几乎只有灯光的开关。在伦敦,他们有从桌子上朝上的灯,它会根据太阳光改变颜色和亮度。白天暴露在蓝光下对你有好处,会使你清醒。在晚上,你不应该暴露这么多。他们的LED灯就是这样做的。

有了新的资助拨款,我们给桌子增加了越来越多的功能。这张桌子已经有了我所见过的最多的传感器,我们还在努力增加更多的传感器。我们正在研究如何使用热成像来推断用户的热舒适度。我们还研究空气速度,空气流动。我们想增加个性化通风。我们正在寻找方法来推断有多少空气向你靠近,诸如此类。

实际上,让我兴奋的是我们看不到的东西。我们如何利用所有这些数据,所有图表,了解人们在做什么,他们在做什么活动,他们消耗了多少能量,他们想做什么,他们的喜好是什么?我们怎样才能让他们得到更好的体验?所有这些东西,我们都看不见。它们都是算法和不同层次的干预来决定的。

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