數字交互技術健康住區設計淺析

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［摘要］“十四五”規劃綱要實施期間，全民健康升至國家層面，實施健康中國戰略，強調了數字交互技術在健康住區的先行性與價值。當前健康住區的研究仍在起步階段，對于用戶普及性、功能適用性、數字互聯性與場景交互性都待進一步探究。本文通過探索國內外健康住區交互式現狀，調查、分析現存健康住區存在的交互式問題，促進數字交互式住區的發展，同時也為未來人居模式提供了一種可借鑒的技術，促進未來住區設計的智能化和健康化發展。

［關鍵詞］數字交互；健康住區；公共設施；智慧社區；交互設計

住區是基礎社會領域中重要組織形式，是我國重點培育和優先發展的社會組織。故將數字技術作為核心技術，健康住區作為研究載體，交互設計作為研究主體來設計數字交互式健康住區，有助于塑造未來健康人居的模式，通過實時交互技術的數據反饋和大數據收集整理以及智能住區的設備進行“健康復盤”。

1相關概念及國內外現狀

數字交互技術本是多學科交織的集合體，利用計算機技術借助一定的設備將環境與社會各個方面的數據、資料、技術知識傳遞與交流的文字載體技術。在國內，近年來政府大力提倡將數字技術融入住區發展，數字技術的應用能夠推動公共設施設計創新，為居民提供更好的服務，是智慧住區理論應用的重要依據。隨著數字技術的飛速發展，交互式住區正在多線推進，如上海外灘夜景燈光秀，通過夜間LED顯示屏，將獨具一格的地方形象標榜出來，通過動態的燈光效應將廣告實現更好的媒體效應。在國外，紐約林肯表演藝術中心AliceTullyHall的空間設計，利用全新的民主精神的設計語言在斯塔爾會堂布置著嶄新的舞臺燈光、音響系統、可調舞臺范圍、吸聲天花板與廣告橫幅、觀眾席，包裹著環保樹脂板的木質膠合板完成面的大禮堂。健康住區是指擁有健康的物質環境、人文環境和健康人群的社區，主要包括住區健康政策、健康管理、健康環境和健康人群。數字交互對于健康住區來說是一個較為陌生的領域，但是健康住區可以因為交互設計而帶特定的研究方向，產生更多元的可能。在國內2020年初疫情爆發，公共衛生安全問題進入公眾視野，健康社區的概念因而受到關注。在健康社區下，面向全民的產品服務系統的誕生，既方便住戶出行生活，也進一步改善了公共衛生環境。目前，智能健康產品服務僅僅在住戶家庭市場中發展相對成熟，但是健康住區的模式正在初步發展階段。在國外，健康社區的概念主要表現在社區醫療系統與智慧養老服務方面。英國利用互聯網信息技術發展完善，包括數字醫療、遠程醫療和移動醫療在內的養老醫療方式。日本作為一個島國，資源不足嚴重影響自身發展，因此通過減少能耗和提倡能源的再利用是其發展的方針，主要體現在以下幾個方面：大規模應用可再生能源，向一般家庭提供HEMS，向物業管理公司提供BEMS系統，社區電、熱管理系統。

2數字交互式健康住區的設計策略

2.1數字交互式健康住區概念設計及模擬

通過對未來住區模式探索的案例研究，汲取其中的有用思想，再將數字、交互、健康等概念融入其中，通過計算機模擬真實場景，甚至是事件表達實體結構和空間的“象征”模型，多種方式去觀察住區的視覺傳達，并讓公眾通過視覺模擬提出建議，相當于提供了一個公共的視覺論壇討論一個方案，相應地總結出一套完整的數字交互式健康住區的研究體系。項目的研發，不僅能開拓傳統建筑設計的視野，更新傳統建筑與數字化技術的關系，促進數字交互式建筑的發展，同時也為未來人類住區提供了一種可借鑒的新模式。

2.2數字交互式健康住區的技術研發

通過利用硬科技和軟科技創新基礎設施體系，整合住區公共設施、無線電力傳輸系統、云計算和3D打印等領域的科學技術，根據外部的自然環境條件和內部的人類行為等變量因素，提出一種全新的公共設施與環境自調節的生態友好型住區公共設施設計方法與技術，創建可變但舒適的公共空間。讓人們在享受與現代高科技互動的同時，能夠回歸自然，與自然親密接觸，為人們的室外活動帶來更多的便利和趣味性，達到住區公共設施生態環保、智能互動的目的。數字交互技術應用于健康住區設計，將建筑交互過程中信息傳遞與住區健康管理服務相融合，提升并且豐富未來住區設計的智能化和健康程度。動態化交互數據收集讓人、社會、環境可以更好地連接，且控制日益增長的生活成本。

2.3數字交互式健康住區“生態系統”APP

以健康住區為基本單位，建立內部居民健康檔案和診療服務信息也是一個信息傳遞過程。將建筑交互過程中信息傳遞與住區健康管理服務相融合，不僅可以有效解決住區衛生健康管理對居民健康指標的動態持續監管困難而造成的連續性健康數據缺失，居民健康信息共享利用不夠和健康干預不到位等問題，而且還可以建立一個完整的數字化電子健康檔案（EHR），并將健康檔案通過云端存儲，便于今后醫療的診斷依據及其他遠程醫療、醫療教育信息的來源等，作為云醫療遠程診斷及會診、云醫療遠程監護及云醫療教育的基礎。APP實時由交互數據庫處理，通過環境等因素運算出健康方案可視化呈現于APP給住戶并智慧處理住戶業務和管理員監管事務。APP時刻記錄交互數據，將交互過程的信息傳遞動態收集分析，組成數據庫并智能運算集成方案并最終運用于住區。數字技術通過不斷制造新產品、新材料、新工具、新觀念、新體驗，已經在我們周圍建構起了一個完全不同于以往的生態系統。這個生態系統將傳統“自然”的概念完全顛覆，帶給我們新的問題，新的挑戰，新的機遇。

3數字交互技術在健康住區的技術初探

運用編程技術原創了基于對環境、人的行為的捕捉而進行信息接收及反饋的新型技術，該技術相較于國內外其他信息反饋技術，顯得更為親近生態環境、更加易于實現；在形成和發展中的以能量分析為主導的設計模式，為綜合各學科理論和各種數據進行的生態建筑設計提供了重要的理論與技術平臺，面臨學科交叉的未來的生態建筑設計更有可能向此方向發展。同時通過無線電力傳輸接收器來實現對環境信息的提取，再及時反饋到幕墻公共設施中，以反映環境實時的動態變化等；永磁體相比傳統的機械控制單元，具有更加靈敏高效、持久的性能，更有利于幕墻公共設施與環境，人的交互。

3.1健康住區的數字交互技術基本思路

生態友好型智慧居住區公共設施設計方法與技術，利用無線電力傳輸接收器和人體微波傳感器收集環境信息，設計核心算法進行信息處理，通過永磁體和升降機實現公共設施的實時反饋。例如互動幕墻是公共設施與外部環境進行交互最為重要的物件，因此本項目首先研發環境自調節幕墻公共設施的技術，它由表面單元體和幕墻運動控制系統組成，表現一種實時收集環境信息同時與人進行互動，以人的動作為自變量，對單元體實行點干擾，形成一種參數化的視覺效果。整個互動幕墻系統由表面單元體和幕墻運動控制系統組成，它通過永磁體對表面單元體的控制實現了對環境和人的信息反饋，以及生態友好型的理念。幕墻運動控制系統分為上位機端（電腦信息處理段）和下位機端（永磁體運動段），以下為該控制系統原理。

3.2健康住區的數字交互技術系統

交互式健康住區從健康需求出發，將住區環境分為物質環境和精神環境（圖1）。物質環境內容由區域環境和配套環境組成，區域環境貫徹交互式新型技術，基于幕墻與環境、人的信息捕捉給予實時反饋形成能量分析為主導的設計模式；配套環境基于健康住區APP交互數據庫處理，通過環境等因素大數據運算出健康方案可視化呈現于APP給住戶并智慧處理住戶業務和管理員監管事務。住區精神環境是新型智慧住區區別于傳統居住功能住區的環境優勢，在屏幕視觸、全息投影等技術加持下，新型信息交互方式讓住區人文氛圍變得更具時代感，鄰里交流的距離變得更自然親密。

3.3數字交互技術在健康住區的應用

（1）互動型景觀。互動型景觀技術已經實現讓人們借由感官來獲取環境信息，如通過人的五感與環境進行互動，大腦再通過對這些信息的加工理解，并在大腦中建立對環境的初步認知，借助相關交互理念如全息投影、視觸交互系統讓環境中的景觀要素變得可被理解、感知和體驗，利用人體微波傳感器給予人多方面的感受與體驗，讓人與景的距離融為一體。（2）互動型照明設施。感應式智能燈具利用紅外避障模塊實時感應人體的有無，由控制單元同步控制燈具點亮、并使升降機構帶動燈具下移至設定位置；然后由人體微波傳感器測量燈具與人體的間距，并將信號傳送給控制單元，由控制單元控制調節燈具的燈管亮度，實現燈具的智能開關、升降和亮度的調節。（3）智能公共器材。公共器材可成為住區生態的一個器官，相比傳統的公園健身器材和健身房，新的智能器材承擔了感受器和傳入神經的功能——記錄各種運動數據并通過感受裝置將公共器材使用率和使用者的運動情況上傳至“神經中樞”——APP應用層，再經由“傳出神經”和“效應器”——APP用戶界面和智能手環，直接呈現運動時長、頻率速度和能量消耗結果，互動式健身體驗更加直觀，給用戶運動以獨家指導。（4）互動型社交網絡。從情境體驗認知——場景——體驗三個層面分析用戶需求、洞察行為發生環境根據真實情境搭建虛擬場景、觀察用戶日常行為挖掘環境機會點、整合行為驅動可行性設定功能框架，收集數字化電子健康檔案EHR，構建基于情境體驗下環境行為設計理念的交互設計模型，設定產品框架為不同產品特性的環境類交互設計提供一定的參考價值。利用物聯網FRID和基于位置的社交網絡LBSNS動態化交互數據收集讓人、社會、環境可以更好地連接，也幫助控制日益增長的生活成本。

4總結

本文關注于數字交互技術在數字健康住區的先行性與價值，介紹了相關具有革新性的方法與技術，提倡在未來健康社區的設計與建設中使用數字交互技術。但無論是交互技術，數字化還是其他高精尖技術成果都是協調住區與用戶、人類與環境關系的手段，其目的都是服務于以人為行動主體的居住生活情景，應致力于通過人與環境的互動帶來更高的工作效率，更好的生活體驗和更佳的精神收益，落實人文關懷與環境健康，使數字交互健康住區成為生態系統中不可或缺的“生命體”。

作者:鄒涵 史立夫 朱巧妍 吳婷 單位:湖北工業大學土木建筑與環境學院