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智能家居的未来

2018-05-21 阿里巴巴智能语音交互团队
在这个系列的最后一篇,我们来聊聊智能家居的未来。在全面而深入地了解了对话式交互技术和智能家居技术之后,我们需要花点时间,静下心来去思考和探讨,正所谓学而不思则罔。要探讨智能家居的未来,首先得回顾和总结智能家居的发展,知其因求其果。本篇将按照这个思路从四个不同的角度去探讨。

自下而上

云计算将计算和存储资源虚拟化,作为基础设施,为上层应用提供了资源保障。随之而来的是大数据的飞速发展和广泛应用。有了云计算和大数据,一方面随着传感器、射频识别 (RFID) 和智能嵌入式技术的成熟,形成了物联网技术;另一方面,机器学习和深度学习开始兴起,将人工智能推向时代前沿。
智能家居是物联网的一个发展方向。我国的十二五规划中将物联网的发展分成了九大领域,除了家居,其他八个方向分别是工业、农业、物流、交通、电网、环保、安防、医疗。从广义上看,我们今天所说的智能家居,超越了住宅这个概念,联合了这九大领域协同工作,通过自动化和智能化为人们提供更加便捷、安全、节能的服务体系。
同时,智能家居也是人工智能的一个发展方向。除了本系列主要讲述的对话式交互,人工智能还包括语音领域的声纹识别、图像领域的人脸识别、手势识别等技术。在大数据方面,通过对用户数据和业务数据的分析,可以基于用户画像为用户提供推荐和预测。未来,这些技术必将形成更有机的结合,为智能家居带来全方位、个性化的体验提升。
作为物联网和人工智能的交汇点,智能家居的发展必将充分吸收上述这些基础设施和技术的营养,而学术界和工业界的研究突破也一定会为智能家居带来质的变化。此外,像区块链这样的新兴技术,如果能在智能家居方向证明其可行性和完备性,必将打破现有格局。到那时,智能家居的设备将不再依赖物联网,真正实现去中心化。

从无到有

我们花 10 秒钟确认一个问题,在没有引入对话式交互技术、没有引入 Alexa 之前,智能家居是否存在呢?是的,我们会得出肯定的答案。然而,大多数时候,我们会认为对话式交互是智能家居的前提。原因是,智能家居在有了 Alexa 这样的 VUI 后,得到了市场更广泛的认可,推动了智能家居产业链的发展。
那么,让我们回到没有 Alexa 之前吧,这样会更清楚地看到智能家居的发展,以及 VUI 带给智能家居的好处以及其不可或缺性。
当室内空气的 PM2.5 指数是室外的 2 倍时打开窗户,这是多年前我们申请过的一个小创新项目,那时还没有人会把语音和设备控制联系在一起,而这个实验已经具备了智能和家庭的概念,并且是自动化和智能化的。其中涉及的技术非常简单,一个检测空气质量的传感器和一个获取天气服务并能通过串口向窗户发起控制指令的程序。
随着智能手机操作系统和无线技术的快速发展,手机应用完全掌控了对设备的配置和操作,同时,设备厂商和设备云迅速建立起了全屋生态。此时,用户习惯开始形成。当房间没人 10 分钟后,灯会关闭、窗帘会拉起、净化器会降到最低速,这种组合操作成为可能,情景模式开始出现。
到这个时候,智能家居的市场已经逐渐形成,用户也逐渐有了使用的意识。而此时,语音还没有进场。
当 Alexa 将传统音箱赋予智能属性,杀入智能家居后,当 Google Home 后起直追,除了推出多档音箱,抄起海陆空 (云 + 设备 + 操作系统 + 语音助理 + 技能市场) 武器抢占市场后,我们看到了不一样的智能家居。从此,智能家居开始吸引眼球。
那么,以 Alexa 和 Google Home 为代表的 VUI 带来了什么,还将带来什么呢?
首先是解放双手。开灯、开门 (锁)、开空调、听音乐,只需要一句话唤醒音箱,并下达指令。此时,我们可以同时在做饭、抱孩子或者洗澡,我们不用找手机、遥控器,然后再去点选。未来,智能家居会产生更丰富的形式,为生活带来便捷,但其本质依然是解放双手。
第二是快捷。这是 VUI 相交于 GUI 最有价值的存在。我们可以想想,当我们直接对智能电视说小猪佩奇,画面直接进入最新一期小猪佩奇的动画片时,我们省去了多少步繁琐的遥控器操作呢?彼时彼刻,我们一定会忘记使用遥控器,就像今天人们第一反应是用手机看新闻而不会想到这原本是在 PC 上做的事情。省事,或者说造福懒人,是科技发展的源动力,未来的智能家居会在懒和快上走向成熟。包括设备自身和生态链的成熟,也包括对话式交互的精准性和通用性。
第三是改变习惯。综合使用物联网和人工智能技术,能为人们的生活带来从前无法做到的事情。比如,Cortana 的一个 Demo ,你只需要问一句“冰箱里有几个即将过期的鸡蛋?”即可马上知道答案,我们无需打开冰箱,无需按采购时间摆放鸡蛋,更无需数数,我们也无需有一个最强大脑。再比如,我想继续看昨天的电视剧。这个听起来好像没什么难度,但如果考虑不同家庭成员在不同房间的电视收看,就需要知道谁昨天是在哪个房间看的什么电视剧,进度是多少。未来,科技的发展和思维的创新,必将使智能家居为我们带来更多今天不可能实现的能力。

从点到体

Alexa 通过音箱这个点,把 VUI 带进智能家居,把全屋控制变成可能。但很快,Alexa 就带着自己的生态,将 VUI 移植到穿戴、眼镜、耳机等设备上。很显然,智能家居、智能汽车和户外运动是目前 VUI 最能体现解放双手的三大领域。Alexa 将借此拓展到更多领域,也是情理之中的事。
我们再回到全屋控制。由于 Alexa 的成功,国内的智能音箱你方唱罢我登场。但是,大部分的人都知道,音箱只是个开始,用音箱占领市场是把控全屋控制入口的良机,音箱绝不是终点。那么,音箱之后是什么呢?要用多久才能替代音箱这个点呢?这个形式我们很难猜测,但比较明朗的是,音箱只是一个点,要控制全屋,必将是在家里的任意时间和地点都能方便地控制。也就是从单点到立体的全屋控制。一旦这个形式产生后,如果音箱不能与其无缝结合,那么音箱就会迅速退化为智能设备之一。

从分到合

虽然今天从市场的角度,Amazon 下架了 Google Home 生态伙伴的产品,Google 禁止了 Alexa Echo Show 播放 Youtube 视频。但有个趋势依旧势不可挡,那就是技术必将从纷争到统一。因为互联是智能家居要呼吸的空气,失去互联则智能家居无法生存。
今天的设备通信五花八门、各自为政。我们要为使用 Wi-Fi、蓝牙、Zigbee 亦或是谁家的私有协议而伤透脑筋,国家也在努力为此制定标准。但纵观计算机和网络的发展里程,我们可以看到,事实标准最终总会被大多数厂商接受。
今天的技能建设受限于平台、生态和内容服务。我们不得不同时考虑对接多家。一个灯泡的外包装上,如果印了同时支持 Alexa 和 Google Home,某种意义上就证明了其通用性和方便性,但其中也蕴含着无奈。想象一下,当语音语义云和设备云的数量随着智能家居的发展多到一定程度的时候,这种兼容便成为了不可能。因此,必将出现两朵云内部的不断厮杀和融合。就像时下音乐版权三分天下一样,智能家居的云和生态链终将走向合作和资源交换。

尾声

到此,我们的 8 篇对话式交互技术和智能家居专题就结束了,希望各位从中能有所收获。纵观对话式交互平台,用户只需配置实体和例句就能实现定制化的理解能力;另一方面,用户通过配置或者撰写对话函数得以实现自定义的对话逻辑。结合物联网,对话平台几乎零成本地支持了智能家居领域的各种技能建设。
在本系列的最后,我们希望泼点冷水,让读者能更深刻地了解这个领域,这是一个不光靠一腔热血就可以成功的领域。
今天的对话式交互和智能家居技术还处于早期的探索阶段,其中的问题还需要从业者投入大量的精力去定制开发。如何通过数据反馈、模型训练、热替换等自动化手段为用户提供泛化和容错良好的对话技能,从而降低平台开发者的人肉参与程度,是我们每位从业者日夜思考的问题。对话平台的工程化程度也远没有其他软件工程成熟,比如自动化测试、持续交付,因为在对话式交互中存在的机动性、不确定性 (比如词典、实体、模型、规则等会因配置不同而存在多种组合,一个技能的对话路径因使用者之间的细微差异而导致结果很难预判),很难借助现有的软件工程手段得以解决,甚至测试用例的覆盖度都很难度量。
另外,对话平台的开发需要多兵种联合作战,在一个优秀的对话平台中,每个兵种都不能是短板。交互设计和 Web 前端开发的工作成果就是让用户能凭借直觉很容易地配置对话技能;平台后端开发的作用是为用户提供能够稳定运行并快速响应的平台;平台算法开发的作用是为用户提供准确的反馈和细粒度的理解定制能力;数据开发则要为算法提供优质的闭环数据。
此外,对话产品不是孤立存在的。对话产品要和语音识别深度共建,才能实现 NLU 与 ASR 共享领域词典并在一定程度上对 ASR 结果进行容错;对话产品要和声纹、唤醒、识别云深度共建,才能实现对全屋和家庭成员的正确认知并做出正确的判断;对话产品要和内容服务深度共建,才能为一个技能提供稳定性和灵活性良好、定价合理的服务支撑。
篇幅所限,仅在此抛出上述三点,希望大家提出更深入的思考和见解与我们交流。这是一个充满挑战又让人热血沸腾、欲罢不能的领域,我们在参与和见证着人类借助大规模计算和存储能力实现智能化的过程。总有一天,这份成果能让我们的生活变得更加绚丽和美好,能为残障人士带来更方便的生活,也能为深山的贫困人口带来更多的机遇,让世界更加扁平。
最后,感谢阅读,希望再有机会能为读者带来更多的分享。读者可以访问我们团队的云栖社区公众号 (https://yq.aliyun.com/teams/234) 与我们交流。

参考

物联网开发与应用 ISBN9787121318221
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