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智慧宅重新定義「家」的樣子
當AI來敲門

【作者: 季平】   2024年01月24日 星期三

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AI改變人類的食衣住行育樂習慣,甚至思考、學習、工作等面向,除了了解智能科技帶來的創新便利及應用方式,人類還得重新適應智慧宅打造的「AI日常」,如果不趕緊「數位轉型」,恐怕連進出家門都有困難。


科技當道 智慧宅也在進化

如果將無線網路串連手機、平板或居家設備,具有遠端開關電源、即時監控住家環境等條件視與「普級智慧宅」畫上等號,「AI智慧宅」則是建物本身搭載各類AI設備及產品,可隨時蒐集、分析住家環境等數據,進而調節生活機能的進化版住宅。


舉例來說,智慧宅內安裝的各式感測器能有效監控、預防意外災害,在地震、颱風等天災或人為疏失導致火災、一氧化碳外洩,或者發生竊盜案件之前,感測器可以提前示警,也可以透過指紋、人臉辨識等科技系統提高居家安全,滿足防竊或保護隱私等需求。已有建案配備指紋、聲控、AI臉部生物辨識系統,或設置AI巡邏機器人以提高防盜效果,內建AI人臉辨識系統偵測到住戶後便會直接派送電梯到住戶所在樓層,無須按壓樓層鍵,就能直達自家樓層。


高齡化時代來臨,不論居住者為年長者、行動不便者或慢性病患者,都可以利用智慧宅內的聯網系統與偵測器,搭配監控類電子產品提供健康資訊,甚至可以串聯遠距醫療,提高樂活安養的品質,降低意外發生率,或者離家者可以透過物聯網(IoT)監控設備掌握居家長者、病患或嬰幼兒、寵物狀況。


此外,環保與節能減碳趨勢下,智慧宅也搭上永續概念,已有新興綠建築藉由科技減碳排,搭配空調、廚具等智慧化設備,系統性調節及管理住宅溫溼度及燈光感測,達到節能效果。或者可以透過遠端連線、AI自動偵測室內環境的方式,監控智慧燈具或家電開關、空調,以及水龍頭、瓦斯、冰箱、智慧門鎖是否緊閉,透過遠端監控即可控制電源開關,減少浪費,甚至數位影音多媒體等娛樂設備也能透過智慧聯網變得更人性化,增添生活樂趣。


事實上,運用5G、AIoT、環境監測與感測器、VR虛擬實境、可視化系統等技術打造的智慧宅推案量近年來逐步攀升。內政部資料顯示,截至2022年10月底,台灣已有989件公私有建築物取得智慧建築標章以及候選智慧證書。未來,智慧宅可望越來越聰明,而這類住宅也會徹底跳脫傳統居住功能,成為另一種「平台」或「中控中心」,掌握網路通訊、家電、設備自動化、系統、建築結構、物業服務及管理等功能,打造高效、舒適、安全、便利及永續的居住品質,還能節省生活成本。



圖一 : 要達成智慧化,各式感測器的使用是不可或缺的一環,不僅住宅與消費裝置,汽車與工業同樣需要。圖為英飛凌的感測器方案。(source:英飛凌)
圖一 : 要達成智慧化,各式感測器的使用是不可或缺的一環,不僅住宅與消費裝置,汽車與工業同樣需要。圖為英飛凌的感測器方案。(source:英飛凌)

智慧宅的市場規模與發展趨勢

國際能源署(IEA)資料顯示,全球40%的二氧化碳排放來自於建築物,而且約有一半的能耗被浪費掉,相較於同等規模的一般建築,智慧建築約可省下20%的電力及30%的用水量,如能推動智慧建築,對於家庭或企業來說,既符合綠能、永續概念,還能有效提高能源效率、降低成本。


市調公司GII(Global Information)預估,2030年全球智慧建築市場將達1,701億美元規模;研究機構Omdia指出,2025年智慧家庭產業可望帶來超過1,780億美元的商機,2020-2025年的年複合成長率(CAGR)達24.1%。市調公司Grand View Research的報告則顯示,2021年全球智慧家居市場規模已達626.9億美元,2022-2030年的年複合成長率達27%,預估亞太地區的年複合成長率將達32%,至於北美地區,2021年智慧家居營收占比已逾41%,預計2050年65歲以上人口將擴增至8,800萬人,屆時將同步帶動智慧醫療保健及物聯網醫療保健等解決方案的發展。


隨著AI科技快速進化,加上ESG、綠建築、高齡化等趨勢推波助瀾,智慧宅衍生而來的商機確實不容小覷。Grand View Research數據進一步指出,智慧家居應用類別中,智慧廚房(如智慧冰箱、智慧淨水器等)的營收占比預計年複合成長率將達30.5%,至於安全防護與監控類別的營收占比早在2021年已達31%的水準。


智慧建築協會在「2023年智慧城市展」中即聚焦智慧淨零建築、智慧社宅解決方案及智慧建材等主題,其中的智慧建築解決方案包含能源系統、ESG創新、建築能效、電氣安全、應用新科技提升安全防災,以及物聯生活。智慧建築協會理事長溫琇玲指出,2015年堪稱智慧家居生態鏈形成的關鍵年,民眾對於智慧家庭的應用關切度方面,前四名依序為安全監控、居家照護、智慧家電,以及家庭娛樂,尤其是安全監控,隨著萬物聯網、AI無處不在,隱私、防駭、防毒、個資與資安保護更為重要。


智慧建築協會推動的「智慧建築4.0」強調建築全生命週期的數位化轉型,建議政府利用建築能效評估來約束及強制執行建築減碳的同時,也應鼓勵業者在建物設計及施工時採用減碳工法及材料,同時導入智慧物聯網(AIoT)架構,逐步建立數位分身(Digital Twin)技術,以便隨時監控並優化建築能耗,如此有助建物保持最佳運轉狀態。


AI日常 智慧宅的生活化應用

智慧建築與智慧宅互為表裡,除了建材、IoT/AIoT平台等硬體建置,許多AI科技與應用環繞生活中的食衣住行及娛樂,看好智慧宅與智慧家庭商機,不少業者已超前部署,在新版Matter規範下,許多智慧家電已經可以串連iPhone與Android手機,或串聯PC等平台裝置,達成一站式溝通,讓智慧家電更為實用。


全球龍頭大廠早已陸續推出智慧家居產品及創新商業模式,如蘋果(Apple)於2014年的全球開發者大會(WWDC)揭露HomeKit智慧家居平台;Google於同年開放Nest核心軟體平台;韓國三星電子(Samsung)將SmartThings平台的API開放給第三方合作夥伴。2022年的國際電子消費品展覽會(IFA)中則有家電業者融合AI、互聯網及環保等相關新技術,搭配燈泡、感測器等周邊產品,透過網路與軟體平台的互動與管理機制,進一步發展成為「智慧化淨零住宅」。


今年,三星電子(Samsung)在CES 2024中更展示了AI讓生活更為便利舒適的應用,如Neo QLED 8K QN900D內建AI處理器NQ8 AI Gen 3,透過規模更大的神經網路與更快速的NPU,將4K畫質升級為8K,HD、Full HD畫質也能升級為4K,而新版Tizen OS Home還能依個人需求推薦合適的觀看內容。


Samsung也將進階AI技術導入SmartThings聯網服務,如AI Family Hub?+ Bespoke 4門Flex?冰箱搭載物聯網(IoT)技術,今年更升級配備最新AI Vision Inside功能,可以自動辨識存放食材、分析成分後產生對應食譜,甚至能自動通知使用者食材即將過期;Samsung Food連結Samsung Health蒐集的健康情報,提供客製化健康食譜,將食譜的烹煮步驟分別傳送給不同的廚房家電;Bespoke Jet Bot Combo掃地機器人則能執行更聰明的AI清掃工作。



圖二 : 2024 Bespoke 4門Flex冰箱AI Family Hub+機型展示圖(source:Samsung)
圖二 : 2024 Bespoke 4門Flex冰箱AI Family Hub+機型展示圖(source:Samsung)

此外,Samsung還和現代汽車集團(Hyundai Motor Group)合作,讓用戶透過SmartThings平台串連手機、家電與汽車,使用者出門後,家電進入休眠狀態、家中門窗緊閉,使用者返家前可以透過汽車智慧座艙開啟「返家模式」,提前開啟如電燈、冷氣、掃地機器人、電視等家電用品。使用者採購前也可以透過手機連結AI智慧家電,查看冰箱內的食物狀況或食物過期通知。


LG則推出新款QNED TV和Smart Home AI Agent(AI家庭助理),新款電視能夠分析播放影片類型及背景畫面,為使用者帶來更清晰、更具沈浸效果的觀影體驗,搭載的AI Sound Pro技術更能將2聲道音訊轉換成虛擬9.1.2聲道,讓聲音更有層次;智慧家庭助理機器人可透過語音與使用者溝通,使用家電產品及控制燈光、空調,如發現外來入侵,甚至可以發送警報至使用者手機。


路由器大廠TP-Link在CES 2024展推出如智慧燈泡、智慧門鎖、智慧門鈴、智慧監控、掃地機器人等智慧家庭周邊產品及智慧家庭解決方案,範圍涵蓋居家、電競及商用。Deco Mesh Wi-Fi 7路由器不僅支援6 GHz頻段,還採用多項Wi-Fi 7先進技術,如Multi-RUs、Preamble Puncturing及4K-QAM,不僅大幅提升無線網絡的性能與穩定性,Wi-Fi 7的多重連接模式(MLO)還能同時接收與傳送不同頻段及頻道數據,不僅具有低延遲性,還能提高連網的穩定性及使用效能。


台灣IC設計大廠聯發科技則在CES 2024公布首批獲得完整認證的Filogic Wi-Fi 7晶片組(如Filogic 880/860、Filogic 380/360),能與家用閘道器、mesh路由器、各項串流裝置、智慧手機、平板電腦、筆電、電視等相互整合,帶來長時間的高速、穩定連線體驗。以Filogic 880五頻段旗艦平台為例,可以提供路由器、中繼器、閘道器和接入點Wi-Fi 7性能,峰值速度高達36Gbps(BE36000),並提供四核CPU、專用網路處理單元(NPU)和低延遲連接,提高使用效能。



圖三 : Silicon Labs為連網家庭提供的感應器和智慧插座參考設計(source:Silicon Labs)
圖三 : Silicon Labs為連網家庭提供的感應器和智慧插座參考設計(source:Silicon Labs)

智慧宅的機會與挑戰

資策會(MIC)資深產業分析師林忻祐指出,智慧家居消費模式大分兩類:尋求整體解決方案及DIY,前者對應的通路多為電信業者和系統整合商,如台灣大哥大推出Smarter Home APP整合不同品牌家電,打造智慧住宅系統;後者則是家電品牌業者,如台灣的三洋、大同、禾聯等家電品牌推出智慧電扇、空氣清淨機等多款智慧家電用品。智慧家居又可分為前裝與後裝市場,前者指的是新建案推出時,尚未完整規劃的空間,後者包含不同品牌設備的整合、網路流量、中控系統等細項。


資通訊科技(ICT)與發展智慧宅密不可分,而台灣的ICT研發能量極具競爭力。針對積極拓展智慧宅國際市場的業者,智慧建築協會理事長溫琇玲建議思考三個面向:(1)未來是「plug-and-play」時代,智慧家居設備與產品設計應該朝無需系統整合就能隨插即用的方向思考;(2)設計更精美、更人性化,操作介面以便捷為導向;(3)建築設計之初,系統整合商或設計師宜在前裝市場即參與智慧家居的應用設計。


不過,智慧宅建築本身有消防、門禁、能源管理等不同的獨立系統,資料格式不盡相同,軟硬體系統因為品牌各異而容易出現相容問題,未來在發展智慧宅時,除了整合系統、通訊格式,還需要把不同的資訊整合到同一平台。如2022年Matter推出1.0協定,已有Amazon、Google、Apple等業者加入聯網互通認證,190餘項產品已能支援Matter,有利快速整合。


智慧宅雖然營建成本約增加1-2%,但舒適度、安全性與健康性更佳,雖然可能墊高購屋成本,但一如智慧手機的普及與升級,當市場已經沒有人使用BB. Call、黑金剛,再如何抗拒科技世界也只能乖乖數位轉型,擁抱智慧宅。


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