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文丨行走的2B铅笔

编辑丨行走的2B铅笔

前言

光环家园是一个混合现实应用程序，旨在提供一种新的交互方式来控制智能家居组件，同时为居民提供持续的支持，包括老年人和行动不便和认知技能的人，光环家园集成了多种技术范式，如混合现实、物联网和环境辅助生活，以最大限度地提高智能家居居民量身定制的家庭舒适度，同时提高他们在进行日常活动中的舒适度、安全性和独立性。

它是在微软全息影像头盔上设计和实现的，确保混合现实环境通过支持WiFi的微控制器与家用传感器的分布式网络连接，以呈现与智能家居和物联网网络交互的创新方法，光环家园还提供独特的服务和辅助技术，主要为老年人和有短期记忆缺陷的人设计，为家庭活动提供持续的帮助、支持和指导。

人机交互的发展

人机交互的演变发生了巨大的变化，这导致了一个更具协作性的交互系统的出现，利用扩展现实可以在更具协作性的系统中增强人机交互，其中人与计算机之间的交互以与人与人交互相同的方式发生。

虚拟现实位于分类法虚拟连续体的一端，使用户沉浸在数字世界中，模拟虚拟环境并允许用户通过虚拟现实头戴式显示器，控制器及其输入系统与数字环境进行交互，增强现实通过叠加数字渲染的感知信息来增强现实世界的环境，而不会完全阻止用户进入现实世界。

尽管发现增强现实和混合现实可以互换使用，但根据现实虚拟连续体，混合现实是一个更广泛的术语，包含虚拟连续体上真实和虚拟环境之间的任何内容，利用混合现实技术，开发人员可以创建一个虚拟和物理环境相遇的世界，无缝交互、共存和融合。

它被认为是人机界面中最有效和最常用的媒介之一，其中计算机可以提供与人们在面对面互动中相同的协作信息，例如通过对象操作、语音和手势进行交流，混合现实应用程序显示出良好的潜力，并且由于其已证明的好处而在多个领域得到了越来越多的接受。

除了感知到的环境输入之外，将叠加虚拟对象叠加在物理世界和不同现实之间的交互的可能性已被证明在执行任务需要持续和交互式指导和帮助的活动中是有益的和支持性的，附加人工计算机生成的对象，可以通过信息丰富全面和上下文感知的虚拟指令来丰富物理环境，并提供有关如何完成任务的视觉和语音反馈。

在智能家居、环境辅助生活和物联网领域，这可能会改变游戏规则，在这些领域必须在了解其现实世界环境的系统中提供持续感知的帮助和支持。

智能家居技术

智能家居是一种组合技术范式，结合了不同的方法和技术以表示智能，无处不在和无处不在的对象网络中的所有家庭设备，这种分布式和互连的智能对象网络能够通过物联网协议监控交换和传输数据。

物联网领域已经看到了巨大的研究和技术进步，包括嵌入式系统无线传感器网络和可穿戴技术的进步，物联网平台在后PC时代面临的挑战是为更直观的交互提供更具吸引力和身临其境的界面，因为计算机界面的格局也随着其他技术创新而改善，变得更加吸引人和无处不在。

在这种情况下可以部署智能和辅助服务来支持居民，包括老年人和残疾人促进他们在家中更长时间和更轻松地安全独立生活，智能家居作为利用物联网、环境智能和环境感知改善老龄化人口舒适度、幸福感和生活质量的绝佳解决方案之一，受到越来越多的关注。

利用智能对象的普遍性和普遍性，这样的家庭环境能够感知和测量物理环境，并根据接收到的信息触发环境，利用物联网的传感器和执行器，随着人工智能技术在物联网背景下的最新进展，针对老龄化人口的环境辅助生活变得比以前更智能。

根据联合国发布的报告，世界上大多数国家65岁以上人口比例都在增长，预计未来30年这一数字将翻一番，随着人口老龄化的持续增长，发展坚实的医疗保健基础设施，为老年人提供持续的护理和支持，在社会和经济福利方面是极其必要的。

在这种情况下要关注的主要现象是在家中安全照顾老年人的质量而不是养老院，这被证明更具社会价值和成本效益，许多专家认为辅助、适应性和康复性的辅助技术可以成为可靠的解决方案适合日常使用。

辅助技术设备构建

辅助技术设备在我们的环境中变得越来越普遍，以增加、维持或改善老年人或残疾人的功能能力，环境智能是一门新兴学科，它将智能带入环境，使其敏感适应性强，对人们的需求和偏好做出反应。

在过去十年中由于普适计算、物联网和人工智能的巨大技术进步，环境智能得到了极大的加强，考虑到老年人更容易患上可能影响其认知和运动功能的慢性病，结合物联网和环境智能的智能家居被认为是建立环境辅助生活环境的有前途的解决方案，以保持老年人的健康、安全、独立和福祉。

在第一代微软全息影像头盔上设计和实施的混合现实应用程序，为智能家居居民提供了一种新的交互方式，使他们能够有效和直观地管理和调节家庭环境和智能家居组件，它还支持居民更方便和独立地进行日常生活活动，从而满足老年人和残疾人的环境辅助生活要求。

此应用程序其中3D对象被增强并放置在真实环境之上，是一个利用计算机视觉技术识别和跟踪图像标记以在现实世界之上叠加虚拟图形的库，全新版本的光环家园应用程序部署了一种将虚拟对象定位和重新定位到物理环境的替代方法。

混合现实工具包提供的空间映射技术，以获得微软混合现实完整功能的好处，从而实现虚拟和真实对象之间的交互，这种新环境在现实的混合中解开了人类计算机和环境相互作用之间的联系。

它可以捕获环境数据，例如人在现实世界中的位置、表面和边界环境照明物体识别和位置，以增强感知的现实并缩小人工世界结束和物理世界开始的差距，这个新版本的光环家园能够适应居民的不同健康状况和残疾。

它还引入了可用作辅助技术的智能特性和功能，特别是为那些往往患有与年龄相关的记忆缺陷或行动不便的老年人口设计的，以帮助他们在家中独立生活更长时间。

WiFi连接传输问题

为了实现无处不在和异构设备之间的智能家居和家庭自动化的想法，系统需要利用强大的物联网网络，依赖于一个由智能和无处不在的设备组成的坚实网络，这些设备共同形成了一个互连和相互关联的传感器和执行器网络，以感知、测量、收集和交换物理环境和混合现实接口之间的环境数据。

混合现实已被证明是以更具吸引力和身临其境的方式可视化物联网仪表板的最有效解决方案之一，以减少人为干扰并增强人机交互，光环家园充当沉浸式交互式界面，用于管理控制和调节智能家居中的智能设备。

它从智能家居内的传感器捕获环境数据，当前温度湿度亮度或空气质量，通过混合现实接口提示用户建议采取的行动，并将用户的决定发送到适当的执行器，以触发物理环境并保持家庭舒适度。

光环家园基础设施的概念架构，它与支持微控制器的传感器和执行器的连接，以及它们的交互系统，它连接到支持WiFi的智能节点网络，这些节点共同产生数据流，通过网络协议传输到适当的接收器。

光环家园利用增强现实将真正的灯连接到混合现实接口，允许居民通过虚拟家庭控制器控制智能家居内的照明，用户可以通过光环家园虚拟按钮更改室内照明，这些按钮插入真实灯旁边，具有手势、语音命令、答题器或头部凝视。

另一个增强现实连接到舒适传感器，即室内温度、湿度率、空气质量和亮度，温湿度传感器测量当前国内环境的实时温湿度，并通过WiFi屏蔽将数据传输到光环家园以供进一步决策，在收到当前测量值并将结果与用户首选项进行比较后，如果系统检测到不需要的室内值，它会通过混合现实接口警告用户，并建议打开或关闭空调系统以保持首选的室内舒适度。

全息透镜设备的局限性

全息透镜的可用性对佩戴全息透镜和使用其交互方法时的用户体验有重大影响，微软全息影像头盔是混合现实应用的最佳商业解决方案之一，它带来了一些缺点和局限性，包括耳机沉重、视野小手势有限以及语音识别，这些语音识别很容易受到对某些用户群体的偏见。

人们对使用全息透镜设备的人体工程学和便利性提出了一些担忧，可用性极大地影响了光环家园应用程序的可用性，对于戴着处方眼镜的用户来说，这种情况会更加恶化，因为他们无法正确戴在头上。

必须考虑这个问题以及随之而来的视觉定向障碍，特别是对于几乎总是需要处方眼镜的老年人，该设备的窄视场会混淆一些用户对一些大型物体的识别，特别是语音识别，它被发现在非英语母语人士中功能最差，但对于那些设法成功使用它的用户来说，这是最受欢迎和最直接的。

随着更多的训练时间和更长的使用时间，预计该设备及其交互方法的使用将有所改善，在对老年人进行下一次研究的实验之前，花更多时间使用全息透镜培训用户可能是一种很好的做法，这样他们缺乏使用设备的经验不会影响对应用程序的判断。

目前对健康成年人强调了在向老年用户提出该系统之前需要进行的一些重要改进，除了分配给他们的较长培训时间外，用户界面还必须易于使用并被视为有用和安全，否则技术解决方案将不会被采用。

虚拟对象最好安装在用户的视野内，与每个对象相关的指令和警报窗口必须尽可能靠近对象，以避免分心和混乱，与年轻一代相比老年用户的隐私问题也更深，因为他们通常对新技术以及他们收集个人数据的方式更加敏感。

结语

通过添加特定类型的残疾并相应地调整光环家园及其辅助技术来扩大目标用户，在语义上丰富居民健康状况和偏好数据的可能性，以便光环家园推理语义数据并推断居民的最佳环境值也在研究中。

将对应用程序的评估与老年人参与者和轻度残疾人的样本进行评估，以更好地了解系统的可用性和接受度，这也将使人们有可能关注与老年人严格相关的其他方面，例如对新技术的态度，特别是应用程序，以及他们可能有的隐私和安全问题。

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