数字交互技术健康住区设计浅析

［摘要］“十四五”规划纲要实施期间，全民健康升至国家层面，实施健康中国战略，强调了数字交互技术在健康住区的先行性与价值。当前健康住区的研究仍在起步阶段，对于用户普及性、功能适用性、数字互联性与场景交互性都待进一步探究。本文通过探索国内外健康住区交互式现状，调查、分析现存健康住区存在的交互式问题，促进数字交互式住区的发展，同时也为未来人居模式提供了一种可借鉴的技术，促进未来住区设计的智能化和健康化发展。

［关键词］数字交互；健康住区；公共设施；智慧社区；交互设计

住区是基础社会领域中重要组织形式，是我国重点培育和优先发展的社会组织。故将数字技术作为核心技术，健康住区作为研究载体，交互设计作为研究主体来设计数字交互式健康住区，有助于塑造未来健康人居的模式，通过实时交互技术的数据反馈和大数据收集整理以及智能住区的设备进行“健康复盘”。

1相关概念及国内外现状

数字交互技术本是多学科交织的集合体，利用计算机技术借助一定的设备将环境与社会各个方面的数据、资料、技术知识传递与交流的文字载体技术。在国内，近年来政府大力提倡将数字技术融入住区发展，数字技术的应用能够推动公共设施设计创新，为居民提供更好的服务，是智慧住区理论应用的重要依据。随着数字技术的飞速发展，交互式住区正在多线推进，如上海外滩夜景灯光秀，通过夜间LED显示屏，将独具一格的地方形象标榜出来，通过动态的灯光效应将广告实现更好的媒体效应。在国外，纽约林肯表演艺术中心AliceTullyHall的空间设计，利用全新的民主精神的设计语言在斯塔尔会堂布置着崭新的舞台灯光、音响系统、可调舞台范围、吸声天花板与广告横幅、观众席，包裹着环保树脂板的木质胶合板完成面的大礼堂。健康住区是指拥有健康的物质环境、人文环境和健康人群的社区，主要包括住区健康政策、健康管理、健康环境和健康人群。数字交互对于健康住区来说是一个较为陌生的领域，但是健康住区可以因为交互设计而带特定的研究方向，产生更多元的可能。在国内2020年初疫情爆发，公共卫生安全问题进入公众视野，健康社区的概念因而受到关注。在健康社区下，面向全民的产品服务系统的诞生，既方便住户出行生活，也进一步改善了公共卫生环境。目前，智能健康产品服务仅仅在住户家庭市场中发展相对成熟，但是健康住区的模式正在初步发展阶段。在国外，健康社区的概念主要表现在社区医疗系统与智慧养老服务方面。英国利用互联网信息技术发展完善，包括数字医疗、远程医疗和移动医疗在内的养老医疗方式。日本作为一个岛国，资源不足严重影响自身发展，因此通过减少能耗和提倡能源的再利用是其发展的方针，主要体现在以下几个方面：大规模应用可再生能源，向一般家庭提供HEMS，向物业管理公司提供BEMS系统，社区电、热管理系统。

2数字交互式健康住区的设计策略

2.1数字交互式健康住区概念设计及模拟

通过对未来住区模式探索的案例研究，汲取其中的有用思想，再将数字、交互、健康等概念融入其中，通过计算机模拟真实场景，甚至是事件表达实体结构和空间的“象征”模型，多种方式去观察住区的视觉传达，并让公众通过视觉模拟提出建议，相当于提供了一个公共的视觉论坛讨论一个方案，相应地总结出一套完整的数字交互式健康住区的研究体系。项目的研发，不仅能开拓传统建筑设计的视野，更新传统建筑与数字化技术的关系，促进数字交互式建筑的发展，同时也为未来人类住区提供了一种可借鉴的新模式。

2.2数字交互式健康住区的技术研发

通过利用硬科技和软科技创新基础设施体系，整合住区公共设施、无线电力传输系统、云计算和3D打印等领域的科学技术，根据外部的自然环境条件和内部的人类行为等变量因素，提出一种全新的公共设施与环境自调节的生态友好型住区公共设施设计方法与技术，创建可变但舒适的公共空间。让人们在享受与现代高科技互动的同时，能够回归自然，与自然亲密接触，为人们的室外活动带来更多的便利和趣味性，达到住区公共设施生态环保、智能互动的目的。数字交互技术应用于健康住区设计，将建筑交互过程中信息传递与住区健康管理服务相融合，提升并且丰富未来住区设计的智能化和健康程度。动态化交互数据收集让人、社会、环境可以更好地连接，且控制日益增长的生活成本。

2.3数字交互式健康住区“生态系统”APP

以健康住区为基本单位，建立内部居民健康档案和诊疗服务信息也是一个信息传递过程。将建筑交互过程中信息传递与住区健康管理服务相融合，不仅可以有效解决住区卫生健康管理对居民健康指标的动态持续监管困难而造成的连续性健康数据缺失，居民健康信息共享利用不够和健康干预不到位等问题，而且还可以建立一个完整的数字化电子健康档案（EHR），并将健康档案通过云端存储，便于今后医疗的诊断依据及其他远程医疗、医疗教育信息的来源等，作为云医疗远程诊断及会诊、云医疗远程监护及云医疗教育的基础。APP实时由交互数据库处理，通过环境等因素运算出健康方案可视化呈现于APP给住户并智慧处理住户业务和管理员监管事务。APP时刻记录交互数据，将交互过程的信息传递动态收集分析，组成数据库并智能运算集成方案并最终运用于住区。数字技术通过不断制造新产品、新材料、新工具、新观念、新体验，已经在我们周围建构起了一个完全不同于以往的生态系统。这个生态系统将传统“自然”的概念完全颠覆，带给我们新的问题，新的挑战，新的机遇。

3数字交互技术在健康住区的技术初探

运用编程技术原创了基于对环境、人的行为的捕捉而进行信息接收及反馈的新型技术，该技术相较于国内外其他信息反馈技术，显得更为亲近生态环境、更加易于实现；在形成和发展中的以能量分析为主导的设计模式，为综合各学科理论和各种数据进行的生态建筑设计提供了重要的理论与技术平台，面临学科交叉的未来的生态建筑设计更有可能向此方向发展。同时通过无线电力传输接收器来实现对环境信息的提取，再及时反馈到幕墙公共设施中，以反映环境实时的动态变化等；永磁体相比传统的机械控制单元，具有更加灵敏高效、持久的性能，更有利于幕墙公共设施与环境，人的交互。

3.1健康住区的数字交互技术基本思路

生态友好型智慧居住区公共设施设计方法与技术，利用无线电力传输接收器和人体微波传感器收集环境信息，设计核心算法进行信息处理，通过永磁体和升降机实现公共设施的实时反馈。例如互动幕墙是公共设施与外部环境进行交互最为重要的物件，因此本项目首先研发环境自调节幕墙公共设施的技术，它由表面单元体和幕墙运动控制系统组成，表现一种实时收集环境信息同时与人进行互动，以人的动作为自变量，对单元体实行点干扰，形成一种参数化的视觉效果。整个互动幕墙系统由表面单元体和幕墙运动控制系统组成，它通过永磁体对表面单元体的控制实现了对环境和人的信息反馈，以及生态友好型的理念。幕墙运动控制系统分为上位机端（电脑信息处理段）和下位机端（永磁体运动段），以下为该控制系统原理。

3.2健康住区的数字交互技术系统

交互式健康住区从健康需求出发，将住区环境分为物质环境和精神环境（图1）。物质环境内容由区域环境和配套环境组成，区域环境贯彻交互式新型技术，基于幕墙与环境、人的信息捕捉给予实时反馈形成能量分析为主导的设计模式；配套环境基于健康住区APP交互数据库处理，通过环境等因素大数据运算出健康方案可视化呈现于APP给住户并智慧处理住户业务和管理员监管事务。住区精神环境是新型智慧住区区别于传统居住功能住区的环境优势，在屏幕视触、全息投影等技术加持下，新型信息交互方式让住区人文氛围变得更具时代感，邻里交流的距离变得更自然亲密。

3.3数字交互技术在健康住区的应用

（1）互动型景观。互动型景观技术已经实现让人们借由感官来获取环境信息，如通过人的五感与环境进行互动，大脑再通过对这些信息的加工理解，并在大脑中建立对环境的初步认知，借助相关交互理念如全息投影、视触交互系统让环境中的景观要素变得可被理解、感知和体验，利用人体微波传感器给予人多方面的感受与体验，让人与景的距离融为一体。（2）互动型照明设施。感应式智能灯具利用红外避障模块实时感应人体的有无，由控制单元同步控制灯具点亮、并使升降机构带动灯具下移至设定位置；然后由人体微波传感器测量灯具与人体的间距，并将信号传送给控制单元，由控制单元控制调节灯具的灯管亮度，实现灯具的智能开关、升降和亮度的调节。（3）智能公共器材。公共器材可成为住区生态的一个器官，相比传统的公园健身器材和健身房，新的智能器材承担了感受器和传入神经的功能——记录各种运动数据并通过感受装置将公共器材使用率和使用者的运动情况上传至“神经中枢”——APP应用层，再经由“传出神经”和“效应器”——APP用户界面和智能手环，直接呈现运动时长、频率速度和能量消耗结果，互动式健身体验更加直观，给用户运动以独家指导。（4）互动型社交网络。从情境体验认知——场景——体验三个层面分析用户需求、洞察行为发生环境根据真实情境搭建虚拟场景、观察用户日常行为挖掘环境机会点、整合行为驱动可行性设定功能框架，收集数字化电子健康档案EHR，构建基于情境体验下环境行为设计理念的交互设计模型，设定产品框架为不同产品特性的环境类交互设计提供一定的参考价值。利用物联网FRID和基于位置的社交网络LBSNS动态化交互数据收集让人、社会、环境可以更好地连接，也帮助控制日益增长的生活成本。

4总结

本文关注于数字交互技术在数字健康住区的先行性与价值，介绍了相关具有革新性的方法与技术，提倡在未来健康社区的设计与建设中使用数字交互技术。但无论是交互技术，数字化还是其他高精尖技术成果都是协调住区与用户、人类与环境关系的手段，其目的都是服务于以人为行动主体的居住生活情景，应致力于通过人与环境的互动带来更高的工作效率，更好的生活体验和更佳的精神收益，落实人文关怀与环境健康，使数字交互健康住区成为生态系统中不可或缺的“生命体”。

作者:邹涵 史立夫 朱巧妍 吴婷 单位:湖北工业大学土木建筑与环境学院