AI、邊緣運算技術快速蓬勃，為智慧家庭應用開啟創新大門，除了影音娛樂、照明控制、智慧家電等功能再上層樓外，包括居家監控、門鎖、廚衛用品、暖通空調、睡眠寢具等也都開始導入智慧化、聯網化設計；還有智慧音箱和AI語音助理大舉進駐智慧家庭。
顯而易見，智慧家庭的AI應用正快速擴散，而如何在嵌入式系統中實作語音辨識、機器學習與邊緣AI功能？以及如何運用藍牙、ZigBee、Wi-Fi等聯網技術無縫串連家中智慧裝置？將是家電產品與消費性電子製造商成功搶占智慧家庭AI應用商機的重要課題。
本活動邀請相關領域代表性業者與專家，深入探討智慧家庭AI技術與應用趨勢，並剖析產品設計開發對策。同時，活動中也揭曉由經濟部工業局主辦的家電產品設計競賽得獎名單，並舉辦頒獎活動，鼓勵青年學子投入智慧家電研發並厚植相關領域能量，提升家電產業產品附加價值。
家電設計發揮創意
今年獲獎的設計分別為釀造機、環境降溫爐架、補蚊器、居家無塵室除菌機。獲得金獎的「釀相」保留傳統製麴工法，運用現代科技製作發酵食物，溫濕度調控系統的設置確保其環境適合讓麴生長；並內建藍牙讓裝置可與手機聯結，操作與紀錄關於自釀的大小事。銀獎「涼盛吉食」為針對廚房高溫與油煙設計的環境降溫爐架。為解決火爐之熱輻射直射使用者的問題，「涼盛吉食」替換了現有的爐架，使用白色、亮面的絕熱陶瓷將火源關住，讓熱輻射不再直射出來，並提高爐火的能源效率，更能降低瓦斯的使用量。
獲得銅獎的「合拍」是個有電蚊拍、循環扇和捕蚊燈功能的組合家電，電蚊拍平時吸附在循環扇上，成為吸入式電擊捕蚊燈，也可拆開一分為二，成為電蚊拍、循環扇單獨使用。佳作的居家無塵室除菌機，將無塵室的概念帶入居家，利用臭氧的功效，使家人回到家中能進行簡單快速的全身潔淨，清除細菌和沾染的煙味異味。
家電服務導入AI改善使用者體驗
多年前資通訊產業就看好科技產品在家庭應用的潛力，從數位家庭到智慧家庭，大同家電電子事業部課長傅郁翔(圖1)指出，過去數位家庭是以控制主機如PC、電視或網路閘道器為中心，再對家電進行控制。而現在智慧家庭的概念則是以雲端平台為中心，使用無線網路技術將家電、安防/監控裝置、感測節點等串連起來，透過雲端服務進行產品的控制與管理，安裝與整合彈性較高。也導入AI提升影音品質、整合應用強化生活管理並利用科技降低料理門檻。
在智慧家庭發展趨勢部分，傅郁翔表示，未來將發展更多元的操控介面，如語音控制、手機App與穿戴裝置等，多雲串聯將促使服務更加豐富，智慧產品除白色家電之外，燈光、門禁、監控都是。而雲端服務也可蒐集產品使用訊息，大同便以此發展一套產品改善系統，透過主被動蒐集而來的資料，進行分析並提出改善建議。
家用無線網路多協議支援為趨勢
網路身為智慧家庭的連接骨幹，在過去控制主機的架構下，網路架構技術種類較單一，以多點式的星狀網路(Star Network)為主；現今智慧家庭則進化為無明顯主從的網狀網路(Mesh Network)架構，芯科科技(Silicon Labs)資深應用工程師黃金評(圖2)解釋，網狀網路有幾項優勢，包括：延伸網路距離、降低功耗、擴增系統規模、提供最佳響應能力等。現在家庭中網路環境越來越複雜，主要的短距無線技術有：藍牙(Bluetooth)、Wi-Fi、ZigBee、Thread、Z-Wave等。
面對混合式的無線/有線網路環境，Silicon Labs近年積極投入發展多協定支援技術，黃金評提出，根據產業研究機構調查，在智慧家庭的應用中，互連互通是消費者非常重視的主要功能。該公司的Mighty Gecko無線微控制器，就支援了Zigbee、Thread和藍牙網狀網路應用，包括聯網照明、網關、語音助理和智慧電表。採用80MHz ARM Cortex-M33核心，專用安全核心可支援快速加密、安全啟動加載以及調試訪問控制。EFR32MG21可提供RF鏈路，以確保可靠的通信。並可使用開發套件、SDK、行動應用程序和Silicon Labs的網路分析器縮短產品上市時間。
另外，Z-Wave也是一種短距離的傳輸技術，和ZigBee一樣基於無線射頻，屬於硬體架構跟協定上的技術，功耗遠低於Wi-Fi跟藍牙，在智慧家庭的應用領域占有一定優勢。黃金評解釋，該技術運作在sub-GHz的低頻段，支援網狀網路架構，在互連互通功能上，該技術支援裝置與命令溝通，並且需要送認證確保裝置的互通性，同時支援向下相容與隨插即用。
善用AI強化技術/產品競爭力
IoT與AI是當今科技產業發展的兩大顯學，釩創科技顧問高達人(圖3)說，AIoT就是兩者的結合，AI無所不在會影響工作與生活，但AI只是一種工具，如何善加應用AI帶來的便利性，以強化產品與技術的深度，而現在全球的科技巨擘，臉書(Facebook)、蘋果(Apple)、亞馬遜(Amazon)、谷歌(Google)、Netflix等，都是善用最新技術的公司，科技產業很多層面的競爭已經沒有國界的限制，將自己的專長做到最好才是真正的競爭力。
AI應用會滲透到各個領域與層面，不過在智慧醫療、機器人、智慧眼鏡、智慧工廠、智慧家庭/智慧家電、智慧照明、智慧照護等則是較為熱門的領域。對所有廠商而言，導入AI是否成功，高達人認為，最重要的原則就是：AI功能是否簡單易用。面對AI帶來的機會與挑戰，台灣過去幾十年發展資通訊硬體製造的經驗，就是最好的資本，前述AI大廠會不斷發掘AI商機，台灣廠商則是要依著自己的強項找尋立基點，創造與大廠合作的機會。
AIoT將在智慧家庭發揮重大影響
AI未來與智慧家庭的結合肯定會帶來重大影響，資策會數位轉型研究所董一志(圖4)博士表示，在智慧家庭的AI與IoT應用中，三個基礎分別為AI、Big Data與Cloud Computing。在AIoT的趨勢之下，無論是公共建設的推廣還是消費電子產品的問世，廠商必須去思考人們真正的需求為何。而家庭中，燈是最普遍、入門的裝置之一，業界具影響力人士預測，智慧照明會是帶動智慧家庭的基礎應用與架構之一，家居產品/服務大廠也推出可聯結Apple HomeKit、Amazon Echo與Google Home平台的燈泡。
而在前瞻創意的應用部分，董一志指出，國外已經出現結合語音助理與無人機的產品，可以自由在室內空間移動，配合人們在家裡各個空間的活動，再回到固定的充電位置；另外，智慧化的家庭網路，透過軟硬體技術，將家用網路聯結優化/最佳化，整合有/無線網路，設定最佳的網路路徑選擇；在家庭網路應用中，透過深度學習演算法，讓雲端與邊緣裝置協同合作；深度神經網路(Deep Neural Network, DNN)近期也應用在網路攝影機上，強化人臉辨識為主的影像辨識功能，讓傳統的家用網路設備增加保全、照護等新功能。
