環(huán)境智能是指對(duì)人的存在非常敏感和具有反應(yīng)能力的電子環(huán)境。這個(gè)詞最初是由Eli Zelkha和他在Palo Alto Ventures公司的團(tuán)隊(duì)在20世紀(jì)90年代末發(fā)明的[1]，后來擴(kuò)展到?jīng)]有人的環(huán)境中：“在一個(gè)環(huán)境智能世界中，各種設(shè)備協(xié)同工作，以一種簡單、自然的方式，利用隱藏在連接這些設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)(例如物聯(lián)網(wǎng))中的信息和智能，支持人們進(jìn)行日常生活活動(dòng)、任務(wù)和儀式”。Juan Carlos Augusto和McCullagh[H1] 給出了一個(gè)現(xiàn)代的定義[2]：“環(huán)境智能是一種多學(xué)科方法，旨在增強(qiáng)環(huán)境和人之間的互動(dòng)方式。這個(gè)地區(qū)的最終目標(biāo)是讓我們生活和工作的地方對(duì)我們更有利”。環(huán)境智能對(duì)人的存在敏感，但是卻忽略了人所處建筑空間這一信息，其可以作為用戶需求分析的憑證之一。

1.1 建筑智能終端定義

結(jié)合智能建筑與環(huán)境智能兩者的定義，從用戶和建筑本體兩個(gè)方面出發(fā)，提出建筑智能終端。建筑智能終端是指利用環(huán)境智能技術(shù)構(gòu)建的，對(duì)用戶行為敏感的可控制的智能空間。建筑智能終端將物理空間和信息空間融合一體，各種傳感器、計(jì)算設(shè)備、人工智能算法嵌入到建筑空間中，用戶通過便捷的人機(jī)交互方式與建筑智能終端互動(dòng)，傳感設(shè)備與人工智能算法結(jié)合感知用戶的狀態(tài)、生理、心理、行為，根據(jù)這些狀態(tài)、用戶身份、用戶行為習(xí)慣和建筑空間屬性理解用戶的需求，并提供相應(yīng)的服務(wù)。

A. 物理空間 建筑智能終端中的物理空間包含智能感知傳感器和建筑本體。智能感知傳感器可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)組成傳感器網(wǎng)絡(luò)，主動(dòng)收集用戶的多種數(shù)據(jù)，如用戶的生理數(shù)據(jù)(心率、血糖、血氧和血壓等)、活動(dòng)數(shù)據(jù)(對(duì)各類智能設(shè)備的開關(guān)和設(shè)定等)及視頻數(shù)據(jù)(家庭或公共空間的視頻監(jiān)控)，并且能夠根據(jù)系統(tǒng)的指示調(diào)節(jié)環(huán)境中的各種參數(shù)，如溫濕度、燈光或設(shè)備用電情況等；不同的建筑有著不同的用途，用戶在不同建筑中，其需求的傾向不同，比如在住宅中用戶需要的是便捷舒適的居住體驗(yàn)，而在醫(yī)院中，用戶需要的是全面的治療。對(duì)建筑進(jìn)行建模，并且為模型中各個(gè)空間分配用戶需求的偏好，從而形成了各種建筑空間，比如居家建筑空間、醫(yī)療建筑空間、公共建筑空間等。

B. 信息空間 建筑智能終端中傳感器網(wǎng)絡(luò)收集的用戶生理數(shù)據(jù)、活動(dòng)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)及建筑運(yùn)行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在信息空間中進(jìn)行傳輸、分析和利用。建筑智能終端對(duì)用戶身份和行為敏感，在同一建筑空間中，不同身份的用戶需求可能千差萬別。在醫(yī)療建筑空間中，患者身份的用戶需要的是詳盡的康復(fù)指導(dǎo)，而醫(yī)護(hù)工作人員需要的是對(duì)患者健康數(shù)據(jù)的全面監(jiān)控。用戶信息在信息空間中的流動(dòng)和更新是建筑智能終端理解用戶需求的重要前提。結(jié)合用戶當(dāng)前行為、所處健康空間與行為習(xí)慣記錄，建筑智能終端能夠智能地理解用戶此時(shí)的需求，并提供相應(yīng)的服務(wù)。

建筑智能終端與普適計(jì)算、上下文理解和以人為中心的計(jì)算機(jī)交互設(shè)計(jì)密切相關(guān)。建筑智能終端最重要的特性如下。

a. 嵌入式 各種傳感器和計(jì)算設(shè)備集成到環(huán)境中，盡量讓智能設(shè)備對(duì)用戶不可見。

b. 上下文理解 建筑智能終端可以識(shí)別用戶，也可以識(shí)別用戶所處的建筑空間和情景上下文。

c. 自適應(yīng) 建筑智能終端根據(jù)用戶身體或精神狀態(tài)的變化改變其環(huán)境，并且能夠適應(yīng)用戶生活習(xí)慣的變化。

d. 透明 建筑智能終端不要求用戶采取額外的行動(dòng)，它采用被動(dòng)的方式來滿足用戶的需求，而無須用戶主動(dòng)進(jìn)行操作或額外增加負(fù)擔(dān)。

1.2 建筑智能終端體系

建筑智能終端是環(huán)境智能技術(shù)在建筑領(lǐng)域的進(jìn)一步細(xì)化，其結(jié)合傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)，在以物聯(lián)網(wǎng)等智能建筑體系的基礎(chǔ)上，增加了建筑空間和用戶這兩個(gè)對(duì)象，將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域深度融合，構(gòu)建了聚焦用戶行為與建筑空間的建筑智能終端體系，具體如圖1所示。

建筑智能終端體系主要由以下四個(gè)部分組成。

a. 感知層 感知層是實(shí)現(xiàn)建筑智能終端的基礎(chǔ)，以音視頻傳感器(攝像頭、深度相機(jī)、麥克風(fēng)、雷達(dá)等)、被動(dòng)紅外傳感器(紅外成像儀等)、無線射頻傳感器(射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽等)及一系列可穿戴設(shè)備(智能手環(huán)、智能鞋墊等)為主，檢測各種與用戶相關(guān)的信息，如用戶的音視頻記錄、建筑空間中各物體與用戶的距離、用戶定位等。

b. 傳輸層 各類信息資源在此層中匯聚。主要包括三種核心的信息處理的資源和能力：網(wǎng)絡(luò) (無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋、IP骨干網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)及運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián))、計(jì)算(云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí))和存儲(chǔ)(云存儲(chǔ)、本地?cái)?shù)據(jù)庫)。該層包括各類信息互通的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、流程規(guī)范、服務(wù)接口等。在這一層，信息經(jīng)過一定的處理，已經(jīng)具有了語義化的特征，為下一層應(yīng)用層調(diào)用做好了準(zhǔn)備。在建筑智能終端中，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較大，視頻數(shù)據(jù)多，一般選擇本地?cái)?shù)據(jù)庫存儲(chǔ)，以避免數(shù)據(jù)傳輸延遲和隱私問題。

c. 應(yīng)用層 應(yīng)用層是數(shù)據(jù)分析的重點(diǎn)，也是輸入輸出控制終端。例如，手機(jī)、智能家居的控制器等，主要通過數(shù)據(jù)處理及解決方案來提供人們所需的信息服務(wù)。但是在建筑智能終端中，應(yīng)用層應(yīng)用普遍遵循對(duì)用戶透明的原則，結(jié)合預(yù)設(shè)對(duì)象信息、感知數(shù)據(jù)和上下文理解系統(tǒng)，預(yù)測用戶的需求，提前為用戶提供相應(yīng)服務(wù)。比如生活輔助系統(tǒng)、跌倒檢測、建筑節(jié)能等應(yīng)用都無須用戶動(dòng)手操作。

d. 預(yù)設(shè)對(duì)象 在建筑智能終端體系中，會(huì)預(yù)設(shè)兩個(gè)對(duì)象，即建筑空間和用戶。其中建筑空間包號(hào)。視覺數(shù)據(jù)最廣泛的應(yīng)用有表情識(shí)別[3]、目標(biāo)檢測[4-6]、動(dòng)作識(shí)別[7-10]和機(jī)器人導(dǎo)航[11]等，主要用于識(shí)別用戶和物體。音頻被廣泛用于語音識(shí)別[12-14]及與智能交互相關(guān)的聽覺特征估計(jì)。

被動(dòng)紅外傳感器記錄來自物體(尤其是人、動(dòng)物和車輛)的紅外信號(hào)，由于其光譜特征可能與視覺特征有明顯的不同，因此為運(yùn)動(dòng)和物體分類提供含建筑類型和建筑模型，用戶對(duì)象包含身份、位置、行為習(xí)慣。建筑空間和用戶進(jìn)行匹配可以得到用戶當(dāng)前所處的具體位置，這些所有信息都會(huì)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層中作為上下文理解系統(tǒng)的輸入，從而為用戶提供個(gè)性化的服務(wù)。

2. 智能終端的關(guān)鍵技術(shù)

2.1  傳感器網(wǎng)絡(luò)

傳感器網(wǎng)絡(luò)在建筑智能終端中的作用是為更高層次的系統(tǒng)提供和用戶有關(guān)的信息，為上下文理解和后續(xù)的環(huán)境控制做準(zhǔn)備。由傳感器提供的信息被用來驅(qū)動(dòng)自動(dòng)分析用戶行為的系統(tǒng)。由于不可能對(duì)建筑智能終端中最常用的傳感器進(jìn)行全面的概述，因此分析中將專注于最重要的類型。表1為建筑智能終端中常見的傳感器。

表1.  建筑智能終端中常見的傳感器

從表1中可以看到：多數(shù)的研究集中在音視頻數(shù)據(jù)的采集和分析上，因?yàn)檫@些方式幾乎提供了用戶在人際交往和與環(huán)境互動(dòng)的過程中使用的所有信了互補(bǔ)的特征。通過在建筑環(huán)境中部署被動(dòng)式紅外傳感器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，可以探測火災(zāi)和煙霧[15-18]，還可以分析用戶的運(yùn)動(dòng)模式[19-20]。

射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)中廣泛使用的定位技術(shù)，因?yàn)樗梢愿兄矬w的接近程度和身份信息。無源的RFID標(biāo)簽體積小、靈活，無須復(fù)雜操作，因此它們可以被放置在日常用品、織成衣物上，甚至注射到動(dòng)物或人體內(nèi)。RFID讀取器將能夠識(shí)別經(jīng)過其附近的物體或人。從不同的標(biāo)簽收集數(shù)據(jù)允許系統(tǒng)拼湊出建筑智能終端中用戶的位置[21]。使用RFID 標(biāo)記用戶對(duì)于人臉、手勢、身體姿勢[22] 和語音識(shí)別應(yīng)用程序收集真實(shí)數(shù)據(jù)也非常有用。

可穿戴傳感器已經(jīng)被視為實(shí)現(xiàn)智能健康的解決方案之一，常見的可穿戴設(shè)備包括手環(huán)、手表、腕帶、眼鏡、鞋墊等。其可以在非醫(yī)療場所便捷地檢測用戶的生理數(shù)據(jù)， 如血壓[23-24]、 血氧[25-27]、 心率[28-29]等，從而對(duì)用戶進(jìn)行長期的健康監(jiān)測，預(yù)防慢性病，同時(shí)還可以記錄用戶的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)監(jiān)督[30]。

目前，建筑智能終端中涉及到的傳感器種類繁多、應(yīng)用范圍較廣，但是各有利弊，應(yīng)從具體的應(yīng)用場景和用戶需求進(jìn)行選擇。以目標(biāo)檢測任務(wù)為例，表1中常用來進(jìn)行目標(biāo)檢測的傳感器有攝像頭、深度相機(jī)和雷達(dá)。它們采集到的數(shù)據(jù)信息量遞減，同時(shí)目標(biāo)檢測的精度也遞減。攝像頭拍攝的RGB圖像提供最豐富的視覺特征，也提供最準(zhǔn)確的目標(biāo)檢測結(jié)果；深度相機(jī)提供深度數(shù)據(jù)與較少的視覺特征，同時(shí)檢測范圍有限，設(shè)備成本較高，目標(biāo)檢測的精度不如前者；雷達(dá)僅提供聲波的反射數(shù)據(jù)，并不提供視覺方面的特征，目標(biāo)檢測精度最低，同時(shí)成本也是三者中最高的，但是雷達(dá)會(huì)暴露最少的用戶隱私。如果是在圖書館等已有監(jiān)控設(shè)備的建筑空間中應(yīng)用目標(biāo)檢測技術(shù)，那么可以選擇攝像頭作為傳感器，因?yàn)樗峁┳罡叩哪繕?biāo)檢測精度，并且成本低廉；如果是在醫(yī)院等隱私要求較高的建筑空間，那么一般選擇深度相機(jī)作為傳感器，因?yàn)樗哪繕?biāo)檢測精度和成本都在可接受范圍內(nèi)，并且也在一定程度上緩解了隱私問題。以人員定位為例，可以選擇使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)或者RFID標(biāo)簽，前者須要詳細(xì)記錄用戶的面部特征，有很高的隱私風(fēng)險(xiǎn)，但是使用較方便，成本較低；后者具有較低的隱私風(fēng)險(xiǎn)，但是成本較高，并且違反了建筑智能終端對(duì)用戶透明的原則，相對(duì)于RFID標(biāo)簽，攝像頭是更自然的交互方式。

2.2  基于計(jì)算機(jī)視覺的感知技術(shù)

長期以來，人類行為一直是計(jì)算機(jī)視覺研究的重點(diǎn)，主要是在個(gè)人信號(hào)級(jí)別，即出于特定目的跟蹤和分析人的面部和身體。人類行為的自動(dòng)分類涉及對(duì)身體運(yùn)動(dòng)的理解、手勢和標(biāo)志、面部表情的分析和其他情感信號(hào)。在更高的層次上，這些信號(hào)與建筑空間屬性和用戶行為習(xí)慣的上下文屬性相結(jié)合，以理解用戶當(dāng)前需求。近年來計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的主流方法是基于深度學(xué)習(xí)的方法，在建筑智能終端中涉及到的智能感知相關(guān)算法如表2所示。

行為識(shí)別(action recognition)是指對(duì)視頻中人的行為動(dòng)作進(jìn)行識(shí)別，即讀懂視頻，比如判斷一個(gè)人是在走路、跳躍還是揮手，在視頻監(jiān)督、視頻推薦和人機(jī)交互中有重要的應(yīng)用。近幾十年來，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的興起，發(fā)展出了很多處理行為識(shí)別問題的方法。不同于目標(biāo)識(shí)別，行為識(shí)別除了要分析目標(biāo)的空間依賴關(guān)系，還要分析目標(biāo)變化的歷史信息，也就是要考慮到目標(biāo)的時(shí)空線索。下面簡單介紹基于深度學(xué)習(xí)的行為識(shí)別的主流方法。

a. 雙流法 雙流法將行為識(shí)別中的特征提取為RGB分支提取空間特征和光流分支提取時(shí)間上的光流特征兩個(gè)分支，最后結(jié)合兩種特征進(jìn)行動(dòng)作識(shí)別，代表方法有雙流卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(two-stream CNN)，TSN[9]及TRN[37]等。

b. 3D卷積(C3D) 3D卷積就是在空間和時(shí)間維度上同時(shí)進(jìn)行卷積運(yùn)算，將二維卷積擴(kuò)展到三維，添加了時(shí)間維度，直接提取時(shí)空特征，該方向的研究成果較多，代表方法有C3D和P3D[38]等。

c. 卷積循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN-LSTM) LSTM[39]網(wǎng)絡(luò)擁有記憶功能，擅長處理時(shí)序信號(hào)中的長時(shí)依賴關(guān)系，而視頻正是在時(shí)間上變化的圖像。因此有研究者將CNN與LSTM結(jié)合進(jìn)行行為識(shí)別，CNN提取出的空間特征可以作為LSTM 編碼器的輸入，進(jìn)一步學(xué)習(xí)時(shí)間特征。

2.3 上下文理解

對(duì)用戶行為和建筑空間敏感是將建筑智能終端與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)區(qū)分開來的關(guān)鍵問題之一。為了實(shí)現(xiàn)場景感知、個(gè)性化推薦、環(huán)境自適應(yīng)和需求分析，建筑智能終端的應(yīng)用需要大量關(guān)于環(huán)境中建筑空間和參與者的信息。研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向在更自然的環(huán)境中進(jìn)行分析，減少控制條件，增加更嚴(yán)格的實(shí)時(shí)約束，最重要的是，交互動(dòng)作的識(shí)別。用戶與環(huán)境、用戶之間在互動(dòng)中的相對(duì)位置、他們的姿勢、手勢、非語言行為及他們相互回應(yīng)的方式都帶有重要的線索，這些線索對(duì)于正確的上下文理解至關(guān)重要。上述傳感器和關(guān)鍵技術(shù)可以提供諸多解決方案，為以下關(guān)鍵問題提供答案。

a. 用戶識(shí)別 在建筑智能終端中，不同用戶有著不同的行為習(xí)慣和活動(dòng)傾向，在同一建筑空間中，不同用戶對(duì)光照、溫濕度等環(huán)境因素的需求可能并不相同，建筑智能終端須要針對(duì)他們的習(xí)慣調(diào)整其所處空間的環(huán)境，以提供個(gè)性化的服務(wù)。基于人臉識(shí)別、面部和行為的視覺生物識(shí)別技術(shù)主要可以處理一般建筑空間中相對(duì)較少的用戶。在公共建筑空間或隱私要求較高的建筑空間中，可以使用RFID標(biāo)簽等設(shè)備進(jìn)行用戶的注冊和識(shí)別。

b. 用戶定位 用戶在生活和工作的過程中，其所處的建筑空間和位置坐標(biāo)對(duì)于上下文理解系統(tǒng)是很重要的標(biāo)識(shí)之一。當(dāng)用戶在建筑空間中活動(dòng)時(shí)，其位置信息的檢測和跟蹤可以通過計(jì)算機(jī)視覺或定位傳感器解決。雖然使用校準(zhǔn)相機(jī)對(duì)人類進(jìn)行視覺跟蹤已在很大程度上解決了用戶定位的問題，但在復(fù)雜活動(dòng)中跟蹤多人仍然具有挑戰(zhàn)性，并且這涉及到多攝像頭陣列及丟失用戶后重識(shí)別等挑戰(zhàn)。使用RFID標(biāo)簽等定位傳感器可以較方便地記錄用戶的位置信息，但是違背了建筑智能終端對(duì)用戶透明的原則；智能手環(huán)等可穿戴設(shè)備使用全球定位系統(tǒng)(GPS)定位技術(shù)，可用于室外運(yùn)動(dòng)定位，同時(shí)對(duì)用戶透明，不會(huì)過多影響用戶的生活工作，但是其精度不足以應(yīng)用于室內(nèi)定位。建筑智能終端將建筑數(shù)字化，建立建筑數(shù)字化模型，其中包含建筑的多個(gè)建筑空間與用戶的位置信息，將用戶與其當(dāng)前所處的建筑空間進(jìn)行匹配，可以提供在此建筑空間下用戶可能需要的服務(wù)。

c. 用戶交互對(duì)象識(shí)別 識(shí)別用戶互動(dòng)的對(duì)象是建筑智能終端實(shí)現(xiàn)針對(duì)用戶和建筑空間的個(gè)性化服務(wù)的基礎(chǔ)。雖然建筑空間中的用戶數(shù)量可能很少，但有許多潛在的交互對(duì)象以通用的方式為每個(gè)這樣的對(duì)象構(gòu)建檢測器成為一個(gè)挑戰(zhàn)。對(duì)于交互對(duì)象識(shí)別，一般采用RFID 標(biāo)簽或者基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測技術(shù)。前者通過將RFID標(biāo)簽佩戴在物品或用戶身上，從而直接獲取用戶與周圍物體之間的距離和物品類型，但是建筑空間內(nèi)移除或添加設(shè)備時(shí)須要重新注冊；后者能夠自動(dòng)識(shí)別建筑空間中的各類物品，但是測量用戶與各物品之間距離須要多目相機(jī)進(jìn)行3D計(jì)算，占用計(jì)算資源較多。

3. 建筑智能終端實(shí)踐應(yīng)用

建筑智能終端的關(guān)鍵在于結(jié)合用戶的行為與所處的建筑空間進(jìn)行需求分析，在不同的建筑空間中用戶想要進(jìn)行的活動(dòng)不同，不同的身份也會(huì)導(dǎo)致不同的需求。本節(jié)介紹建筑智能終端在常見的三種建筑空間中的應(yīng)用。

3.1 醫(yī)療建筑空間中的環(huán)境智能

在醫(yī)療建筑空間中，對(duì)于醫(yī)護(hù)工作人員，建筑智能終端可以幫助實(shí)現(xiàn)更高效的臨床工作流程，并改善重癥監(jiān)護(hù)室和手術(shù)室中的患者安全；對(duì)于患者，建筑智能終端能夠提供詳細(xì)的康復(fù)指導(dǎo)、更優(yōu)的康復(fù)環(huán)境及盡可能早的疾病診斷與預(yù)防。

建筑智能終端在醫(yī)療健康空間中的應(yīng)用如圖4 所示。基于環(huán)境對(duì)人健康影響的機(jī)理，對(duì)室內(nèi)物理環(huán)境進(jìn)行建模仿真可以優(yōu)化室內(nèi)空間布局，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的康復(fù)環(huán)境；手術(shù)室是醫(yī)院的平臺(tái)科室，地位重要，業(yè)務(wù)繁忙。在手術(shù)室物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和業(yè)務(wù)類應(yīng)用運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)平臺(tái)的分析處理，建成了手術(shù)室綜合態(tài)勢感知平臺(tái)，醫(yī)護(hù)工作者在通道、門口、等待間、餐廳等區(qū)域經(jīng)過人臉識(shí)別、掌靜脈識(shí)別和手術(shù)衣RFID 芯片識(shí)別技術(shù)進(jìn)行識(shí)別與管理，實(shí)現(xiàn)了手術(shù)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建模和匯聚，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建生成管理指標(biāo)數(shù)據(jù)。

(a) 基于場景的智能醫(yī)院環(huán)境優(yōu)化

據(jù)統(tǒng)計(jì)，臨床醫(yī)生花費(fèi)多達(dá)35%的時(shí)間在醫(yī)療記錄任務(wù)上[40]，每個(gè)病人每次就診期間醫(yī)生都要進(jìn)行記錄，這在很大程度上影響了臨床工作的效率。然而，抄寫員的培訓(xùn)代價(jià)大，并且有很高的流動(dòng)性。建筑智能終端可以通過語音識(shí)別技術(shù)輔助醫(yī)生完成這一工作。在一項(xiàng)研究中，研究人員從病人和醫(yī)生之間的9×104次對(duì)話中提取1.4×104h的門診音頻， 訓(xùn)練了一個(gè)深度學(xué)習(xí)模型[41]。該模型顯示了 80% 的文字轉(zhuǎn)錄準(zhǔn)確率，比專業(yè)抄寫員 76% 的準(zhǔn)確性高。使用語音識(shí)別技術(shù)代替手寫，能夠很大程度上減少重復(fù)性工作，并且增加醫(yī)生與病人的交流時(shí)間，有助于提高臨床效率和診療質(zhì)量。

通過計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)與環(huán)境攝像頭，訓(xùn)練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來跟蹤前列腺切除手術(shù)中的針頭驅(qū)動(dòng)器，以作為外科技術(shù)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)[42]，可以避免可穿戴設(shè)備對(duì)外科醫(yī)生手靈敏度的影響，同時(shí)降低感染風(fēng)險(xiǎn)；通過在洗手臺(tái)上方安裝深度傳感器，利用深度學(xué)習(xí)算法檢測手衛(wèi)生活動(dòng)[43]，建筑智能終端可以通過手衛(wèi)生的結(jié)果和目標(biāo)用戶的位置信息進(jìn)行院內(nèi)感染的控制與追蹤。

患者的早期運(yùn)動(dòng)恢復(fù)可以大幅度降低患ICU 獲得性虛弱的可能性[44]。常規(guī)的患者移動(dòng)性評(píng)估是通過直接地面對(duì)面觀察，正確的測量須要對(duì)病人的運(yùn)動(dòng)有細(xì)致入微的了解，這在很大程度上占用了臨床資源，成本很高。而建筑智能終端可以在ICU 病房中提供基于深度傳感器的患者移動(dòng)測量，無須占用醫(yī)生時(shí)間，并且隱私風(fēng)險(xiǎn)很低。同時(shí)在ICU 病房中，可以通過建筑智能終端監(jiān)測患者的康復(fù)狀態(tài)，檢測其精神狀態(tài)并統(tǒng)計(jì)其行為分布，為醫(yī)生的后續(xù)治療提供參考。

3.2 居住建筑空間中的環(huán)境智能

人的大部分時(shí)間都待在家里，特別是老年人。在世界范圍內(nèi)，人口老齡化的趨勢不斷擴(kuò)大。建筑智能終端能夠提供更便捷的生活環(huán)境并輔助老年人日常生活。

當(dāng)為輔助生活創(chuàng)建以人為中心的智能環(huán)境時(shí)，對(duì)日?；顒?dòng)進(jìn)行分類和對(duì)異?；顒?dòng)進(jìn)行檢測是兩個(gè)最基本的任務(wù)。建筑智能終端輔助老年人生活的案例包括探測異常情況(如家中跌倒、搶劫或火災(zāi))、識(shí)別日常生活模式及獲取與各種日?；顒?dòng)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在所有的活動(dòng)中，檢測跌倒最受關(guān)注，因?yàn)樗泄钦?、中風(fēng)甚至死亡等相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。觸發(fā)緊急援助往往是必要的，尤其是對(duì)那些獨(dú)自生活的人。通過智能手表、聲音傳感器、可穿戴運(yùn)動(dòng)設(shè)備(陀螺儀、速度計(jì)、加速計(jì))、視覺、深度和紅外相機(jī)等不同類型的傳感器，可以進(jìn)行行為檢測．但是每個(gè)傳感器都有其優(yōu)缺點(diǎn)，例如，可穿戴設(shè)備很簡單，但須要定期充電，并且老年人也很容易忘記佩戴。基于視覺的技術(shù)對(duì)于老年人存在一些隱私問題，但可以通過特征提取后去除原始數(shù)據(jù)僅保留人形或采用僅形狀可見數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行改善[45]。

環(huán)境智能應(yīng)用于居住建筑空間中形成智能健康住宅，如圖5所示。在智能健康住宅中，建筑智能終端監(jiān)測居住建筑空間中的各種因素，如天氣、用水量、溫濕度、光照、聲音和家電使用情況等，同時(shí)使用人工智能技術(shù)來檢測用戶的健康狀態(tài)、姿態(tài)和行為軌跡，當(dāng)用戶發(fā)生危險(xiǎn)(摔倒或異常姿態(tài)等)時(shí)及時(shí)通知家屬，以避免因不及時(shí)處理而產(chǎn)生的后續(xù)傷害。

(a)   智能健康住宅體系

3.3  公共建筑空間中的環(huán)境智能

在智能城市應(yīng)用發(fā)展的過程中，公共建筑的智能化也是發(fā)展的重點(diǎn)之一，公共建筑空間中建筑智能終端應(yīng)用情況如圖6所示。

a. 停車場 建筑智能終端在停車場中可以通過監(jiān)控?cái)z像頭檢測可用停車位和待停車輛的信息，并通過網(wǎng)絡(luò)指揮車主前往停車位。但是這可能涉及到用戶手機(jī)或車載導(dǎo)航與停車場建筑智能終端系統(tǒng)聯(lián)通的問題。

b. 城市道路 建筑智能終端能夠通過在路燈中安裝雨雪和溫濕度傳感器，智能適應(yīng)天氣，調(diào)整照明情況，避免浪費(fèi)電，為行人提供更好的照明條件，或者根據(jù)氣候條件和意外事件(如事故或交通堵塞)提供警告信息和改道，為用戶提供更好的交通體驗(yàn)。

c. 辦公樓 阿姆斯特丹的EDGE大樓安裝了2.8×104個(gè)傳感器，用于檢測動(dòng)作、溫度、燈光和紅外線等信息，自主調(diào)節(jié)辦公樓環(huán)境，員工可以通過手機(jī)應(yīng)用程序(APP)尋找停車位或者調(diào)節(jié)工位附近的照明和溫度。辦公建筑空間的建筑智能終端還能夠根據(jù)員工職能、所負(fù)責(zé)項(xiàng)目等信息安排工位，使同一項(xiàng)目或相關(guān)項(xiàng)目的員工在同一片區(qū)域辦公，提高工作效率。

d. 博物館 在博物館等大型公共建筑中，建筑智能終端能夠通過參觀證、手機(jī)APP 或攝像頭對(duì)參觀者進(jìn)行定位，并結(jié)合建筑模型與參觀者預(yù)設(shè)的偏好提供導(dǎo)航服務(wù)，為參觀者提供更好的參觀體驗(yàn)。對(duì)于管理者，建筑智能終端能夠提供參觀人流的具體情況，如各個(gè)展區(qū)的人流量、高峰期等，方便其安排展覽內(nèi)容。