基于人工智能的智能衣柜设计与优化研究

摘要： 随着物联网、人工智能与智能家居技术的快速发展，传统衣柜逐渐向智能化、多功能化方向演进。本文设计了一款集成自动消杀、智能搭配智能衣柜，实现了衣物的健康管理、个性化推荐与便捷存取，非常符合现代年轻群体的需要。本文从系统架构、关键技术、应用场景及实验验证等方面展开分析，为智能衣柜的研发与推广提供理论支持。

关键词：人工智能；衣橱

1 引言

近年来，全球科技的不断发展催生出了一种新的经济形势—体验经济。体验经济时代对年轻一代购买衣柜产生了多方面影响。[1]一方面，年轻一代更注重个性化和体验感，衣柜不再只是存储衣物的工具，而是整体家居空间的一部分，他们倾向于选择能够提供沉浸式体验的定制化服务。定制衣柜的附加功能衣是指衣柜除主要功能外，进一步的满足客户心理和需求方面的功能。如多功能衣柜。[2]例如，一些品牌通过打造实景展示空间，让消费者能够直观感受衣柜与家居环境的融合。

对比当前时代下老人的消费观念，体验经济下的消费观念也促使年轻人更愿意为高品质的体验付费，他们愿意选择具有设计感、环保材料和智能功能的衣柜产品。而相比于目前的市场老年人日常生活整体环境的深入研究的缺乏[3]，市场也更愿意去研究年轻一代群体的整体日常环境。这种消费趋势推动了衣柜行业的创新和升级，促使企业更加注重产品与服务的体验价值。

最近几年，智能家居技术以颠覆性创新重塑了人类居住空间，其核心从单一设备联网迈向场景化、无感化与生态化的全面智能。早期，最基础的核心驱动力物联网（IoT）、人工智能（AI）和传感器技术，让智能衣柜支持衣物自动分类、库存管理、智能推荐等功能。

目前智能家居的底层技术革新带来的成果：例如，多模态交互技术的成熟（如手势识别、环境自适应）使衣柜能够通过非接触式操作响应用户需求；分布式边缘计算技术则保障了设备本地化处理的低延迟与高可靠性。同时，还有用户对个性化、健康化与高效化生活需求的升级。在此背景下，智能衣柜作为家居场景的重要入口，正从传统收纳工具演变为兼具智慧服务与情感交互的“生活管家”。所以，现在对于智能衣柜的设计需兼顾衣物管理的效率与用户身心健康，例如通过毫米波雷达实现非接触式体征监测，或通过环境传感器优化存储条件。

2研究与设计目的及意义

在体验经济时代，年轻一代对衣物晾晒的需求与智能衣柜之间存在着紧密的联系。一方面，出租屋空间有限，传统的晾晒方式可能受到阳台面积或晾晒条件的限制。[4]而智能衣柜的出现，为这一问题提供了新的解决方案。例如，一些智能衣柜具备烘干功能，能够快速烘干衣物，同时具备除皱、杀菌消毒等效果。这不仅节省了晾晒空间，还提高了衣物的护理质量。

另一方面，智能衣柜的智能化功能能够满足年轻一代对便捷生活的需求。通过物联网技术，用户可以远程控制衣柜的烘干功能，提前设定好时间，回家后即可穿上干爽的衣物。智能衣柜还可以根据天气情况和用户的穿着习惯，提供个性化的穿搭建议，进一步提升用户的使用体验。

智能衣柜的环保与可持续性功能也符合年轻一代的价值观。例如，一些智能衣柜采用低功耗设计，减少能源消耗，同时具备衣物识别与分类功能，能够提醒用户合理使用衣物，避免浪费。这些功能不仅满足了年轻一代对生活品质的追求，也体现了他们对环保的重视。

在智能家居技术快速迭代的背景下，用户对家居产品的需求已从“功能满足”转向“体验增值”。尽管当前智能衣柜在基础物联与数据管理上取得了一定进展，但其设计仍面临两大核心矛盾：一是技术堆砌与真实需求之间的割裂，例如部分产品过度追求交互形式的“科技感”，却忽视了用户对健康管理、收纳效率等底层诉求；二是产品同质化与个性化服务之间的失衡，现有解决方案难以适配多元场景与差异化人群。基于此，本研究以“技术人性化”为核心理念，旨在通过用户需求驱动技术创新，重新定义智能衣柜的价值边界——不仅作为衣物存储工具，更成为提升生活品质的“主动服务者”。

研究目的聚焦于解决三大现实问题：其一，如何通过低成本技术整合实现高实用性功能。例如，针对用户普遍关注的衣物杀菌与防潮需求，我们摒弃高功耗的商用方案，通过优化紫外线灯布局与湿度传感器的联动逻辑，设计出适配中小型衣柜的轻量化除菌系统；其二，如何打破“数据孤岛”，构建衣柜与其他家居设备的协同生态。我们提出以衣柜为场景中枢，联动室内空调、照明等设备，例如在梅雨季节自动触发除湿模式并调节室内温湿度，形成动态健康环境；其三，如何平衡个性化推荐与用户隐私保护。通过本地化边缘计算与差分隐私技术，在实现穿搭建议精准化的同时，避免用户数据云端泄露的风险。

这一设计实践不仅为行业提供了“以需定技”的创新范式，更展现了学生团队在技术理想与社会责任之间的平衡思考——我们坚信，真正的智能不应是冰冷的算法，而是温暖生活的可持续解决方案。

3研究过程

3.1分析行业现状

尽管智能家居市场蓬勃发展，但用户体验仍存在瓶颈。例如，设备互联标准不统一导致生态割裂，部分功能因创新不足沦为“鸡肋”。而智能衣柜的突破性设计——如自动消杀、智能搭配与无感拿取——恰能回应这些挑战。自动消杀功能结合紫外光或负离子技术，可解决传统衣柜易滋生细菌的卫生隐患；智能搭配算法通过分析用户行为数据与场景需求（如天气、日程），实现穿搭方案的个性化推荐；无感拿取则依托RFID电子标签与机械臂技术，实现衣物的精准定位与递送，显著提升收纳效率。

3.2政策与生态协同的加持

政策层面，“双碳”目标推动家居能源系统向绿色化转型，智能衣柜的节能设计（如动态温控与低功耗传感器）可与此趋势契合。[4][4]Matter 2.0等统一协议的普及将加速跨品牌设备互联，使智能衣柜融入全屋智能生态，例如与空调联动调节室内温湿度，或与洗衣机协同优化洗护流程。头部企业如Aqara、海尔等通过开放API与生态共建，进一步为智能衣柜的场景扩展提供可能。

3.3进行问卷调查、获得结果及其结论

本次共收集到有效问卷201份，中女性占比54.23%，男性占比45.77%，女性略高于男性。这可能与女性对衣物管理和穿搭的日常关注度更高有关，所以女性更可能成为我们所设计的智能衣柜的核心用户群体，那么我们就要注意在功能设计中加入更多贴合女性需求的设计。

28.36%的受访者每年购买新衣超过10件，25.37%购买5-10件，合计超过半数用户（53.73%）每年添置5件以上。高频购衣用户对衣柜容量和整理效率需求更高，极有可能成为我们的目标消费者。

通过数据来看，仅32.84%的用户有分类整理习惯，那么就有将近三分之二用户缺乏稳定的整理习惯，这就导致了有将近半数的用户会在寻找衣服这件事情上花费很长时间。这也说明了现有衣柜的收纳设计不合理（如分类隔间不足、高处不便拿取），这些痛点叠加用户整理习惯不足，逐渐形成了恶性循环。

健康与卫生是非常多用户对衣柜保存衣物担忧的关键点，47.26%的用户担心衣物长期存放滋生病菌，17.41%认为现有衣柜“无法自动杀菌消毒”是最大不足。杀菌功能在智能衣柜需求中排名第三（36.32%），说明用户对健康功能的重视。另外，17.91%的用户认为现有衣柜“不防潮”，我们为设计的智能衣柜添加的自动除湿功能（38.31%需求）便是想要针对性解决这些问题。

在核心功能需求上，APP控制（39.3%）、自动除湿（38.31%）、自动拿取衣物（38.31%）、杀菌（36.32%）和熨烫（36.82%）均为高频需求，AR全身镜（14.93%）、时尚资讯推荐（15.42%）等需求较低，但仍为差异化竞争方向。用户对“自动拿取”的高需求（38.31%）与现有衣柜“高处衣物不便拿取”（18.41%）痛点直接呼应，说明智能衣柜需优先优化空间布局与自动化技术。

外观与材质选择上，滑动门更受欢迎（55.72%），可能因其节省空间且符合现代家居设计趋势；塑料（21.89%）、人造板（21.39%）和其他（20.9%）需求分散，需提供多样化选项以满足不同审美需求。对于APP的外观界面，动态与动画设计（18.91%）、卡片式设计（17.91%）最受青睐，说明用户偏好互动性强、信息展示直观的界面。

在对智能衣柜的认知与期望方面，只有41.79%的用户对智能衣柜“很了解”，还有31.84%完全不了解，这表明市场宣传存在两极分化，我们应该通过一些社交媒体和线下体验店加强科普，突出智能衣柜与传统产品的差异化优势。另外尽管用户对功能需求强烈，但高价格可能成为主要阻碍：仅30.85%的用户表示会购买功能齐全的智能衣柜，34.83%明确拒绝，34.33%需考虑价格。所以我们还需要通过成本优化降低门槛，或采用分期付款等灵活销售策略。

由以上数据可得，我们的重点任务便是开发APP控制、自动除湿/拿取、杀菌、熨烫等核心功能，确保基础体验。在此基础上，引入AR试衣镜（虚拟穿搭）和时尚推荐功能，可以吸引年轻用户群体。在材料与定价方面，我们可以提供塑料、金属、实木等多种材质选项，适配不同家居风格；推出基础款（仅含杀菌、除湿）和高端款（全功能），覆盖不同消费层级。同时与家居品牌或电商平台联合营销，通过短视频展示智能衣柜的便捷性（如10秒找衣、自动杀菌），突出健康与效率卖点；提供试用服务，以降低用户决策风险；举办线下体验活动，邀请潜在用户试用，消除对“智能产品复杂难用”的刻板印象。

4智能衣柜功能设计

4.1自动消杀

我们查找了市面上用于智能衣柜的消毒方法，如表1所示

因此由表 1消毒方法对比当中可以看出，智能衣柜的自动消杀功能主要基于紫外线消毒和空气净化技术。[5]紫外线消毒模块通过设置在衣柜内壁的紫外线灯，能够有效杀灭衣物上的细菌和病毒。一些智能衣柜还配备了空气净化单元，利用超声波雾化技术或植物抗菌液净化技术，对衣柜内的空气进行净化，去除异味和有害物质。这种消杀方式的理论依据是紫外线的杀菌原理和化学消毒剂的抗菌特性，能够为用户提供一个清洁、卫生的衣物存储环境。

4.2烘干系统

智能衣柜的烘干系统利用热风循环或红外线加热技术，能够快速去除衣物中的水分。例如，一些智能衣柜配备了除湿烘干单元，通过控制器的指令执行除湿烘干操作。这种烘干方式的理论依据是热力学原理，即通过加热空气使其吸收水分，然后通过通风将湿气排出，从而达到烘干衣物的效果。智能衣柜的烘干系统还配备了自适应潮湿度监测系统，根据衣柜内衣物的湿度自动调整烘干时间和温度，确保衣物烘干效果的同时避免过度烘干。

4.3智能搭配

智能衣柜的智能搭配功能主要基于图像识别和AI算法。通过内置的摄像头或图像采集设备，智能衣柜可以识别衣柜内衣物的颜色、款式和材质。然后，利用AI算法根据用户的个人风格、天气条件和场合需求，提供个性化的穿搭建议。例如，Dressrious和Aesty等应用利用AI技术为用户提供智能搭配规划和虚拟试衣功能。这种智能搭配的理论依据是计算机视觉技术和机器学习算法，能够根据大量的穿搭数据和用户偏好，生成合理的搭配方案。

4.5个性化推荐

在智能衣柜设计中，UX设计通过个性化推荐功能显著提升用户的使用体验。[7]智能衣柜利用机器学习和大数据分析，根据用户的历史使用数据、衣物偏好、天气情况以及日程安排，提供精准的穿搭建议。例如，用户可以在智能衣柜的推荐界面看到基于个人风格和当前天气的搭配方案。智能衣柜还支持个性化设置，用户可以根据自己的喜好调整推荐算法，以满足不同的穿搭需求。

智能衣柜的个性化推荐不仅限于穿搭建议，还结合了衣物的分类管理。通过智能分类系统，衣柜可以自动识别和分类衣物，用户在界面中可以轻松找到所需衣物。这种设计减少了用户在寻找衣物时的时间和精力，提高了使用效率。

智能衣柜还提供了虚拟试衣功能，用户可以在虚拟环境中尝试不同的搭配，查看3D模型预览效果，进一步优化穿搭体验。这种功能不仅提升了用户的参与感，还增强了智能衣柜的互动性和趣味性。

4.6便捷存取

我们从功能和使用频率两方面入手，对衣柜空间进行分区设计以实现便捷存取。首先，按功能划分，设置挂衣区、叠衣区、抽屉区和鞋架区。挂衣区用于外套、衬衫等，便于快速取用；叠衣区存放毛衣、T恤等，采用抽屉式设计，方便分类。其次，根据使用频率，将常用物品放在易于取用的高度（1.2米至1.6米之间），不常用的物品放在高处或低处。可采用可调节层板和伸缩式挂架，灵活调整空间。[6]透明收纳盒和可视化设计（如镜面或透明门）也能提升存取效率。结合智能标签和存取记录功能，进一步优化用户体验。

智能衣柜的便捷存取功能通过机械臂和智能控制系统实现。例如，一些智能衣柜配备了自动悬挂和分类系统，能够根据衣物的类型和使用频率自动分类和存放。用户可以通过手机APP或外置显示屏控制衣柜的操作，实现便捷的存取。这种便捷存取的理论依据是自动化技术和人机交互设计，通过机械臂和智能控制系统实现衣物的自动存取，提高用户的使用便利性。

4.7实践结果展示

5总结

针对传统衣柜功能单一、无法满足现代用户需求的痛点，我们团队设计了一款搭载智能系统的多功能智能衣柜。该产品通过嵌入式智能控制面板、AI识别系统、紫外线杀菌模块及环境监测设备的协同联动，突破了传统衣柜仅能存储衣物的局限，实现了衣物存储、智能除湿、紫外线消毒、杀菌防霉等一体化功能。

我们相信，这款智能衣柜将推动家居智能化的发展，未来有望成为现代家庭的标配，为用户带来更高效、更健康的衣物管理方式。

参考文献

[1]张煊.基于用户体验的智能衣柜产品设计研究[D].江南大学，2023.

[2]肖银.基于90后定制柜类家具设计的数据库构建[D].中南林业科技大学，2020.

[3]潘尧.老年人卧室智能家具设计研究[D].南京林业大学，2023.

[4]潘御图.面向单身公寓租住人群的智能晾衣机设计研究[D].华南理工大学，2022.

[5]丁梓晨.家用消毒衣柜设计研究[D].北京林业大学，2022.

[6]尚丽娜.基于便捷性的衣柜叠放/挂衣区功能结构设计[D].北京林业大学，2022.

[7]康佳丽.UX驱动下的智能衣柜创新设计研究[D].福建农林大学，2022.

[8]唐梦菲.基于Unity 3D的智能衣柜设计及功能模拟[D].北京林业大学，2020.

[9]符凯杰.交互式智能衣柜设计研究[D].湖北工业大学，2021.