物聯網系統該如何設計溝通內容，才能與使用者完美互動？

本文由 建研所 委託，泛科學企劃執行。 

當你走進一棟建築，是否能感受到它對環境的友善？或許不是每個人都意識到，但現今建築不只提供我們居住和工作的空間，更是肩負著重要的永續節能責任。

綠建築標準的誕生，正是為了應對全球氣候變遷與資源匱乏問題，確保建築設計能夠減少資源浪費、降低污染，同時提升我們的生活品質。然而，要成為綠建築並非易事，每一棟建築都需要通過層層關卡，才能獲得標章認證。

為推動環保永續的建築環境，政府自 1999 年起便陸續著手推動「綠建築標章」、「智慧建築標章」以及「綠建材標章」的相關政策。這些標章的設立，旨在透過標準化的建築評估系統，鼓勵建築設計融入生態友善、能源高效及健康安全的原則。並且政府在政策推動時，為鼓勵業界在規劃設計階段即導入綠建築手法，自 2003 年特別辦理優良綠建築作品評選活動。截至 2024 年為止，已有 130 件優良綠建築、31 件優良智慧建築得獎作品，涵蓋學校、醫療機構、公共住宅等各類型建築，不僅提升建築物的整體性能，也彰顯了政府對綠色、智慧建築的重視。

說這麼多，你可能還不明白建築要變「綠」、變「聰明」的過程，要經歷哪些標準與挑戰？

綠建築標章	智慧建築標章	綠建材標章

第一招：依循 EEWH 標準，打造綠建築典範

環境友善和高效率運用資源，是綠建築（green building）的核心理念，但這樣的概念不僅限於外觀或用材這麼簡單，而是涵蓋建築物的整個生命週期，也就是包括規劃、設計、施工、營運和維護階段在內，都要貼合綠建築的價值。

關於綠建築的標準，讓我們先回到 1990 年，當時英國建築研究機構（BRE）首次發布有關「建築研究發展環境評估工具（Building Research Establishment Environmental Assessment Method，BREEAM®）」，是世界上第一個建築永續評估方法。美國則在綠建築委員會成立後，於 1998 年推出「能源與環境設計領導認證」（Leadership in Energy and Environmental Design, LEED）這套評估系統，加速推動了全球綠建築行動。

臺灣在綠建築的制訂上不落人後。由於臺灣地處亞熱帶，氣溫高，濕度也高，得要有一套我們自己的評分規則——臺灣綠建築評估系統「EEWH」應運而生，四個英文字母分別為 Ecology（生態）、Energy saving（節能）、Waste reduction（減廢）以及 Health（健康），分成「合格、銅、銀、黃金和鑽石」共五個等級，設有九大評估指標。

我們就以「台江國家公園」為例，看它如何躍過一道道指標，成為「鑽石級」綠建築的國家公園！

位於臺南市四草大橋旁的「台江國家公園」是臺灣第8座國家公園，也是臺灣唯一的濕地型的國家公園。同時，還是南部行政機關第一座鑽石級的綠建築，其外觀採白色系列，從高空俯瞰，就像在一座小島上座落了許多白色建築群的聚落；從地面看則有臺南鹽山的意象。

因其地形與地理位置的特殊，生物多樣性的保護則成了台江國家公園的首要考量。園區利用既有的魚塭結構，設計自然護岸，保留基地既有的雜木林和灌木草原，並種植原生與誘鳥誘蟲等多樣性植物，採用複層雜生混種綠化。以石籠作為擋土護坡與卵石回填增加了多孔隙，不僅強化了環境的保護力，也提供多樣的生物棲息環境，使這裡成為動植物共生的美好棲地。

第二招：想成綠建築，必用綠建材

要成為一幢優秀好棒棒的綠建築，使用在原料取得、產品製造、應用過程和使用後的再生利用循環中，對地球環境負荷最小、對人類身體健康無害的「綠建材」非常重要。

這種建材最早是在 1988 年國際材料科學研究會上被提出，一路到今日，國際間對此一概念的共識主要包括再使用（reuse）、再循環（recycle）、廢棄物減量（reduce）和低污染（low emission materials）等特性，從而減少化學合成材料產生的生態負荷和能源消耗。同時，使用自然材料與低 VOC（Volatile Organic Compounds，揮發性有機化合物）建材，亦可避免對人體產生危害。

在綠建築標章後，內政部建築研究所也於 2004 年 7 月正式推行綠建材標章制度，以建材生命週期為主軸，提出「健康、生態、高性能、再生」四大方向。舉例來說，為確保室內環境品質，建材必須符合低逸散、低污染、低臭氣等條件；為了防溫室效應的影響，須使用本土材料以節省資源和能源；使用高性能與再生建材，不僅要經久耐用、具高度隔熱和防音等特性，也強調材料本身的再利用性。

在台江國家公園內，綠建材的應用是其獲得 EEWH 認證的重要部分。其不僅在設計結構上體現了生態理念，更在材料選擇上延續了對環境的關懷。園區步道以當地的蚵殼磚鋪設，並利用蚵殼作為建築格柵的填充材料，為鳥類和小生物營造棲息空間，讓「蚵殼磚」不再只是建材，而是與自然共生的橋樑。園區的內部裝修選用礦纖維天花板、矽酸鈣板、企口鋁板等符合綠建材標準的系統天花。牆面則粉刷乳膠漆，整體綠建材使用率為 52.8%。

在日常節能方面，台江國家公園也做了相當細緻的設計。例如，引入樓板下的水面蒸散低溫外氣，屋頂下設置通風空氣層，高處設置排風窗讓熱空氣迅速排出，廊道還配備自動控制的微噴霧系統來降溫。屋頂採用蚵殼與漂流木創造生態棲地，創造空氣層及通風窗引入水面低溫外企，如此一來就能改善事內外氣溫及熱空氣的通風對流，不僅提升了隔熱效果，減少空調需求，讓建築如同「與海共舞」，在減廢與健康方面皆表現優異，展示出綠建築在地化的無限可能。

在綠建材的部分，另外補充獲選為 2023 年優良綠建築的臺南市立九份子國民中小學新建工程，其採用生產過程中二氧化碳排放量較低的建材，比方提高高爐水泥（具高強度、耐久、緻密等特性，重點是發熱量低）的量，並使用能提高混凝土晚期抗壓性、降低混凝土成本與建物碳足跡的「爐石粉」，還用再生透水磚做人行道鋪面。

同樣入選 2023 年綠建築的還有雲林豐泰文教基金會的綠園區，首先，他們捨棄金屬建材，讓高爐水泥使用率達 100%。別具心意的是，他們也將施工開挖的土方做回填，將有高地差的荒地恢復成平坦綠地，本來還有點「工業風」的房舍告別荒蕪，無痛轉綠。

等等，這樣看來建築夠不夠綠的命運，似乎在建材選擇跟設計環節就決定了，是這樣嗎？當然不是，建築是活的，需要持續管理–有智慧的管理。

第三招：智慧管理與科技應用

我們對生態的友善性與資源運用的效率，除了從建築設計與建材的使用等角度介入，也須適度融入「智慧建築」（intelligent buildings）的概念，即運用資通訊科技來提升建築物效能、舒適度與安全性，使空間更人性化。像是透過建築物佈建感測器，用於蒐集環境資料和使用行為，並作為空調、照明等設備、設施運轉操作之重要參考。

為了推動建築與資通訊產業的整合，內政部建築研究所於 2004 年建立了「智慧建築標章」制度，為消費者提供判斷建築物是否善用資通訊感知技術的標準。評估指標經多次修訂，目前是以「基礎設施、維運管理、安全防災、節能管理、健康舒適、智慧創新」等六大項指標作為評估基準。
以節能管理指標為例，為了掌握建築物生命週期中的能耗，需透過系統設備和技術的主動控制來達成低耗與節能的目標，評估重點包含設備效率、節能技術和能源管理三大面向。在健康舒適方面，則在空間整體環境、光環境、溫熱環境、空氣品質、水資源等物理環境，以及健康管理系統和便利服務上進行評估。

樹林藝文綜合大樓在設計與施工過程中，充分展現智慧建築應用綜合佈線、資訊通信、系統整合、設施管理、安全防災、節能管理、健康舒適及智慧創新 8 大指標先進技術，來達成兼顧環保和永續發展的理念，也是利用建築資訊模型（BIM）技術打造的指標性建築，受到國際矚目。

在興建階段，為了保留基地內 4 棵原有老樹，團隊透過測量儀器對老樹外觀進行精細掃描，並將大小等比例匯入 BIM 模型中，讓建築師能清晰掌握樹木與建築物之間的距離，確保施工過程不影響樹木健康。此外，在大樓啟用後，BIM 技術被運用於「電子維護管理系統」，透過 3D 建築資訊模型，提供大樓內設備位置及履歷資料的即時讀取。系統可進行設備的監測和維護，包括保養計畫、異常修繕及耗材管理，讓整棟大樓的全生命週期狀況都能得到妥善管理。

智慧建築導入 BIM 技術的應用，從建造設計擴展至施工和日常管理，使建築生命周期的管理更加智慧化。以 FM 系統 ( Facility Management，簡稱 FM ) 為例，該系統可在雲端進行遠端控制，根據會議室的使用時段靈活調節空調風門，會議期間開啟通往會議室的風門以加強換氣，而非使用時段則可根據二氧化碳濃度調整外氣空調箱的運轉頻率，保持低頻運作，實現節能效果。透過智慧管理提升了節能效益、建築物的維護效率和公共安全管理。

總結

綠建築、綠建材與智慧建築這三大標章共同構建了邁向淨零碳排、居住健康和環境永續的基礎。綠建築標章強調設計與施工的生態友善與節能表現，從源頭減少碳足跡；綠建材標章則確保建材從生產到廢棄的全生命週期中對環境影響最小，並保障居民的健康；智慧建築標章運用科技應用，實現能源的高效管理和室內環境的精準調控，增強了居住的舒適性與安全性。這些標章的綜合應用，讓建築不僅是滿足基本居住需求，更成為實現淨零、促進健康和支持永續的具體實踐。

本文由 國立臺灣師範大學 委託，泛科學企劃執行。 

在這個通信技術普及的年代，我們不斷介紹各式各樣的通信技術。大多數的通信技術都是為人服務的，這似乎是理所當然的。然而，有一種通信技術並非直接為人服務，而是為物體之間的交流提供支持。這種技術不僅存在，而且在現代已經成為最主要的通信形式之一，我們稱之為——物聯網（IoT）。

物聯網，Internet of Things，簡稱 IoT，顧名思義就是物品，機器、設備連上網路。

在我們生活中，如智慧手錶和藍牙耳機這些穿戴式設備，它們各自擁有特定功能，同時又能透過藍牙技術相互連結，這就是物聯網的一種應用。

你可能會問，手機也算是物聯網的設備嗎？

這取決於你如何定義和使用手機。如果是人們使用 5G 或 4G 技術彼此傳訊息和溝通，那麼這不屬於物聯網的範疇。但當手機與藍牙耳機或智慧手錶連接時，它們之間的互動更符合物聯網的概念。因此，物聯網的基本定義是，不直接涉及人跟人、或是人與設備的互動。基本上都是設備跟設備之間的溝通。

通信是人類最基本的需求，同時也帶來無限商機，就像我們不想跑到別的地方買可樂，卻發現賣光了一樣，科技為能解決這些需求，促使通信技術的持續成長。

如同手機的普及帶動了市場需求，從一家一部的電視和冰箱，到人人一支的手機，並且每隔幾年就更新換代。這種商機吸引了企業的投資，也推動了強大的研發動能。

而現在，我們正生活在一個設備數量遠超人類數量的時代，從藍牙耳機、智慧手錶，到遍布全球的智慧設備，物聯網的技術已經無處不在。

不妨思考一下，還有哪些需求尚未被滿足，也許它們正是下一個物聯網應用的起點。

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參考資料

• The little-known story of the first IoT device – IBM Blog
• 台中空品感測器物聯網勇奪 GO SMART 國際大獎- 生活 – 自由時報電子報
• 目前環境部空污感測器涵蓋那些地區？監控多少污染源？
• PM2.5 Open Data Portal
• 東大・NTT ドコモ・東北電力、「LoRa 無線通信技術」を活用した送電設備の監視に係る実証試験を実施
• 横浜国立大学様（藤野陽三教授） | 導入事例 | ソナス株式会社

「屏東縣跨域數位爭霸戰實戰競賽」頒獎典禮暨成果展於11月19號完美落幕。為培育屏東青年數位能力，屏東縣政府特別推動「跨域數位人才培育計畫」，主題包含「AVR 應用」、「數位光影技術」、「智慧物聯」、「自媒體影音串流」及「數位媒體應用」五大類，以透過學習數位工具提升履歷競爭力。更延伸計畫辦理「屏東縣跨域數位爭霸戰實戰競賽」，參賽隊伍都是在屏東就學或就業之青年報名，提供競賽總獎金30萬元，鼓勵與培育屏東的數位人才發揮創意，將屏東的故事透過數位方式展現出來。

本次參賽作品精采多元，展現屏東青年設計的創意及數位能量。包括影片拍攝屏東美食美景的「屏安米樂」及「做伙憩屏東」，利用線上展覽介紹屏東單車路線的「屏東單車旅遊趣」，以及獲得潛力獎的團隊「Animation Pingtung」、「斯卡羅」及「禁忌之戀」，第三名則是由透過線上迷宮遊戲的模式融入屏東各個區域的特產、美食的「屏藏物語」，第二名則是製作了年底即將啟動的屏東數位青創中心外牆，運用非常吸睛的光雕影像結合屏東元素的「光點屏東∞斑雕共構」，第一名殊榮則由屏東科技大學餐旅管理系的「鐵橋記」獲得，同學們運用實境解謎搭配Line機器人，透過遊戲方式介紹高屏溪的歷史。

每個團隊皆發揮獨特創造力，在課程中從0到1扎根數位技能、從無到有創造屬於自己的成果，屏東青年人才有目共睹，展現屏東縣政府陪伴青年，提供良好的創業環境與資源，有望未來提升屏東競爭力！

• 文／人機共生你我它

「工作即將結束，主人在家人的群組裡留言有朋友即將一起回家吃晚餐。家裏的所有成員們接到通知後開始各就各位，準備迎接主人與客人到來。烤箱開始待機，電磁爐進入烹飪模式，地毯告訴掃地機器人上次清潔時間一周前，接著掃地機器人開始清理客廳，掃地機器人走到沙發旁時，沙發說它也需要被清潔。當大家開心準備時，接到主人通知朋友沒辦法一起吃晚餐了，只好改為自己吃微波食品，於是家庭總管便訂了主人平時喜歡的外賣，同時通知家裏所有成員：晚餐取消！進入微波食物模式 QQ 」

這個影片中的場景是許多智慧家居常描繪的物聯網概念之一，在不久的將來，所有物品都能與其他物品甚至與人溝通時，生活的模式可能與現在有所不同。

許多概念影片中描繪了人與聯網物的理想互動情況，所有的互動都順暢無比、智慧系統如期運作、人也能自然地與智慧系統溝通，然而在實際生活中，系統的運作不盡然能夠如期依照完美劇本演出，偶爾可能會遇上系統故障或是無法順利接收人的指令，而人也並不總能理解系統的所有運作機制、未必能精確傳達自己的需求讓智慧系統知道。因此，我們需要了解當人在使用這些智慧系統時，人會有哪些期待或行為，進而設計出能讓使用者理解的系統行為。

這篇研究由荷蘭恩荷芬理工大學與台灣大學智慧聯網中心的研究團隊合作，並發表於 2018 年 ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems （CHI’18），透過分析九部物聯網的概念影片，從影片中一一擷取出數個人與物聯網系統溝通以及物聯網彼此互相溝通的方式，例如：「這個玩具偵測到小孩的指令，接著把這個指令傳給其他機器」；接著研究者們根據這些語彙不同的目的分成「運作狀態」、「發送要求」、「觸發特定功能」、「允許」、「拒絕」、「提醒」、「推薦」、「指引」、「呈現問題」、「表達情緒」、「交流資訊」與「社交」這12個類別，分析整理出當人在使用各式各樣物聯網系統時，會透過這 12 類互動來了解它的概念模型（Conceptual model），進而更加明白物聯網背後的運作以及功能。

原來物聯網要提供這些解釋，我們才聽得懂

它的運作狀態 （Active）

「想像當你剛打開一台新買的電視，遙控器按了電源鍵後卻沒有任何反應，連續按了好幾下電視仍然沒反應，到底是電視壞了？還是按鈕壞了？接觸不良？電視到底怎麼了？？？」當我們心中冒出一連串疑問時，根本無從得知原來智慧電視只是在準備開啟中……當物聯網系統無法讓使用者清楚知道系統的運作狀態時，很容易造成使用上的疑惑。假若系統能讓使用者知道系統目前的運作狀態，像是「開機中」、「傳遞訊號中」、「搜尋中」、「監控中」等，告訴使用者系統已準備好執行即將接收到的指令，使用者便能清楚了解系統當下處於哪個準備階段，就能開始配合系統目前的運作階段操作。

它是否已接受我們提出的要求 （Approve）

當使用者對系統下指令或是提出要求時，例如按下某個鍵、傳送某個檔案，這時候系統顯示「已接收」、「已辨識成功」、「已核可」、已確認」等指示能讓使用者知道系統是不是已經順利接受、是不是會開始進行某個操作或處理某些資訊，這些立即的回饋能讓使用者預期下一步可能會看到的系統行為，進而準備自己下一步操作，像是當看到臉部辨識已成功後，就可以準備對系統提出下個要求；而當辨識失敗時，使用者就會調整自己的位置或光線來幫助辨識。這些系統回饋都有助於使用者預期系統行為。

當它對我們說不 （Reject）

並不是所有我們給出的指令都會被系統接收與處理，當使用者的請求或是系統中連線裝置（聯網物）的指令沒有被接收或是系統無法處理時，這時候人需要的是一個「解釋」，一個可以幫助他處理後續問題或調整的解釋（很多時候人與人之間互動不也是如此？一方有了解釋另一方才知道調整方向）。當人在操作物聯網時，需要知道自己所提出的要求並未被處理，這時候物聯網的設計可以嘗試告訴使用者：「對不起，這個要求超出我的理解範圍」、「抱歉，電視沒辦法處理調控溫度的問題」等，讓使用者更加明白整套物聯網系統在傳遞與處理資訊時可能存在的限制有哪些，進而幫助人後續的處理方式。

它如何推薦適合我們的內容 （Recommendation）

當系統想推薦使用者適合的操作時，可以模擬人與人之間互相給建議或是討論的方式來提出建議，並且讓最後決定權留在使用者，例如當智慧家庭系統偵測到主人各種的生理資訊，判斷主人心情不太好，這時候可以告訴主人：「你今天好像不太開心，根據我對你的了解，也許可以讓我播放 WORLD ORDER 的歌給你聽？」並讓最後是否要播放的選擇讓使用者決定。

物聯網如何告訴我們它遇到什麼問題 （Show problems）

當系統出錯的時候該怎麼辦？Error message 對工程師 debug 很重要，對使用者也很重要。這時候如果能告訴使用者系統目前遇到一些問題、可能的處理方式，便能幫助使用者知道下一步該如何解決問題。而如何呈現「Error message」也是需要設計介入的大學問，除了用「白話文」明示以外，也可以透過隱喻、擬人的方式來傳達錯誤訊息，例如在螢幕上顯示微閉的眼睛、配上微弱的呼吸燈，讓使用者知道系統電力不足，該替它充電了。

它們彼此如何交流資訊 （Exchange information）

物聯網系統牽涉了不同聯網物之間的訊息傳遞，像是門把傳遞主人回家資訊給電視、電視告訴沙發即將同步調整溫度跟柔軟度，這些不同聯網物之間的訊息傳遞也需要讓使用者看見，讓使用者知道系統彼此如何協調完成任務。「交換訊息」、「協商」、「接收」、「同步」、「傳輸」、「更新資訊」等都是一些常見的系統交換資訊行為，設計師們可以透過不同的視覺化或互動設計的方式將這些聯網物的溝通讓使用者知道。

它也能與我們建立關係 （Socialize）

「嗨，早安」、「歡迎回家」、「謝謝」、「我看到你正在看我」等，這些都是人類社交時會出現的行為，當人與物聯網系統互動時，設計師也可以透過設計這些附有社交功能的語言在系統上，促進人與系統互動時的投入程度。

• 身為使用者的你：在讀完這篇介紹後，下次選購智慧家居相關的物聯網服務時，不妨可以在試用期間把這些互動指標當作挑選的規格依據之一，慎選一個能提供「清楚的解釋」並與你「好好溝通」的物聯網服務。
• 身為設計師與開發者的你：透過這篇介紹的物聯網如何提供不同「解釋」的語彙設計，使用者可以更加清楚物聯網系統背後的運作，這些解釋語彙的設計除了可以讓使用者更加投入與系統的互動之外，也能展現這些聯網物在整個系統中的自主性以及系統做出特定行為的目的，當使用者能夠理解物聯網系統的運作目的，就能與系統有更順利的「溝通」。

物聯網的應用隨著軟硬體技術的進步，應用的範圍也越來越廣泛，智慧工廠、智慧辦公室、智慧城市等各式各樣的應用情境都有不同專業的設計者投入其中，系統設計者們下一步也可以思考這些解釋語彙在不同應用情境下該如何客製化設計，幫助不同情境下的使用者跟物聯網生態系有更好的互動體驗。

• 本文轉載自《人機共生你我它》，原文為《打造物聯網智慧空間，除了硬體跟網路架構外，你還需要知道什麼？》。