設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中扮演的角色
—— 從計(jì)算機(jī)─設(shè)計(jì)師共生的角度出發(fā)What will be the role of designers in design process ： from the viewpoint of designer-computer symbiosis

鄭義澈Eui-Chul Jung 林玎燮Jeong-Sub Lim 崔知民Ji-Min Choi 譯：張完碩Wan-Sok Jang

1.首爾大學(xué)，韓國(guó)（Seoul National University，South Korea）2.武漢理工大學(xué)，武漢 430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中扮演的角色
—— 從計(jì)算機(jī)─設(shè)計(jì)師共生的角度出發(fā)What will be the role of designers in design process ： from the viewpoint of designer-computer symbiosis

鄭義澈1Eui-Chul Jung 林玎燮1Jeong-Sub Lim 崔知民1Ji-Min Choi 譯：張完碩2Wan-Sok Jang

1.首爾大學(xué)，韓國(guó)（Seoul National University，South Korea）2.武漢理工大學(xué)，武漢 430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

谷歌頭腦（Google Brain）團(tuán)隊(duì)在正在進(jìn)行的“洋紅項(xiàng)目”（Magenta Project）中，嘗試與藝術(shù)家和音樂(lè)家一起通過(guò)機(jī)器智能創(chuàng)造引人入勝的藝術(shù)作品。一直被認(rèn)為只是工具的計(jì)算機(jī)正在挑戰(zhàn)人類的創(chuàng)造力，這讓設(shè)計(jì)師對(duì)自己將來(lái)所能扮演的角色深感不安。本研究基于人與計(jì)算機(jī)的關(guān)系，探討了設(shè)計(jì)師與計(jì)算機(jī)共生的發(fā)展方向，提出了將計(jì)算工具的最新研究納入設(shè)計(jì)過(guò)程的方法，并討論了未來(lái)設(shè)計(jì)過(guò)程模型中與計(jì)算機(jī)共生的可行性。計(jì)算機(jī)工具能否輔助設(shè)計(jì)師提升創(chuàng)造力，抑或是計(jì)算機(jī)能否取代設(shè)計(jì)師進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，必將引導(dǎo)關(guān)于“創(chuàng)造力”真正含義的進(jìn)一步探討。

人機(jī)共生；設(shè)計(jì)過(guò)程；設(shè)計(jì)計(jì)算

一、背景

自古以來(lái)，人類一直在使用各種工具讓新事物不斷改進(jìn)他們的生活。最近，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為可以處理和制作信息的行為主體，通過(guò)認(rèn)知作出判斷，并與人交流。與以前的計(jì)算機(jī)相比，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)進(jìn)一步擴(kuò)展了人類能力輔助工具的概念。

在建筑領(lǐng)域，目前已開(kāi)發(fā)并利用了基于建筑信息建模 BIM（(Building Information Modeling）整合“概念-設(shè)計(jì)-實(shí)施”階段的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)被用來(lái)擴(kuò)大人類在藝術(shù)領(lǐng)域的表達(dá)局限。建筑與觀眾間的溝通方式正在呈現(xiàn)更具創(chuàng)新和創(chuàng)意的新形式。工程設(shè)計(jì)中也有對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的許多嘗試，比如通過(guò)使用參數(shù)化設(shè)計(jì)和生成建模來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。

然而，在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，只有相對(duì)較少的研究來(lái)驗(yàn)證可以支持設(shè)計(jì)者的計(jì)算機(jī)共生設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)思維可以通過(guò)分析思維和直覺(jué)思維的結(jié)合來(lái)解釋（Martin，2009）。現(xiàn)在有許多計(jì)算工具可用于補(bǔ)充分析思維，甚至通過(guò)智能識(shí)別和自我生成的東西來(lái)再現(xiàn)直觀的思考。

本研究基于在設(shè)計(jì)研究中廣泛使用的雙鉆石 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 模 型（double diamond design process model），探索設(shè)計(jì)師和計(jì)算機(jī)工具之間的共生關(guān)系的可能性。 為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，進(jìn)行了以下三個(gè)步驟的研究：

1． 研究人與計(jì)算機(jī)的關(guān)系，探索“設(shè)計(jì)師 -計(jì)算機(jī)共生”的方向；

2．基于“設(shè)計(jì)師-計(jì)算機(jī)共生”模式的探索，提出將計(jì)算工具的最新研究納入設(shè)計(jì)過(guò)程的方法；

3．討論與計(jì)算機(jī)共生的未來(lái)設(shè)計(jì)過(guò)程模型的可行性。

二、人機(jī)共生（Man-Computer Symbiosis）

計(jì) 算機(jī) 先 驅(qū)之一 范 內(nèi)瓦·布 什（Vannevar Bush）將電腦視為錄像設(shè)備。他認(rèn)為人類思想的機(jī)制以聯(lián)想的方式工作，而人類記憶只是暫時(shí)的，人類設(shè)計(jì)了未來(lái)設(shè)備名為“memex”的概念，以填補(bǔ)人類在 1945 年的記憶。他相信人類可以通過(guò)使用這些機(jī)器來(lái)改善自己，并聲稱“創(chuàng)意思想和本質(zhì)上重復(fù)的思想是非常不同的。對(duì)于后者而言，有可能是強(qiáng)大的機(jī)械輔助設(shè)備（Bush, 1945）”。計(jì)算機(jī)的另一個(gè)先驅(qū)，道格拉斯·恩格爾巴特（Douglas Engelbart）期望通過(guò)電腦來(lái)擴(kuò)展人的智慧。他預(yù)測(cè)了 1962 年人工智能的發(fā)展，并表示：“我們將通過(guò)將智能技術(shù)組織到更高級(jí)別的協(xié)同結(jié)構(gòu)中來(lái)擴(kuò)大人類的智慧（Engelbart，1962）。”通過(guò)使用電腦，人類可以為快速增長(zhǎng)的復(fù)雜問(wèn)題找到更好的理解和解決方案。利克萊德（J.C.R.Licklider）首次提出了“人機(jī)共生”（Man-Computer Symbiosis）的概念，他說(shuō)：“人機(jī)共生是人與電子計(jì)算機(jī)之間合作互動(dòng)的預(yù)期發(fā)展（Licklider，1960）。”他假設(shè)電腦與人類合作，通過(guò)執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)，人類進(jìn)行“設(shè)定目標(biāo)、制定假設(shè)和進(jìn)行評(píng)估”的任務(wù)來(lái)構(gòu)建共生體。

另一方面，唐納德·諾曼（Donald Norman）從幾個(gè)角度區(qū)分人類和機(jī)器的特征，如表1所示。

表 1 以人為中心和以機(jī)器為中心的觀點(diǎn)來(lái)比較人與機(jī)器（Norman，1993）

表1表明，根據(jù)觀點(diǎn)，有時(shí)人類成為贏家，有時(shí)機(jī)器成為贏家。然而，諾曼說(shuō)，從“人機(jī)交互”的角度來(lái)看，人與機(jī)器之間的共生需要兩個(gè)視角，即機(jī)器（尤其是計(jì)算機(jī)）適應(yīng)人類的需求。

現(xiàn)在我們可以推斷計(jì)算機(jī)歷史上的思想家如何考慮人與計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系。他們認(rèn)為人類思維是兩個(gè)獨(dú)特部分的組合：創(chuàng)造性部分（creative part）和重復(fù)部分（repetitive part）。通過(guò)由計(jì)算機(jī)執(zhí)行后者的人機(jī)交互方式可以實(shí)現(xiàn)“人機(jī)共生”。

自 從 1961 年 由 伊 凡· 薩 瑟 蘭（Ivan Sutherland）創(chuàng)作“草圖”（Sketch Pad）并第一次使用圖形交互界面（GUI），隨著 Adobe Illustrator（1987）和 Processing（2001）等各種計(jì)算工具的應(yīng)用，人機(jī)關(guān)系在創(chuàng)造力這塊已經(jīng)成為一個(gè)重要的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)對(duì)創(chuàng)作者而言是革命性的，原因在于計(jì)算機(jī)執(zhí)行的“數(shù)字化-處理-呈現(xiàn)”（Digitizing - Processing - Presenting）的整個(gè)過(guò)程在許多方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人的極限。它使創(chuàng)作者能夠探索超越“創(chuàng)意部分”和“重復(fù)部分”的“人機(jī)共生”概念的新方面。

三、設(shè)計(jì)中的計(jì)算

計(jì)算機(jī)的發(fā)展一直在影響設(shè)計(jì)師的工作方式。以前，人類活動(dòng)領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)工作領(lǐng)域被明確劃分。然而，在這個(gè)新時(shí)代，這些領(lǐng)域則建立在“以人為本的行為（Human-based actions）- 計(jì)算機(jī)輔助行為（Computer-aided actions）- 以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的行為（Computer-based actions）- 計(jì)算機(jī)增強(qiáng)行為（Computer-augmented actions）”中（Bernal，2015），彼此間的區(qū)別也開(kāi)始變得模糊。此外，僅被視為設(shè)計(jì)的輔助工具的計(jì)算機(jī)正在影響當(dāng)前設(shè)計(jì)過(guò)程的性質(zhì)。表2表示了在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中使用計(jì)算機(jī)的種類。

表 2 在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的計(jì)算工程種類（2015）

將這些種類應(yīng)用于設(shè)計(jì)師的作品，“自動(dòng)化 ”（Automation） 和“ 數(shù) 據(jù) /信 息 ”（Data/ Information）是有助于提高整體設(shè)計(jì)工作流程效率的種類。“可視化”（Visualization）和“快速原型”（Rapid Prototyping）有助于可視化和實(shí)現(xiàn)抽象的思想。最后，“生成設(shè)計(jì)”（Generative Design）和“發(fā)展”（Development）提出了設(shè)計(jì)師們可能未預(yù)見(jiàn)的新形式和結(jié)構(gòu)。因此，為什么計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域被使用可以歸結(jié)為三個(gè)主要原因。

1．通過(guò)減少時(shí)間和成本，提高設(shè)計(jì)工作的效率。

2．實(shí)現(xiàn)和展示設(shè)計(jì)理念，促進(jìn)其他不同領(lǐng)域人員之間的溝通。

3．使設(shè)計(jì)人員能夠創(chuàng)造意想不到的新形式和架構(gòu)。

總的來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)可用于協(xié)助設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)工作流程中的各個(gè)步驟進(jìn)行工作。

四、將計(jì)算融入設(shè)計(jì)流程

設(shè)計(jì)過(guò)程可以從根本上分為兩個(gè)獨(dú)特的階段：找到正確的問(wèn)題、找到合適的解決方案（Norman，2013）。在雙鉆石模型中，第一顆鉆石是用于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的擴(kuò)散和融合的過(guò)程，而第二顆鉆石是用于尋找解決方案的擴(kuò)散和融合的過(guò)程。

如圖1所示，從結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和尋找解決方案在擴(kuò)散和融合方面是相同的。 然而，如圖2所示，根據(jù)輸入什么和從哪個(gè)進(jìn)程通過(guò)，執(zhí)行不同的輸出。當(dāng)輸出被執(zhí)行時(shí)，它將再次輸入到另一個(gè)階段。

圖 1 雙鉆石模型

圖 2 通用的設(shè)計(jì)過(guò)程模型

4.1 尋找問(wèn)題

第一個(gè)鉆石涉及收集意見(jiàn)和分析問(wèn)題。以下是可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中這個(gè)階段使用的計(jì)算工具的示例。

（1）Adobe Analytics

Adobe Analytics 實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶的數(shù)據(jù)，并根據(jù)客戶特征或在線行為對(duì)訪問(wèn)者進(jìn)行自動(dòng)分組。通過(guò)自動(dòng)細(xì)分，顯示了哪些客戶采取了某些行動(dòng)。圖 3 顯示了 Adobe Analytics分析的自動(dòng)分組結(jié)果。基于這些數(shù)據(jù)，它使用決定樹(shù)來(lái)預(yù)測(cè)客戶的行為，例如他們是否購(gòu)買物品，或觀看視頻剪輯。此外，還可以通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用程序分析，收集用戶開(kāi)始使用應(yīng)用程序的內(nèi)容、用戶共享內(nèi)容、參與率以及客戶購(gòu)買信息等數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)，可以幫助明確有效提升用戶體驗(yàn)的因素。例如，通過(guò)分析網(wǎng)站上滑雪設(shè)備購(gòu)買者的數(shù)據(jù)，可以弄清楚滑雪設(shè)備主要配備什么樣的滑雪配件。此外，公司基于數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)到某些類型的客戶對(duì)青年品牌感興趣，因此可以確定應(yīng)該為這些客戶提供什么。

圖 3 Adobe Analytics 的自動(dòng)細(xì)分結(jié)果

圖 4 顯示了 AdobeAnalytics的分析過(guò)程。在“尋找問(wèn)題”階段，設(shè)計(jì)人員可以使用 AdobeAnalytics輕松分析客戶是誰(shuí)、做了什么、為什么做。根據(jù)該計(jì)算工具分析的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)人員可以比以前更容易和更快地提煉用戶的需求。

圖 4 Adobe Analytics 的過(guò)程

（2）IBM Watson

Watson 可以通過(guò)認(rèn)知計(jì)算來(lái)理解自然語(yǔ)言，并且能夠判斷信息是否有價(jià)值。例如，個(gè)性見(jiàn)解,作為 Watson 提供的工具之一 ,使用用戶的 SNS 發(fā)布來(lái)分析用戶的個(gè)性。這樣公司可以利用分析的數(shù)據(jù)來(lái)提供個(gè)性化的服務(wù)。 圖 5 顯示了 IBM Watson 的內(nèi)容分析結(jié)果。

圖 5 IBM Watson 的內(nèi)容分析結(jié)果

本田汽車研發(fā)中心使用 Watson 分析國(guó)家交通安全管理局（NHTSA）數(shù)據(jù)中的記錄，并提供相關(guān)信息。在 Watson 內(nèi)容分析的幫助下，他們注意到，一些司機(jī)的膝蓋會(huì)不小心碰到并按下“引擎啟動(dòng)”按鈕，這個(gè)發(fā)現(xiàn)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提供了寶貴的參考。

同樣，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)這種計(jì)算工具進(jìn)行的用戶分析，深入了解用戶，并發(fā)現(xiàn)重要的現(xiàn)象，這對(duì)于為用戶創(chuàng)造更好的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。 圖 6 顯示了 IBM Watson 的分析過(guò)程。

圖 6 IBM Watson 的過(guò)程

4.2 尋找解決方案

第二顆鉆石涉及可視化概念和制作原型。以下是可以在設(shè)計(jì)過(guò)程的這個(gè)階段中使用的計(jì)算工具示例。

（1）Google AutoDraw

當(dāng)用戶在簡(jiǎn)單的素描本界面中畫(huà)出自己的想法時(shí)，如圖 7 所示，Google AutoDraw 使用人工智能識(shí)別算法根據(jù)用戶的繪畫(huà)生成多個(gè)圖像備選。Google AutoDraw 可以從任何普通的手繪草圖中獲取關(guān)鍵外形，并提供理解用戶意圖之后構(gòu)建的專業(yè)圖紙。此外，用戶還能通過(guò)繪畫(huà)、調(diào)整大小或打字文本來(lái)修改圖紙。

圖 7 Google AutoDraw 的界面

使用這種計(jì)算工具，任何非專業(yè)人士都可以輕松地將概念視覺(jué)化，從而實(shí)現(xiàn)人們之間更方便更準(zhǔn)確的溝通。圖 8 顯示了 Google AutoDraw 的設(shè)計(jì)過(guò)程。

圖 8 Google AutoDraw 的設(shè)計(jì)過(guò)程

（2）Autodesk DreamCatcher

Autodesk 的 DreamCatcher是 CAD 下一代的工具，可幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)輸出。當(dāng)設(shè)計(jì)師設(shè)定目標(biāo)和約束條件時(shí)，它會(huì)根據(jù)這些集合產(chǎn)生多種解決方案，如圖9所示。并且，它通過(guò)調(diào)整材料、重量或成本等參數(shù)來(lái)探索產(chǎn)品的各種可能，可能產(chǎn)生一種前所未有的新穎解決方案。此外，隨著 CNC 和 3D 打印技術(shù)的技術(shù)融合，現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)快速的原型設(shè)計(jì)。

圖 9 Autodesk DreamCatcher 軟件中的椅子

到目前為止，設(shè)計(jì)師在非常有限的范圍內(nèi)尋求解決方案。然而，在未來(lái)，通過(guò)人工智能算法和云計(jì)算可以探索大量的替代解決方案，無(wú)限優(yōu)化的設(shè)計(jì)將成為現(xiàn)實(shí)。 圖 10 展示了 Autodesk DreamCatcher的過(guò)程。

圖 10 Autodesk DreamCatcher 的設(shè)計(jì)過(guò)程

五、結(jié)論

早期的計(jì)算機(jī)只是輔助工具，代替重復(fù)任務(wù)。現(xiàn)在由于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，可以創(chuàng)建人“與計(jì)算機(jī)”共生的模式。設(shè)計(jì)師在計(jì)算機(jī)的幫助下，比以往任何時(shí)候都更快地管理分析思維的實(shí)質(zhì)部分，從而在直覺(jué)思維過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新的機(jī)會(huì)和見(jiàn)解。計(jì)算機(jī)將影響整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，并幫助設(shè)計(jì)人員以更為先進(jìn)的方式來(lái)創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

貝 內(nèi) 迪 克 特· 弗 雷（Carl Benedikt Frey） 與邁克爾·奧斯本（Michal A.Osborne）透露了可能被計(jì)算機(jī)替代的工作（Frey, Osborne, 2013）。盡管這些替代真正發(fā)生還需要幾十年的時(shí)間，人們已開(kāi)始恐慌。設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些部分確實(shí)可以被計(jì)算機(jī)所取代。然而，計(jì)算機(jī)將與設(shè)計(jì)人員合作來(lái)簡(jiǎn)化研究流程、尋找新的見(jiàn)解、加快溝通過(guò)程、探索備選方案，而不是完全代替設(shè)計(jì)師的角色。

此外，適應(yīng)計(jì)算工具是否可以促進(jìn)創(chuàng)新仍然存在爭(zhēng)議。計(jì)算機(jī)是否可以取代設(shè)計(jì)師的創(chuàng)造力，甚至超越人類的創(chuàng)造力還是有疑問(wèn)的。這必將引發(fā)人們對(duì)“創(chuàng)造力”真正意義的探討。設(shè)計(jì)師和計(jì)算機(jī)之間目前的共生階段展示出的是計(jì)算機(jī)能讓設(shè)計(jì)師在創(chuàng)新思維上投入更多的精力和時(shí)間。

[1] Bernal,M.,Haymaker,J.R.,& Eastman,C..On the Role of Computational Support for Designers in Action[J].Design Studies.2015（41）：163-182.

[2] Bush,V.As We May Think.The Atlactic Monthly, 1945.

[3] Cross,N.Design Thinking: Understanding How Designers Think and Work[M].Oxford：Berg Publishers.2011.

[4]Dorst,K.,&Cross,N.Creativity in the Design Process: Co-evolution of Problem-Solution[J].Design Studies.2001,22(5)：425-437.

[5] Engelbart,D.C.Augmenting Human Intellect: A Conceptual Framework[M].Standford Research Institute，Menlo Park，CA.1962.

[6] Frey,C.B.,&Osborne,M.A.The Future of Employment: How Susceptible are Jobs to Computerization? [M].xford Univ.2013.

[7]Lawson,B.How Designers Think.[M].4thEdition.Architectural Press.2005.

[8]Licklider,J.C.R.Man-Computer Symbiosis[J].IRE Thacsactionson HumanFactorsin Electronics, 1960（1）：4-11.

[9] Martin, R.The Design of Business: Why Design Thinking is the Next Competitive Advantage[M].Harvard Business Press.2009.

[10]Norman,D.A.The Design of EverydayThings[M].Revised & Expanded Edition.Basic Books.2013.

[11]Norman,D.A.Things That Make Us Smart[M].Addison-Wesley.1993.

[12]Ulrich,K.T.Product Design and Development[M].5th Edition.McGraw-Hill Irwin.2012.

（責(zé)任編輯 袁曉芳）

Google Brain Team is trying to produce a fascinating art work based on machine intelligence under “Magenta Project” together with artists and musicians.Computers, previously considered only as tools, are now challenging to the human creativity, causing uneasiness to designers’ future roles.This study examines the relationship between human and computers, explores the direction of how the Designercomputer Symbiosis has developed.Based on the fi ndings, the approaches to integrate the latest study results of computing tools into design process are proposed in the paper.In addition, the feasibility of symbiosis of computer and designer in the future design process model is discussed.Nevertheless, it is still controversial that whether the computing tools can help to produce more innovations, or computers can replace a designer’s creativity.But what can be ensured is that more in-depth discussions about the truth of “creativity” will be held.

man-computer symbiosis；design process；computing in design

J0

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2017.03.002（0007-06）

2017-06-02

鄭義澈（韓國(guó)），博士，首爾大學(xué)美術(shù)學(xué)院教授；林玎燮（韓國(guó)），首爾大學(xué)美術(shù)學(xué)院碩士研究生；崔知民（韓國(guó)），首爾大學(xué)美術(shù)學(xué)院碩士研究生；張完碩（韓國(guó)），武漢理工大學(xué)藝術(shù)與設(shè)計(jì)學(xué)院副教授。