物聯網時代與工業設計
——物聯網發展給工業設計帶來的機遇、挑戰和對策

2018-01-17 06:59:56蘭玉琪天津美術學院

流行色 2018年7期

蘭玉琪（天津美術學院）

人類歷史上科學技術的每一次進步與革新，都給社會各主要行業和相關領域帶來了突飛猛進的進步和跨越式的發展，同時也給人們的工作和生活帶來了翻天覆地的變化。例如：信息時代計算機技術的發展催生了互聯網，作為人類技術與文化融匯結晶的工業設計也經受了這場劇烈變革的沖擊和挑戰，并產生了前所未有的重大變化。[1]當前，隨著互聯網技術的深入發展與廣泛普及，以互聯網為基礎擴展和延伸形成的物聯網，通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網絡的融合應用，打造了一個“物物相連的互聯網”，并已被普遍認為是繼計算機、互聯網和移動通信網之后世界信息產業的第三次浪潮。從工業設計的發展歷程及其與科學技術之間的關系來看，我們有理由相信物聯網時代背景下的工業設計必將面臨著許多新的機遇和挑戰，并產生一些前所未有的重大變化。因此，從工業設計的視角來審視物聯網的發展，是我們面臨著的一個重要命題。

1 物聯網概念的提出、延伸與時代背景的關系

物聯網(The Internet of things)，又叫傳感網，是指通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定協議把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。[2]

物聯網的概念提出于1999年在美國召開的移動計算和網絡國際會議。其初衷是想讓物與人、物與物之間也能像人與人之間那樣溝通和交流信息。物聯網概念的提出，顛覆了人類之前的傳統思維：以往，人們將機場、道路、建筑物等物理基礎設施和數據中心、個人電腦、寬帶等IT基礎設施完全分開，并認為兩者之間并沒有任何直接的聯系；而在物聯網的概念中，機場、道路、建筑物等物理設施與芯片、寬帶等IT設施被整合為統一的基礎設施，人們的個人生活、生產運行甚至經濟管理、社會管理等所有行為，都可能運行在物聯網的基礎上。

而后，在2005年11月召開的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）又發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，并正式提出物聯網的概念。按照ITU的描述，在物聯網時代，通過在各種各樣的日常用品上嵌入一種短距離的移動收發器，人類在信息與通信世界里將獲得一個新的溝通維度，從任何時間、任何地點的人與人之間的溝通連接擴展到人與物和物與物之間的溝通連接[3]，這就是俗稱的物聯網。由此看來：首先，物聯網是基于互聯網的。也就是說，物聯網并不是一個完全新建的、與互聯網彼此獨立的網絡系統，它采用的還是互聯網的通信協議，而且利用的也還是互聯網的基礎設施，其本質是一種“物物相連的互聯網”。其次，物聯網利用各種技術手段使得各種物體能夠接入已經存在的“互聯網”中，并實現基于互聯網的連接與信息交互，當然，這種信息交互也包括物與人以及物與物之間的交互。因此，從某種意義上說，物聯網就是一種“物物互聯、感知世界”的“互聯網”。最后，目前的互聯網應用主要面向“人”，是在虛擬的信息世界中達成的人與人之間的信息交互；而物聯網技術則最終將增加面向“物”的應用，并將進一步增強“人”與“物”之間的交互和應用，物聯網將擴展成為對現實物理世界中各種物體（當然也包括人）的一種感知和互聯，并實現“物到物、物到人、人到人的交互”。 [4]

近年來，在全球經濟陷入危機且復蘇艱難的背景下，物聯網已經被全球各主要發達國家和地區上升到國家戰略的高度。例如，2002年4月韓國提出的e-Korea（電子韓國）戰略、2004年日本提出的u-Japan計劃、2006年新加坡公布的“智慧國2015”計劃、2008年年底IBM向美國政府提出的“智慧地球”戰略、2009年6月歐盟啟動的“物聯網行動計劃”等，均強調利用信息技術突破互聯網的物理限制、實現無處不在的物聯網絡。[5] 2009年8月，溫家寶總理在無錫考察時也提出要盡快建立中國的傳感信息中心，即“感知中國”項目。[6]

毫無疑問，物聯網在購物、交通、物流、醫療等領域的廣泛應用將為我們帶來全新的消費體驗。2010年的上海世博會上，大量基于物聯網的技術和產品得到廣泛的傳播，物聯網的生活方式也逐漸顯現在人們的面前。在物聯網中，家具、家電甚至房屋等所有的物體都通過互聯網“智慧”地連接在一起，而且隨時進行著信息的交換和交互。例如，松下公司推出的家電網絡系統可供主人通過手機下載菜譜，通過冰箱內設鏡頭查看儲藏的食品，便于確定要買什么菜，甚至可以通過網絡讓電飯煲自動下米煮飯……。[7]所有這一切原本只可能在科幻電影場景中才會出現的場景，卻在物聯網的智慧傳播中一一浮現，并“形成了一個更加智慧的生產和生活體系”。 [8]

我們可以期待的是，不久的將來，物聯網的運用將有更廣闊的空間。

2 物聯網發展給工業設計帶來的機遇與挑戰

正如1999年召開的移動計算和網絡國際會議所指出的那樣，“物聯網是下一個世紀人類面臨的又一個發展機遇”。[9] 物聯網的發展，也給工業設計帶來了難得的機會與挑戰。物聯網概念的提出將突破常規的工業設計方法與設計手段，也將改變工業設計對象的內容、屬性和特征，更將為工業設計提供廣闊的想象與創意空間。

2.1 物聯網為工業設計的手段、方法及思維提供了創新的可能

首先，物聯網技術為工業設計創新創造了更廣闊的想象空間。強調物與物之間信息交互的物聯網技術，可以讓我們在工業設計的過程中更自由地發揮想象力和創造力，并讓許多在以往看來是天方夜譚的無稽之談成為現實。如，海信集團新推出的海信SMART智能冰箱可以依托強大的海信物聯云服務實時監測冰箱內的食物，并為用戶提供科學的飲食建議；同時，通過物聯云服務平臺與手機遠程連接，讓用戶能夠隨時了解冰箱內食物的信息。此外，還嵌入了先進的智能網絡技術，可實現語音留言、網絡聊天、收看電視等多媒體互動，讓廚房不再沉悶。由此看來，物聯網時代的冰箱不再只是可以儲存食物的家用電器，它已經發展成為可以與其他物品和人進行信息交互的智慧的產品。這些都為日后家電產品的設計開辟了新的天地，也為設計的創新提供了更多的可能。

其次，物聯網技術的出現進一步豐富了工業設計的技術手段。目前，計算機技術已經廣泛地應用于工業設計領域，CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設計）、CAE（Computer Aided Engineering，計算機輔助工程）、CAM（Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造）等都已被廣泛用于工業設計活動中，計算機已然成為工業設計必不可少的工具之一，并在其發展的過程中徹底改變了工業設計的流程。在物聯網時代，泛在網絡的普及及各種物體（包括人）所具有的信息交互能力勢必又將推動工業設計手段和工具的又一次革命。例如，由于物聯網其實是一種以物品為信息元素的互聯網，因而我們可以通過基于物聯網的即時信息反饋實時地了解產品的銷售情況、用戶對產品的喜好情況以及產品的使用情況等，從而為后續產品的開發和設計提供參考。而且，相對于互聯網時代而言，物聯網時代的我們可以更廣泛地獲取更多包含著用戶所思、所想和所為的信息。因此，物聯網技術可以作為設計調研的一種輔助工具和手段。

最后，物聯網技術將徹底改變了工業設計的方式，并將不斷催生新的設計方法。傳統的工業設計流程一般包括設計調查與分析、設計構思與評估及結構設計與制造等三個階段，[10]并分別對應于大家日常所提及的“發現問題、分析問題和解決問題”等三個階段。首先，在傳統的設計調查與研究中，我們通常需要對產品的潛在用戶或相關人員進行面對面的交流以獲得產品在制造、銷售、使用及維修維護等過程中所存在的問題；而在物聯網時代，由于產品可能已成為整個網絡中的信息元素，因而，我們只需要與相關的產品進行信息交流，便可很方便、快捷地獲得相關信息，而且這種調查的結果將更加準確、客觀和可靠。其次，開放性是物聯網最典型的特征，任何人和群體都可以隨時隨地在這個網絡中表達和分享自己的觀點，從而產生一種更“群體”的智慧，這無疑將大大縮短產品開發的周期、降低產品的研發成本。最后，物聯網強大的“連接”功能能實現設計從調查分析、設計構思到制造實現整個過程的“無縫”對接，并建立起一種并行結構的設計系統，從而避免設計在交流過程中的障礙、縮短產品的開發周期，并不斷減少工業設計活動中的風險、保證高質量設計的實現。近年來，大量計算機輔助工業設計軟件呈現出基于云計算的計算模式便很好地證實了物聯網對工業設計方法的影響。

總而言之, 物聯網在未來人與人、人與物及物與物之間的信息交互過程中所具有的不可替代的價值，將徹底改變傳統工業設計的現狀，并為工業設計的發展開辟更廣闊的空間。

2.2 物聯網給工業設計的發展帶來新課題

當然，我們也必須看到，物聯網所帶來的機遇與挑戰是并存的。物聯網的出現與發展，在給工業設計帶來更大發展空間和更多方便快捷的同時也帶來了許多新的課題和挑戰。

一方面，物聯網將徹底顛覆傳統的產品概念，進而改變工業設計的設計對象與設計內容。

以家電產品為例，電冰箱、洗衣機、空調等家電原本都是一些沒有生命、沒有思考能力的物品；但在物聯網時代，家電卻可以成為像海信SMART智能冰箱那樣有生命、能感知、有思想能力的“智慧”的物品，它們可以通過物聯網與物品、人及環境進行信息交流。再比如手機，在物聯網時代，手機將不再僅僅是通訊的工具，它可能會發展成為大家離不開的工作、學習、娛樂和通訊的信息中心。[11]產品的這種角色和定義的轉變勢必影響其設計內容的改變。

雖然工業設計的最終目標是為人服務，但這一目標的實現必須依賴于批量生產的各種產品，人們只有在生產和生活中通過使用經過設計的產品才能真正享受到設計的恩澤。與傳統產品只是通過操縱與控制系統、信息顯示系統等與人進行交互相比，物聯網環境下的產品更多地強調物與物、人與物以及人與人之間的信息交互。因而，各種產品便被賦予了更多的信息，也被要求具有更強大的信息交互能力。所以，未來的產品設計將越來越少去關注產品外觀的設計，而是越來越多地著眼于促進和改善產品與產品、產品與使用者之間的交流。近年來，正是在這種背景下，交互設計應運而生。我們可以通過對產品所進行的交互設計，讓產品與其他物品和使用者之間建立一種有機的關系，從而使得設計通過產品更好地服務于人，并給人類帶來了全然不同的體驗。顯然，工業設計已呈現出“從物的設計向非物的設計發展，從實物產品的設計向虛擬產品的設計發展” [12]的趨勢，所以，我們應該順應這種非物質設計的變化趨勢重新解讀和定義我們的設計對象和設計內容。

另一方面，物聯網將進一步縮短用戶與產品之間的距離，從而對工業設計提出了更高的要求。

隨著物聯網的應用與普及，產品和用戶的信息都將變得更加透明和容易獲取。就產品從生產到銷售和使用的整個周期來看：首先，產品的生產者需要賦予產品更精確和實時的產品履歷，以完善產品生產制造過程中的產地、生產時間、生產流程等相關信息；其次，產品的營銷者需要結合產品生產者所提供的產品信息，通過泛在的物聯網平臺，有效、精準地將產品信息傳遞給所需的市場；然后，消費者則可以通過無所不在的物聯網，隨時隨地獲取來自世界各地的自己感興趣的商品信息，進而從廣袤的市場中更方便、快捷地選擇合乎自己需要的商品；最后，通過產品消費者和使用者在購買和使用產品過程中的信息交互，用戶的個人信息及產品在使用過程中的信息又可以直接或者間接地通過物聯網反饋給產品的生產者和營銷者。從這個過程來看，產品的生產、銷售和使用等環節形成了一個信息高度互動的循環：產品的需求信息能更準確地傳遞給產品的供給者，產品的供給者也得以更準確地針對特定的需求為消費者提供個性化和差異化的產品與服務。

因此，就工業設計而言，在面臨著巨大信息流沖擊的情況下，如何快速準確地獲取消費者的需求、并將這種需求轉化為滿足這些個性化和差異化需求的設計，進而將其準確、及時地傳遞給產品的營銷者和消費者，便成為一個十分重要的命題，也是對工業設計提出的一個重大的挑戰。

3 物聯網時代下的工業設計發展對策

隨著物聯網逐漸走入人們的生活，相應的產品會隨之會不斷涌現，工業設計將面臨諸多的新問題、新挑戰，我們需要面對、思考和探索。因此，針對物聯網的技術特點及其給工業設計帶來的機遇和挑戰，如何實施科學、有效的應對對策是工業設計繼續發展所面臨的一個亟待解決的問題。

首先、我們應該正確認識和對待物聯網給工業設計帶來的變革。如果說新的技術是實現生活方式和生活形態變革的基礎，那么工業設計就是實現這種變革的手段之一，兩者相互合作才能發揮各自真正的作用。毫無疑問，物聯網技術的出現必將推動工業設計的新變革，進而推動和引導人們的生活方式發生新的變化。所以，如果我們不能正視物聯網給工業設計帶來的積極改變而是一味沉溺于傳統的工業設計觀念、技術和手段，工業設計的發展則必將被時代所拋棄；但如果我們只是一味地沾沾自喜于物聯網給工業設計帶來的積極改變而忽略工業設計是實現變革的重要方法和手段這一事實，那么物聯網的發展就會像羽翼未豐的鳥兒缺乏騰飛的力量。

其二、在物聯網的環境下，我們應該重新審視和定義產品的概念及設計的內容。物聯網技術使得交互化和智能化成為未來產品的主要特征，因而，在設計中，我們首先要把設計對象置入“物物互聯”的物聯網中，對產品在整個環境和系統中的地位與角色重新進行定義，不再把產品看做是一個只能被動接收信息的、毫無生命的物品，而是要從產品所具有的強大的能在物與物及物與人之間進行信息交互的特征出發去認識和思考產品；然后，我們應該著重思考物與物、物與人之間的信息交互給產品提出的新的設計要求，并將設計的重心由實體的造型設計轉向促進物與物和物與人之間信息交互能力的設計。

第三、我們應該積極應用物聯網的相關技術為工業設計活動服務。正如20世紀80年代以來計算機技術的迅速發展和互聯網的迅猛發展大大提高了設計的效率和質量一樣，物聯網技術的廣泛應用也必將推動工業設計產生革命性的變革。如：通過物聯網中物品所具備的信息交互能力更快速、準確和客觀地進行設計調研，明確設計需求；通過物聯網時代泛在網絡的普及與應用更好地整合人力、信息、設備等設計資源，更深入地打造并行結構的設計系統，從而進一步提高設計的效率和質量。