人工智能對設計未來的影響

趙迪

摘要：人工智能的主要目標是把人的智慧機器化，而這一旦真正落到實處，其會產生革命性的變化，因為機器的特點是快速、不知疲憊，這是優于人的。把人的智能機器化，機器就會像人一樣判斷、分析、抉擇。也可以進行創造性活動。設計與人工智能的結合就是利用電腦的智能化、快速化，通過編程等方法，綜合設計靈感、顏色、方向與個性，按照人機工程學的原理，把構造與創新點等要素聚集整合起來，在計算機上形成完整的設計構想，并產生設計產品。

關鍵詞：人工智能 設計 影響

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1009-5349（2019）07-0248-02

隨著人類科技水平的不斷提高，人征服自然、改造自然的能力也不斷增強。設計作為改善環境、美化環境的一個重要手段，也在不斷進步著。特別是人工智能出現以后，更讓設計看到了美妙的未來。

一、設計與人工智能

什么是設計呢？所謂的設計主要是指以一定的產品為目標，運用一定的技術手段，綜合運用專業知識、設計學知識與設計者的主觀感悟，對預期的產品在功能、構造、形狀與外觀等方面進行系統的、具有創造性的規劃與呈現的過程。而人工智能從其目的來看，主要是認知的智能，運用機器的、計算機的方法生產出類似于人類智慧的機器，用以代替人類的某些勞動，在這個領域中，主要包括對機器人的研究、對語言識別的研究、對圖像識別的處理以及處理自然語言等。人工智能從當初的姍姍學步，到現在已經穩健的行走了，無論是在理論層面，還是在技術層面，都變得成熟起來，其應用范圍也越來越大，在人工智能的幫助下，科技創新產品會越來越多，這是人類認識、改造自然的飛躍式發展。設計與人工智能的結合就是利用電腦的智能化、快速化，通過編程等方法，綜合設計靈感、顏色、方向與個性，按照人機工程學的原理，把構造與創新點等要素聚集整合起來，在計算機上形成完整的設計構想，并產生設計產品。

二、人工智能何以與設計結合

人工智能的主要目標是把人的智慧機器化，而這一旦真正落到實處，其會產生革命性的變化，因為機器的特點是快速、不知疲憊，這是優于人的。把人的智能機器化，機器就會像人一樣判斷、分析、抉擇。也可以進行創造性活動。現在有人利用人工智能進行彩票的分析，還有人進行了人機大戰，其結果都證明了人工智能的可行性。這也同樣可以證明其在設計領域的廣闊前景，利用人工智能，可以快速地進行產品設計，把一些鋪墊性的環節省略掉，讓設計變成一種程序化的過程。到目前為止，這項工作已經取得了實質性的進展。從發展趨勢上看，人工智能已經進入了快速發展的時期，對于設計而言，智能化概念設計軟件已經進入了實際操作階段，正在不斷完善過程中。我們有理由相信，在計算機專家與新型設計師的共同努力下，設計與人工智能的結合為期不遠。

三、人工智能對設計的作用

不遠的將來，人工智能必將會進一步發展，并會在設計領域大顯神通，顯示出其無法比擬的特殊才能，極大地促進設計界的發展。例如，我們可以把盡可能多的設計作品、與作品息息相關的設計背景、目的、理念等存入設計程序中，設計師們只要在程序中輸入新的設計想法與要求，程序就會利用已有的資料進行分析、整理、重新組合等工作，經過系統的計算后，生成設計草圖與初步的效果圖。在此基礎上，通過人的參與對作品進行完善與提升。此外，人工智能還能在思路上、設計方向上為設計提供備選方案，讓設計師有更多的選擇空間，在這里，人的因素會被放大，人工智能只是一種工具，設計師可以利用人工智能為自己提供啟示。就好比設計師是一個團隊的首腦，人工智能相當于團隊的若干成員，首腦調動成員的積極性，開展頭腦風暴，集思廣益，設計師負責調動、引導、判斷分析、作出決策。

四、人工智能的功能

人工智能發展到現階段，已經具備了很多的功能，可以進行一些創造性的工作了，例如，可以與人下棋，可以寫詩作畫，甚至可以譜曲。這些行為都說明了人工智能具有創造功能，既然如此，其就可以完成設計工作。Kurzweil組織了一個團隊，這個團隊開發、編寫的一個人工智能程序，被稱作RayKurzweil程序。這個程序中，輸入了相當數量的詩詞歌句，利用其內部程序可以據此模擬出新的思維，這樣，它就有了若干的文字模版，每個文字模版都對應著相應的語言風格、韻律模式與詩歌結構，這樣，它就可以根據需要創作出風格各異的詩歌。與此相類似，現在還有了譜曲的人工智能，創作畫的人工智能，等等，這些都證明了人工智能的功能已經達到了可以設計的程度。

五、人工智能的發展階段

在實現人工智能的過程中，需要經歷五個階段。第一個階段是過去大家一直在做的，即TPS全員生產系統的標準化，提升整體的生產文化的管理。第二個階段是精益化和數字化。第三個階段，在我們知道了當前狀況的時候，如果能夠通過預測性的手段，或者通過數據驅動建模的分析方式，尋找到問題產生的隱性原因，這就是將隱性問題顯性化的階段。第四個階段，當知道設備出現問題的原因時，可以通過結合具體場景，預測對設備的運營或決策會產生什么后果，來實現以預測性為基礎的有效性運營和決策優化。第五個階段，在以上基礎上，把感知、分析、優化和執行連接起來，實現在賽博空間管理整個實體空間中所有設備的系統，形成了賽博空間與實體空間的鏡像，最終實現CPS的工業智能系統。用GE倡導的工業互聯網概念再來描繪一下未來人工智能的技術圖景，包含了很多的技術，數據輸出后，運用基于機器的算法（machine-basedalgorithms），如嵌入式智能和邊緣計算技術以及在云端的智能分析、數據可視化等，運用數據產生最優化的決策，傳遞到不同的組織，最終反饋到設備當中進行執行。這既包括IT與OT之間的相結合，又包括很多的云計算、邊緣計算等最新的信息技術，甚至包括像大數據分析，人工智能建模等最新的技術研究方向。

六、人工智能的轉型

那么對于目前的工業企業而言，如何運用人工智能技術和大數據來實現轉型？可以運用這個模型分成三條路徑。轉型的第一條路徑是避免不可見的問題。從數據的角度，將問題產生的過程用數據分析、建模來了解發生的原因。并在上述基礎上，通過預測性方式進一步改善，來避免可見問題的發生。第二條路徑是把不可見問題變得可見。不可見的問題是指設備衰退或者生產過程中會出現殘次品，設備背后的關聯性和關系性模型存在的問題是不可見的，從數據的角度能夠挖掘到關聯性，把不可見問題變得可見，更加高效地解決問題，會用到PHM、機器學習還有知識挖掘等核心技術。第三個路徑是建立知識的模型，把相關性挖掘出來后，變成知識進行沉淀。沉淀后在賽博空間建立對稱管理，通過實體空間中所有裝備鏡像的模型，實時產生所需的最優決策，用到的核心方法是建模技術（TwinModel）、信息物理系統（CPS）等。

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責任編輯：景辰