人工智能時代的創新設計之思

蔡新元 何詩婷

摘要：人工智能技術的迅速發展與逐步滲透，深刻地影響到社會各領域與行業，改變著我們的社會與生活。設計作為科學技術與日常生活的橋梁，架起了兩者溝通融合的渠道，讓技術更好地服務于社會。設計領域需要更加關注技術的影響，才能夠更迅速地做出反應，尋求將新技術融合入設計活動的方法。本文從設計理念、設計方法、設計對象以及設計表現四個層面，用案例分析法來解析人工智能技術對設計活動的影響，思考在該技術影響下設計的未來發展方向。

關鍵詞：人工智能創新設計設計理念設計方法設計對象設計表現

中圖分類號：TB47

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（ 2021） 06-0112-04

引言

2017年DeepMind公司開發的人工智能機器人Google AlphaGO Master打敗了排名世界第一的圍棋冠軍柯潔，之后DeepMind設計更新了AlphaGO Zero、AlphaZero程序，它們擁有更強的深度學習能力，能夠用更短的時間打敗之前版本的程序，并不斷學習成長。AlphaGO系列的成功—下子將人工智能技術的社會知名度推向新高度，社會對此熱議不斷。人工智能作為計算機科學的一個分支，最早可以追溯到人工智能之父艾倫·圖靈對于機器是否能夠思考的疑問。1956年在美國舉辦的人工智能研討會明確提出了人工智能（Artificial Intelligence，AI）這一概念，并宣布了人工智能的誕生。人工智能致力于利用技術、使用機器來延伸人類智能，目前的人工智能科學主要分為了個研究領域，分別為：智能機器人、語言識別、模式識別、圖像識別、專家系統、自然語言處理、智能搜索。與此同時，人工智能技術已潛移默化地深入到生活的方方面面，在生物醫療、智慧家居、智慧城市等方面發揮著積極的作用。同時，人工智能技術也深刻地影響著設計領域，設計活動產生了巨大的變化。首先是人們對于設計認識的變化。從工業時代對產品造型美感的關注一研究如何更新造型設計風格，逐漸轉變為信息時代下以人為本，從用戶的角度出發看待設計，轉為關注產品的實用性及便利性。同時，設計過程的變化、技術的發展，設計師可用于創作的工具增多，大大便利了設計創作。人們對于設計方法的認識也從直覺、創新，轉向設計的理性與科學方法。設計的對象也產生了變化，數字產品產業的發展，讓設計的對象從現實世界轉向虛擬世界。新的設計理念加入、設計方法更新、設計對象改變。設計同時也逐漸突破原有的表現形式，根據設計對象和表達劃分出了更多領域，如新媒體藝術設計、動畫設計、游戲設計、交互設計等。

本文即從設計的觀念、方法、對象以及表現的變化四個方面，來探討人工智能技術對于設計本身的影響。

一、人工智能對設計理念的影響

從系統性設計到情感化設計，設計理念的變化體現著人工智能技術對設計活動的深層次影響。設計理念是設計活動中的核心，決定著設計活動的程序。設計理念指的是設計師內心認可的設計觀念，也指的是一種思維方式，即設計師們如何思考和解決設計問題。當面對一個問題，不同設計觀念的設計師會提出完全不同的解決辦法。在系統論科學創立后，系統性思維開始被應用于設計領域，賈姆希德認為設計師要用系統性思維來認識和思考設計問題，將與設計相關的元素進行拆解，明晰元素之間的相互關系、元素與整體之間的關系，以及系統的運作方式，以針對的問題為核心，協調圍繞問題的利益相關者，在設計程序中進行反思性實踐。

（—）從系統性設計到情感化設計

系統性設計廣泛應用后，其弊端也逐漸顯現出來，系統性設計過度注重理性思考，著重于解決問題，對使用者感性情緒的關注缺失，使設計更偏向于產品功能性的解決。人工智能的發展，信息時代的到來，人們可使用的數字產品種類增加，可接觸的信息量劇增，在觀念的碰撞下，人們厭倦了單一的功能性設計理念和風格，社會對于產品的評價標準開始變得多元化。這樣的背景下，情感化設計概念被提出來。情感化設計，就是在解決產品使用性問題的同時，關注用戶的情感，注重產品的人文屬性，讓用戶在使用過程中與產品產生良好的互動。情感化設計能夠拉近人與人、人與產品之間的距離，體現出了對人性的關懷體貼，關注到人們的精神情感層面。情感化設計理念是對于以人為本的設計原則在人文層面的補充。

（二）關注弱勢群體的設計

從設計流程的角度來說，情感化設計理念將人的情緒作為處理設計細節的出發點之一。從社會的角度上來說，設計活動更加關注弱勢群體，基于情感化設計，希望改善弱勢群體的社會現狀，實驗項目Smart Specs就是其中之一（見圖1）。Smart Specs項目實驗團隊VA-ST組成成員有牛津大學的神經科學家、視覺修復專家、機器視覺專家及軟件工程師，團隊希望能夠通過Smart Specs項目來幫助視力受損人群。VA-ST團隊基于圖像識別技術與AR技術研發設計了一款穿戴設備，設備由智能眼鏡、測距儀以及智能手杖組成。智能眼鏡上裝配了攝像傳感器、處理器和顯示屏，對于部分對色彩辨認困難的人群，智能設備可以將場景圖片轉換為色彩簡單、對比度更高的圖像，幫助這類人群看到物體的大致輪廓，即使在夜晚或光線不足的地方，設備也可以正常使用。測距儀與智能手杖用于測算物體與穿戴者之間的距離，避免穿戴者誤撞障礙物，保護視力受損人群的安全。

Smart Specs項目是對弱勢群體生活上的關注，便利他們的行為，而HEAL·AI治愈空間項目則是基于技術發展，利用設計手段為亞健康人群尋求心理上的慰藉，從流程到空間處理無一不實踐著情感化設計理念。

（三）關注心靈健康的設計

HEAL·AI治愈空間項目（見圖3）是人工智能技術在心理醫療領域的探索實踐。設計團隊關注到現代過快的生活節奏導致人們的壓力增大，部分心理亞健康的人群對于心理醫生的介入產生抗拒或感到羞恥，在這一背景下，團隊希望能夠設計一個私密的智能空間以供心理亞健康人群排解壓力。

HEAL·AI治愈空間覆蓋了聽覺、視覺、嗅覺多種感官，應用模擬人物形象“希琳”來完成與咨詢者之間的交流，結合用戶的生理信息（如年齡、表情、性別……），分析用戶心理狀況，得出用戶肖像，根據用戶的行為信息，實時反饋，進行環境調整，并提供相應的解決途徑。HEAL·AI治愈空間秉持情感化設計理念，從交互流程、環境氛圍和細節處理方面為心理亞健康人群提供一個智能私密空間。HEAL·AI治愈空間項目提出了引入技術改善心理健康問題的路徑，讓心理醫療領域增加了一種可能性。

設計理念包含著設計活動的出發點和最終目的，決定著設計師選擇怎樣的路徑來實現設計目的。人工智能技術的介入，使設計師多了一個評估設計活動的維度，也為設計增加了多種可能。

二、人工智能對設計方法的影響

在人工智能技術介入下，設計方法由追求理性系統的設計轉變為以用戶需求為導向。設計方法指的是設計行為、過程、認知活動的分析和設計活動的模型構建，著重關注設計過程中的創新思維、創新模式及如何提供有效手段輔助設計創新等。

（一）從設計科學到用戶導向設計

在20世紀60年代之后，計算機科學出現，人們對于設計的認知發生了變化，推動了世界對設計進行獨立的領域性研究，西蒙提出了“設計科學”理念，希望建立一套正式的、分析性的設計方法理論，并能夠將這套理論應用于設計之中。但設計并不是純粹理性的基礎學科，在設計過程和產品使用中，每個環節都受到了人的主觀因素影響，因此單純地使用理性進行設計分析和創作，消減了設計活動中的多種可能性。

人工智能技術的發展帶來了信息時代，新的技術模式加強了設計師的交流，加快了信息的傳播，也更新了設計工具，便利了設計活動。人們逐漸意識到設計活動只由設計方來把控是不合理的，開始探索用戶設計方法，注重用戶意見，將設計的決定權交于用戶。但在實際操作中，用戶對于自己的需求往往并不清晰準確，并且設計是一門具有專業性的活動，將設計者完全作為用戶需求的實現工具，最終會導致設計活動偏離正軌。在這之后，設計方法從用戶設計轉向用戶研究設計，設計師以用戶需求為導向，以用戶研究為指導，利用設計創新方法解決實際問題。這種設計方法的好處是，既能夠把控設計方向，又能夠關注到用戶需求，可以根據用戶基數和用戶黏性，預測設計產品的市場規模。

（二）Hidden Stories設計裝置

Redpaperheart設計團隊的《Hidden Stories》裝置（見圖4）就是從用戶的需求出發進行設計。《Hidden Stories》裝置關注到了個體的交流需求，在“交流”概念被提出時，團隊便向用戶收集了22個獨立故事，團隊根據不同的故事繪制了相應的圖形，并貼上了特殊壁紙，當觀眾將設計好的傳聲簡裝置貼在墻壁上，就能夠激活墻內的傳感器，圖形會被點亮，觀眾就能夠聽到其中的故事，同時照明光圈會移動到觀眾所在的位置。

《Hidden Stories》裝置是對個人表達與傾聽情緒的關注，不僅可以滿足觀眾對于他人經歷的好奇，同樣可以主動分享自己的故事，當觀眾將設備放置在記錄區域，便可以使用設備留下自己的故事。

（三）數字體驗展覽

Moment Factory設計團隊設計的數字體驗展覽《Arctic Adventure：Exploring with Technology》（見圖5）也是處處體現了對用戶的關注。由于展覽面向兒童，考慮到兒童的喜好和心理需求，團隊選擇使用寓教于樂的方式，向觀眾展示北極的風光與特色。展覽內部凹凸不平、形狀各異，類似于極地的冰雪環境，內部使用大尺度投影技術，營造極地環境的沉浸感，地面上有互動的冰面，觀眾在碎裂的冰塊上活動，水中不時有白鯨游過。觀眾還可以在探險區使用互動工具，在冰雪深處尋找北極動物的存在。

Moment Factory團隊的數字展覽用豐富的數字體驗項目，從孩童的角度，為目標用戶設計沉浸互動項目，既激發了用戶的學習興趣，又滿足了兒童對娛樂的需求。

不管是《Hidden Stories》裝置，還是極地數字體驗展覽，都說明了人工智能技術介入下，設計師們更加重視，也能夠便利地了解用戶的想法和偏好，從而改進設計方法。

三、人工智能對設計對象的影響

在現代技術的影響下，設計對象呈現出數字化趨勢。根據設計目的不同，設計活動被劃分為視覺傳達設計、產品設計、環境設計三大類型，在第三大類型之下，按照設計對象的不同，又進行了細化分類，如字體設計、標志設計、包裝設計、工業設計、室內設計等。人工智能技術的應用，讓原本設計對象的劃分，在二維平面設計、三維立體設計的基礎上，增加了四維設計，包括了現在常見的游戲設計、動畫設計、人機界面設計等。

（一）從現實走向數字化

在傳統手工藝設計中，設計過程和設計結果都是存在于現實世界中的、可觸摸的產品，后來伴隨著人工智能技術發展，設計領域工具更新迭代，數字產品逐漸應用于設計過程中，設計的過程開始轉向虛擬，設計師們在數字環境中進行設計活動，最終生成實際產品。現在數字工具日常化，便攜式電子設備普及，越來越多的設計轉向數字世界，人們在數字環境中開始設計、改進設計、展示設計，設計的對象從現實世界轉向虛擬世界，設計活動逐漸走向了數字化。

人工智能時代，設計的對象轉換成了計算機語言，設計師需要與多專業人員共同完成計算機語言與視覺語言的相互轉化，最終利用計算機語言實現手工制作無法完成的視覺效果。人工智能所研究的7個領域：智能機器人、語言識別、模式識別、圖像識別、專家系統、自然語言處理、智能搜索，都已經或是在某一階段影響到設計的發展，也會持續推動設計的數字化進程。

多媒體軟件的綜合運用，便利了設計活動，彌補了傳統設計活動中對于時間空間的制約，加強了設計交流。人們對于設計對象的概念擴展，體現了世界對設計的認識加強，對于設計活動的分類細化。

（二）互動裝置

日本新媒體藝術團隊TeamLab就是以現代信息技術為基礎，以日本傳統文化為內涵，將文化符號化，不斷創造出具有鮮明地域特征和強烈時代特征的設計作品。TeamLab團隊作品呈現出數字化特征，其設計的過程及設計作品呈現方式都是數字化的。

以TeamLab團隊2021年創作的互動裝置《Walk Walk Home》為例（見圖6）。該作品是在新冠疫情大流行背景下設計的，作品借助人工智能技術，突破了時空限制，邀請全球隔離在家的人們參與進來。參與者們可以在網站下載角色圖片并進行填色，上傳到網絡，被上傳的角色就會自動加入到整個作品中，與其他人繪制的角色一起行走在東京銀座456的地下室中。《Walk Walk Home》作品是由程序設定，作品也是由互動投影的形式呈現，當觀眾試圖觸摸這些角色時，角色會作出相應的反應，可能是停下來，也可能是變換動作。TeamLab用這個互動作品提醒世人們：雖然隔離在家，但你們并不孤獨，我們一同行走在路上。

以信息技術和互動投影技術為基礎，TeamLab團隊做了許多設計的嘗試，例如未來游樂園系列、花與人系列，積極探索人與人、人與自然的關系。

（三）信息技術實踐

《圖像秘境》（見圖7）是信息技術小組的實踐作品，是應用人工智能技術的新媒體設計作品，設計團隊使用cycle GAN人工智能（AI）圖像生成技術進行實驗與應用，使用計算機語言和設計表現來探索面部生成系統的價值意義。《圖像秘境》能夠通過樣本學習年輕人和老人的面部特征和圖像風格，其中的一個有趣功能是，此技術經由不斷地學習，可以達到使受試者回望或是預見自己一生的面容，甚至預測下一代的長相。在該項目中，設計的對象則為前端的展示界面，通過使用方法和技巧完成在數字環境中的設計活動，以便完成計算機運行環境與人類行為的溝通，順利推進用戶的體驗流程。《圖像秘境》也是基于信息技術，利用技術來進行有關于人類、社會、未來的實踐與思考。

與傳統的實驗性設計活動不同，人工智能技術下的設計呈現出極強的可復制性，基于相同的計算機語言，設計活動可以輕易復制到其他的設備中，實現空間的轉換。這就要求在人工智能時代，設計師應當以現代信息技術為基礎，以文化為內涵，將文化符號化，不斷創造出具有鮮明地域特征和強烈時代特征的設計作品。

四、人工智能對設計表現的影響

當代設計活動的設計表現形式更加豐富，在部分設計中，表現形式具有隨機性特征。

設計表現指的是設計師通過一定的可視化效果來表現產品的內在含義和創意的過程，設計表現是使用設計語言將創意概念進行視覺化呈現，包括造型表現、色彩表現、功能表現、材質表現等形式。設計活動離不開設計表現，它通過設計表現來完成信息的傳遞，在設計活動的相關者，即設計師、生產者、消費者中間用視覺化方式傳遞有關產品的信息，如尺寸、比例、造型、結構、色彩、材質等。

（一）設計表現形式多樣

人工智能技術對設計表現的影響是全方面的，主要體現在能夠豐富表現的形式，改變了設計師的參與方式，使設計表現更加標準化、細節化，增強產品信息在不同角色之間的傳達。技術應用之后，許多設計師開始進行計算機生成藝術嘗試，以往的設計表現都由設計師把控，最終呈現效果是設計師預設好的，在計算機生成藝術中，設計師只對作品做方向上的把控，設定作品參數，但是具體作品呈現出怎樣的效果，在結果出來之前，沒有人能夠知道。往往在色彩、具體造型等方面，設計表現呈現出無法被完全掌控的狀態。

傳統的設計表現形式，使用如產品草圖、產品效果圖以及產品三視圖等承載產品的具體信息，在技術介入后，設計師可以使用更加便捷的工具進行設計展示。

以環境藝術設計專業為例，過去的設計表現主要包括草圖、效果圖、標準施工圖等，現在的設計師利用現代信息技術，可以對建筑進行模型展示或者AR展示，能夠更加詳實地將信息傳達給生產者及消費者。

（二）設計表現隨機性

《time++》（見圖8）是新媒體設計師郭銳文的設計作品，是一個結合了計算機生成藝術與報時功能的公共藝術裝置。設計師用現代技術創新了設計表現形式，用計算機隨機生成圖形進行設計表達，用來探索作為物體運動與能量傳遞描述符號的時間的表達形式。在這個生成系統中，以“秒”為單位，每秒鐘都會有新的生成圖形加入到展示里面中，由計算機系統來控制“秒粒子”的生成和排列，并以群集方式顯現出當前的分鐘與小時，以此來完成信息的傳遞，由于具體的生成圖形都是由計算機進行控制，所以整個作品中幾乎不會出現相同的元素，與此同時，設計表現也脫離了設計師的完全掌控，呈現出一定的隨機性。

（三）設計表現可視化

智能交通小組的實驗作品《光途》（見圖9）同樣是運用了新的設計表現形式，探索了信息技術運用于交通規范的可能性。小組選取了引導行人安全行走的交通空間一斑馬線作為設計對象，通過對斑馬線的智能改造，期望建立一座“快行”與“慢行”并存的城市。小組通過對斑馬線的視覺設計，引導并激發市民遵守交通法規的自覺意識，團隊在斑馬線的設計中加入電壓材料，當行人通過時，材料會產生機械變化，將人們的行走、踩踏、跳躍等產生的機械能直接轉化成電能，將行人信息轉為可視化的燈光表現，同時收集行人數量以及道路行車情況信息，用于增強道路的通行能力。《光途》是當前技術下，關于設計表現的一種探索。

設計表現形式的增加降低了信息傳達過程中的風險，同時也考驗著設計師的專業技能和創造能力。設計師如何利用已有的設計知識，使用人工智能技術去探索更多設計表現的可能性，是值得思考的問題。

結語

現在“AI+”概念極其火熱，涉及到軍事航空、智慧城市、智能政務、智慧家居、智能交通等多個領域。人工智能技術同樣在醫療領域發揮著作用，有服務型機器人、輔助醫生治療的醫療型機器人以及用于藥物研發的智能機器人。大數據的發展推動了精準醫療的實現，AI技術可以幫助醫生快速診斷，并且根據個體基因情況實現差異化治療，改善治療效果。深度學習技術及智慧機器人的應用有利于緩解醫療領域人力資源的緊張現狀，改善醫患關系。無人駕駛技術也已經趨于成熟，蘇州的無人駕駛公交已經上線運營，百度公司在北京開放了自動駕駛出租車服務。人工智能技術在切實地深入及改變著人類的生活，可以預見，在人工智能技術改變著人類生活方式的過程中，設計不僅會得到進一步的發展，還會作為其中的潤滑劑，調和著技術適用與人類情緒。

參考文獻

[1]薛志榮.AI改變設計：人工智能時代的設計師生存手冊[M].北京清華大學出版社，2 019

[2]韓東.陳軍人工智能商業化落地實戰[M].北京：清華大學出版社，2018

[3]劉婧瑞.以用戶為中心的設計程序要素研究[J].設計， 2017 （13）：50-51

[4]王誠華.情感化設計下的交互產品設計程序方法探究[J].設計，2015（11） 72-73

[5]趙江洪.設計和設計方法研究四十年[J].裝飾，2008（09）：44-47

[6]王焱，柳冠中.評析四種不同的設計方法論[J].南京藝術學院學報（美術與設計版），2010（02）：71-74

[7]齊秀芝符號學視角下產品設計表現研究[J].機械設計，2 013，30（07）：124-126

[8]辛向陽.設計的蝴蝶效應：當生活方式成為設計對象[J].包裝工程，2020，41 （06）：57-66