從工業美學到智能美學

李潔，袁萍，張瑢

【工業設計】

從工業美學到智能美學

李潔，袁萍，張瑢

（河北工業大學建筑與藝術設計學院，天津 300131）

分析技術革命引發人與工具關系的變革，研究工業革命以來機器美學、技術美學、認知美學三個階段的審美變化及發展規律，探討智能產品設計美學的發展趨勢。通過文獻研究結合產品案例分析技術革命引發的產品設計美學發展，基于情感計算、腦神經科學及哲學倫理的文獻梳理及對比討論智能產品美學的發展方向。機器美學、技術美學、認知美學三個發展階段中人與工具的關系體現為操作關系、協同關系及交互關系，產品功能與形態之間的關系體現為形式追隨功能、形式喚醒功能和形式映射功能；智能產品在人機關系上表現出感知、行為、情感的融合關系，形態上表現為形式逐漸脫離功能；智能產品設計美學應重點考量可持續發展、社會倫理、情感異化和過度依賴的影響約束，對智能產品采取“適度智能”的設計策略，逐步形成“適智美學”。

智能美學；工業美學；人工智能；人機關系

美學通常被認為是主體能動的審美感知意識活動，審美意識是溝通人類在有形的物質世界與無形的精神活動中的關鍵決策意識行為[1]。產品設計美學包含審美主體和審美客體，審美客體是被審美主體所感受、體驗、改造的具有審美屬性的客觀對象，是在設計實踐中人化的對象[2]。產品美學通過審美客體的功能與形態表現出來，對審美主體而言，產品功能用于實用需求，通過邏輯思維產生認知體驗，產品形態用于情感需求，其審美體驗是本能和自動化的，產品功能與形態的關系在不同時期有不同的表現。

1 工業時代的產品設計美學

1.1 機械化時代的機器美學

第一次工業革命結束了手工業時代。珍妮紡紗機的發明和瓦特對蒸汽機的改良解放了人類雙手，工具成為工業生產中人們加速實現生產目標的中介。工業文明不僅帶來了生產力的提高，也空前地看重科學、理性，這種思想影響著工業文明的發展，也改變了產品美學的發展方向。機械時代初期，人們認為機器生產的產品沒有靈魂也會讓人類失去靈魂[3]。隨著時代的發展，對科學的重視、對理性的推崇促使產品摒棄了手工業時代的裝飾風格，進而追求以數學為基礎的秩序感和精確感。機械生產帶來生活水平的提高，機器美學影響了大眾的審美體驗，人們逐漸接受機器的形制及機械生產的產品，開始欣賞、贊頌機器美。這種機器“美”的本質無疑與科技進步、工業革命及資本主義商業文明大發展的歷史背景有著深層次的內在聯系[4]。

1.2 電氣時代的技術美學

第二次工業革命，電力技術極大地促進了產品的發明與應用，電器工具成為人肢體的延伸和替代，加強和擴大了人的活動能力和活動范圍[5]。電力技術提高生產力的同時也大大降低了生產成本，商品極其豐富，市場的供需關系也隨之發生改變。在成本不足以成為生產商最重要競爭手段之后，產品造型的競爭愈烈，商家為爭奪市場更加關注技術研發與產品造型，從而推動了產品技術與美學的共同發展。技術美學作為機器美學的拓展，它主張科學研究成果轉化為藝術生產實踐的方式、方法及其規律所體現出的美學價值[6]。技術美學相較于機器美學的發展，在于由產品外形觸動消費者更深層次的需求，體現出因技術支持功能的實現而產生新的合目的性和合規律性的功能美[7]。例如50年代由于美國戰后經濟繁榮，消費主義盛行，流線型這種象征速度感、科技感的造型因易使人聯想到繁盛的生活而大受歡迎。

1.3 信息時代的認知美學

第三次技術革命，信息技術實現工具的遠程控制，人與工具的關系再次升級，機器不僅作為人肢體的延伸同時也是人經驗和技能的物化，甚至反過來規范人的行為方式[5]。認知美學基于技術美學的拓展，依據人的認知和情感進行人機交互設計，實現設計以人為本。信息技術發展下產品不斷升級和細分，設計在各產業領域實現標準范式，例如計算機的鍵盤鼠標、操作系統、圖形程序界面等產品的美學標準就是建立在人的認知及經驗基礎之上并反向規范人的行為方式。三個發展階段的代表產品，見圖1。

1.4 總結

工業革命以來，科技進步促進產品美學發展。手工業時代到工業時代是一場劃時代的變革，千年文化積累造就的手工藝美學被工業大生產打破。工業時代初期，消費者不能接受機器制產品，認為其粗制濫造沒有靈魂，科技進步與產品美學處于對立狀態。20世紀初步入機器美學時代，科技帶來的生產力提高和生產成本降低使商品普及化，消費者轉而崇尚機械之美的嚴謹、精確和秩序感，產品設計美學中功能主義占上風，體現為形式追隨功能。20世紀中期步入技術美學時代，科技的進一步發展使得商品極大豐富，消費者開始不滿足產品的使用功能，產品制造者通過產品造型吸引消費者以滿足更深層次的精神需求，產品設計美學體現為形式喚醒功能。20世紀末期步入認知美學時代，信息技術的發展改變了人機交互方式，并使產品細分化、專業化、標準化，認知美學通過產品形態固化人的經驗和技能并規范人的行為方式，產品設計美學體現為形式映射功能。21世紀初，人工智能時代到來，如同第一次工業革命一樣，面臨劃時代的科技變革，人工智能時代產品設計美學必然有新的發展和突破。

圖1 機器美學、技術美學和認知美學的代表產品

2 人工智能時代的智能美學

2017年被稱為人工智能元年，人類社會步入人工智能時代。人工智能技術正在促進人類社會發生轉變，這種轉變將比工業革命發生速度快10倍，規模大300倍，影響大3 000倍[8]。審美客體從手工業時代起，歷經機械化和電氣化技術革命后一直保持“物質呈現”的屬性，信息化革命之后，計算機的出現實現了審美客體的“虛擬呈現”，尤其是進入人工智能時代以來，審美活動從產品被動審美的“單向度”轉向主客體互相聯系與影響的“多向度”模式[2]。人與智能產品的交互系統隨著人工智能技術的發展，從被動交互、強迫式主動交互，快速地向主動交互發展，主動交互系統會增強人的溝通意愿和體驗信任[9]。人工智能、大數據、機器人技術的強勢發展使產品的人機關系表現為融合共生，體現為通過計算設計達到人機的感知融合、行為融合、情感融合甚至生物融合，融合的強度從弱融合發展到中融合及強融合，人工智能技術的成熟給產品美學帶來新的發展，見圖2。

2.1 智能美學初期

剛剛步入人工智能時代，人機的感知融合、行為融合及情感融合還處于弱融合階段，智能美學亦屬于起步階段。弱融合階段人工智能產品如智能手機、音箱、門鎖、掃地機器人等通過多感官通道獲取用戶需求信息，基于大數據和算法模型與用戶進行交互，見圖3。智能技術的進步使得人機交互摒棄以往在機器、技術、認知美學時代的人—機接觸交互范式，而是基于語音、眼動、面部識別等生理信號建立新的非接觸交互范式。在此基礎上產品形態也將迎來革命性的變化，智能產品美學將脫離以往基于接觸型交互的形態設計，人機界面因素也不再是限制產品形態的壁壘。產品形態脫離接觸型人機界面后將依據消費者個性化審美進行計算設計。計算美學將開辟新的審美維度和消費觀念，影響用戶審美體驗模式從被動轉化為主動，基于用戶個性審美需求進行產品形態的計算設計，用戶亦可參與其中。人工智能時代在很大程度上解放了功能對形態的限制，也給設計師對文化、經濟、技術等社會要素的理解和把握能力提出了很高要求[10]。

2.2 智能美學發展

雖然目前處于人與智能產品的弱融合階段，但人工智能技術研發正在從感知融合向情感融合快速邁進，人工智能產品的情感強融合未來指日可待。強融合產品可以自然地識別、理解、甚至產生類人情感，使得機器與人在自然屬性、精神屬性和社會屬性中具有相似性，目前機器人技術研發正朝著提高共情能力以達到情感融合的類人性方向發展。機器人真能（要）做到情感強融合嗎？情感強融合的機器人形態美學如何體現？這些問題正是目前學術界討論的熱門話題，本文從情感計算、腦神經認知、哲學倫理三個方向進行文獻梳理，探討未來智能美學的發展方向。

2.2.1 情感計算

人工情感是模擬人類情感智能的一門新型交叉學科，涉及心理學、神經生理學、計算機科學、腦科學等學科，以數學語言對人類情感進行建模，使機器能夠識別或表達人類情感，甚至還可以通過模擬人類情感機理賦予機器更高的智能[10]。情感交互的最終目標是使計算機在理解人類情感狀態的前提下，進行合理調整順應用戶情感的遷移，在人工智能的語境下情感交互系統的重點是使用各種感知方式來識別、解釋和響應人類的情感[11]。如果與這樣在自然、精神及社會屬性中都具有高逼真度的智能產品共同工作與生活，人與智能產品的界限會隨著產品角色的轉變而模糊，即不僅作為被操作、指令的智能行為體，而是成為人類伙伴的類人智能體。

許多工程師致力于將人工情感計算應用于機器人等智能產品的研究。劉寧針對機器人情感缺失的問題，提出了一種基于博弈的機器人認知情感交互模型[12]。吳偉國等針對未來仿人機器人與人類長期共存將會帶來機器人對人的心理問題，建立了一種更具普遍性的人工情感計算模型[13]。解侖等建立服務機器人的連續可控情感調節模型[14]。韓晶等為了增強機器人的認知情感分析能力，提出了一種基于Gross認知重評策略的認知情感交互模型[15]。路飛等針對家庭服務機器人提出了以用戶情感為核心的機器人服務任務自主認知方法[16]。祝宇虹等指出人工情感對機器人的認知智能是在自然情感機理的基礎上進行研究的，人工情感研究者的最終目的是在實際機器人中引入情感機理，以實現具有認知智能和情感智能的完全擬人機器人[10]。

2.2.2 腦神經科學

許多腦神經學家及心理學家致力于人類情感認知的研究，為人工情感計算提供理論依據，并從腦認知層面推進人工智能發展。劉燁等指出長期以來認知與情緒被認為是相互分離的系統, 但是近期大量認知科學和神經生物學研究表明, 認知與情緒之間的關系可能是相互依賴, 而不是彼此分離, 認知和情緒交互作用的基本思想可以被用于機器人系統的表情識別和情緒學習[17]。LeDoux 發現某些情緒反應可以不需要意識、認知的參與，因為從丘腦到杏仁核的捷徑繞過了新皮質，情緒本身即可觸發行為而無需理智的參與[18]。Miwa 等人建立了APC (Arousal-Pleasant- Certain)三維心理向量空間應用于機器學習、動態情緒調節及機器人的個性化研究領域[19]。Breazeal提出了AVS（Arousal-Valence-Stance）情緒空間模型在表情機器人Kismet的研究應用[20]。

2.2.3 哲學倫理

目前哲學倫理方向對人工智能的研究主要集中在兩方面：首先是人工智能能否成為道德主體，其次是機器人情感融合的倫理問題。孫偉平等提出人工智能產品無法真正地成為道德主體，即使有人認可某些人工智能產品的主體地位，這種地位也是人類所賦予的[21]。賈楨列舉了人工智能面臨的倫理問題：人工智能應用中的不公平性問題、人工智能主體道德責任缺失問題、人工智能使用主體的情感異化問題；人工智能的安全隱患：網絡安全、信息安全、經濟金融安全、國家安全；人工智能隱私泄露問題；人工智能的信任危機[21]。陶然等論述了智能化設計帶來的風險：智能化設計帶來精神孤獨和情感異化；使用智能產品導致人的惰性增長和人體功能減退；人工智能大發展帶來資源消耗和環境污染[22]。王亮提出了人機交互的倫理陷阱“單向度情感”問題，這種情感大多是“一廂情愿”非對稱的，會使人類沉迷于虛擬的人機交互之中無法自拔[23]。周帥以智能看護產品為例，論述了智能化依賴導致人情冷漠的問題，智能產品看護將促使兒童產生一定程度的孤獨封閉、敏感自卑和溝通交際障礙[24]。杜嚴勇提出將老人交給機器人看護會使老人減少與社會外界的交流溝通機會，使老人感到孤單甚至感覺被遺棄[25]。

2.2.4 總結

從情感計算、腦神經認知、哲學倫理三個方向的研究可以看出，工程師、心理學家和哲學家對人工智能發展的思考有所不同，科學家致力于研究人類情感的生物學機制，工程師致力于將人工情感應用于智能產品，而哲學家更多地反思強人工智能產品在人類社會的地位及對人類發展產生的影響。歐盟委員會的人工智能高級專家組（AI HLEG）于2018年12月發布了《可信人工智能倫理指南草案》，指出道德標準是人工智能良性發展的重要標準和保障[26]。技術安全可靠且合乎人類社會倫理規范至關重要，因此強智能產品的設計美學需要科學家、工程師、社會學家及設計師共同推動。

2.3 強情感融合下的智能美學

強情感融合下智能產品的設計美學主要受兩方面影響，即情感認知與倫理道德。首先，智能產品的造型設計對用戶在產品功能認知及情感認知方面均會產生影響?？植拦壤碚摫砻鳈C器人外形觸發人的情感并影響人對機器人的審美評價。李潔研究認為人形機器人外觀形態影響用戶對機器人的情感認知和功能認知，且情感認知對用戶喜愛度的影響大于功能認知[27]。其次，智能產品造型設計也應受到倫理道德的制約，周至禹提出工程師設計師要反思智能產品的技術風險，做好智能產品前瞻性的倫理評估[28]；杜嚴勇論述了機器人外觀對道德能力建構的影響[29]；李超提出智能產品設計的“適度主義”傾向[30]。因此，強情感融合下的智能產品設計不能完全被技術牽引放任前行，還應考慮人作為自由體和社會體在情感認知和倫理道德上的約束。智能產品設計應重點考量可持續發展、社會倫理、情感異化、過度依賴的影響，對智能產品依據使用環境、使用人群、使用時間采取“適度智能”的設計策略，在人工智能時代逐步形成“適智美學”，見圖4。

圖4 智能美學的影響因素

3 結語

技術進步是社會發展的必然規律，技術發展帶來一系列生產、生活及社會的變化，同時影響產品設計美學。工業革命時期產品設計美學經歷了三個階段：機械時代的機器美學、電氣時代的技術美學、信息時代的認知美學，體現在產品功能與形態的關系上表現為形式追隨功能、形式喚醒功能、形式映射功能。21世紀伊始進入人工智能時代，技術的巨大變革正在改變智能產品的設計美學，表現為人與智能產品的融合共生。在人工智能初期的弱融合階段，產品設計美學表現為形式脫離功能，產品基于消費者個性化審美，依托大數據與深度學習開展智能產品形態的計算美學設計。未來人工智能的強融合階段，產品設計美學應考慮可持續發展、社會倫理、情感異化、過度依賴的影響約束，對智能產品采取“適度智能”的設計策略，逐步形成“適智美學”。人工智能技術正處于發展的黃金時期，在醫療、教育、交通等社會生活關鍵領域發揮越來越大的作用，人機關系問題是當代重大的工程問題、社會問題、哲學問題及設計問題。思考產品設計中功能與形態的美學關系，其本質是思考人如何在技術的快速變革下發揮人的主體性作用，尊重人性、實現人的價值，讓人類成為技術的主宰。

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From Industrial Aesthetics to Intelligent Aesthetics

LI Jie, YUAN-Ping, ZHANG Rong

(School of Architecture & Art Design Hebei University of Technology, Tianjin 300131, China)

This paper aims to analyze the changes in the relationship between humans and tools caused by the technological revolution, study the aesthetic changes and development rules in the three stages of machine aesthetics, technological aesthetics, and cognitive aesthetics since the Industrial Revolution, and explore the development trend of intelligent product design aesthetics. This paper analyzes the development of product design aesthetics triggered by technological revolution through literature research and product case, comb and compares the development direction of smart product aesthetics based on the literature review of emotional computing, neuroscience and philosophical ethics. The relationship between humans and tools in the three development stages of machine aesthetics, technical aesthetics, and cognitive aesthetics is reflected in operational relationships, synergistic relationships, and interactive relationships. The relationship between product functions and forms is reflected in form following functions, form awakening functions, and form mapping function; smart products show the fusion relationship of perception, behavior, and emotion in the human-machine relationship, and the form is gradually separated from function; smart product design aesthetics should focus on sustainable development, social ethics, emotional alienation and excessive dependence. The design strategy of “appropriate intelligence” is adopted for smart products, and the “intelligence aesthetics” is gradually formed.

intelligent aesthetics; industrial aesthetics; artificial intelligence; human-machine relationship

TB472

A

1001-3563(2022)02-0029-06

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.02.004

2021-12-05

教育部人文社科項目（20YJC760041）

李潔（1981—），女，河北人，碩士，河北工業大學建筑與藝術設計學院副教授，主要研究方向為工業設計與人機交互。