人工智能时代的创新设计之思

蔡新元 何诗婷

摘要：人工智能技术的迅速发展与逐步渗透，深刻地影响到社会各领域与行业，改变着我们的社会与生活。设计作为科学技术与日常生活的桥梁，架起了两者沟通融合的渠道，让技术更好地服务于社会。设计领域需要更加关注技术的影响，才能够更迅速地做出反应，寻求将新技术融合入设计活动的方法。本文从设计理念、设计方法、设计对象以及设计表现四个层面，用案例分析法来解析人工智能技术对设计活动的影响，思考在该技术影响下设计的未来发展方向。

关键词：人工智能创新设计设计理念设计方法设计对象设计表现

中图分类号：TB47

文献标识码：A

文章编号：1003-0069（ 2021） 06-0112-04

引言

2017年DeepMind公司开发的人工智能机器人Google AlphaGO Master打败了排名世界第一的围棋冠军柯洁，之后DeepMind设计更新了AlphaGO Zero、AlphaZero程序，它们拥有更强的深度学习能力，能够用更短的时间打败之前版本的程序，并不断学习成长。AlphaGO系列的成功—下子将人工智能技术的社会知名度推向新高度，社会对此热议不断。人工智能作为计算机科学的一个分支，最早可以追溯到人工智能之父艾伦·图灵对于机器是否能够思考的疑问。1956年在美国举办的人工智能研讨会明确提出了人工智能（Artificial Intelligence，AI）这一概念，并宣布了人工智能的诞生。人工智能致力于利用技术、使用机器来延伸人类智能，目前的人工智能科学主要分为了个研究领域，分别为：智能机器人、语言识别、模式识别、图像识别、专家系统、自然语言处理、智能搜索。与此同时，人工智能技术已潜移默化地深入到生活的方方面面，在生物医疗、智慧家居、智慧城市等方面发挥着积极的作用。同时，人工智能技术也深刻地影响着设计领域，设计活动产生了巨大的变化。首先是人们对于设计认识的变化。从工业时代对产品造型美感的关注一研究如何更新造型设计风格，逐渐转变为信息时代下以人为本，从用户的角度出发看待设计，转为关注产品的实用性及便利性。同时，设计过程的变化、技术的发展，设计师可用于创作的工具增多，大大便利了设计创作。人们对于设计方法的认识也从直觉、创新，转向设计的理性与科学方法。设计的对象也产生了变化，数字产品产业的发展，让设计的对象从现实世界转向虚拟世界。新的设计理念加入、设计方法更新、设计对象改变。设计同时也逐渐突破原有的表现形式，根据设计对象和表达划分出了更多领域，如新媒体艺术设计、动画设计、游戏设计、交互设计等。

本文即从设计的观念、方法、对象以及表现的变化四个方面，来探讨人工智能技术对于设计本身的影响。

一、人工智能对设计理念的影响

从系统性设计到情感化设计，设计理念的变化体现着人工智能技术对设计活动的深层次影响。设计理念是设计活动中的核心，决定着设计活动的程序。设计理念指的是设计师内心认可的设计观念，也指的是一种思维方式，即设计师们如何思考和解决设计问题。当面对一个问题，不同设计观念的设计师会提出完全不同的解决办法。在系统论科学创立后，系统性思维开始被应用于设计领域，贾姆希德认为设计师要用系统性思维来认识和思考设计问题，将与设计相关的元素进行拆解，明晰元素之间的相互关系、元素与整体之间的关系，以及系统的运作方式，以针对的问题为核心，协调围绕问题的利益相关者，在设计程序中进行反思性实践。

（—）从系统性设计到情感化设计

系统性设计广泛应用后，其弊端也逐渐显现出来，系统性设计过度注重理性思考，着重于解决问题，对使用者感性情绪的关注缺失，使设计更偏向于产品功能性的解决。人工智能的发展，信息时代的到来，人们可使用的数字产品种类增加，可接触的信息量剧增，在观念的碰撞下，人们厌倦了单一的功能性设计理念和风格，社会对于产品的评价标准开始变得多元化。这样的背景下，情感化设计概念被提出来。情感化设计，就是在解决产品使用性问题的同时，关注用户的情感，注重产品的人文屬性，让用户在使用过程中与产品产生良好的互动。情感化设计能够拉近人与人、人与产品之间的距离，体现出了对人性的关怀体贴，关注到人们的精神情感层面。情感化设计理念是对于以人为本的设计原则在人文层面的补充。

（二）关注弱势群体的设计

从设计流程的角度来说，情感化设计理念将人的情绪作为处理设计细节的出发点之一。从社会的角度上来说，设计活动更加关注弱势群体，基于情感化设计，希望改善弱势群体的社会现状，实验项目Smart Specs就是其中之一（见图1）。Smart Specs项目实验团队VA-ST组成成员有牛津大学的神经科学家、视觉修复专家、机器视觉专家及软件工程师，团队希望能够通过Smart Specs项目来帮助视力受损人群。VA-ST团队基于图像识别技术与AR技术研发设计了一款穿戴设备，设备由智能眼镜、测距仪以及智能手杖组成。智能眼镜上装配了摄像传感器、处理器和显示屏，对于部分对色彩辨认困难的人群，智能设备可以将场景图片转换为色彩简单、对比度更高的图像，帮助这类人群看到物体的大致轮廓，即使在夜晚或光线不足的地方，设备也可以正常使用。测距仪与智能手杖用于测算物体与穿戴者之间的距离，避免穿戴者误撞障碍物，保护视力受损人群的安全。

Smart Specs项目是对弱势群体生活上的关注，便利他们的行为，而HEAL·AI治愈空间项目则是基于技术发展，利用设计手段为亚健康人群寻求心理上的慰藉，从流程到空间处理无一不实践着情感化设计理念。

（三）关注心灵健康的设计

HEAL·AI治愈空间项目（见图3）是人工智能技术在心理医疗领域的探索实践。设计团队关注到现代过快的生活节奏导致人们的压力增大，部分心理亚健康的人群对于心理医生的介入产生抗拒或感到羞耻，在这一背景下，团队希望能够设计一个私密的智能空间以供心理亚健康人群排解压力。

HEAL·AI治愈空间覆盖了听觉、视觉、嗅觉多种感官，应用模拟人物形象“希琳”来完成与咨询者之间的交流，结合用户的生理信息（如年龄、表情、性别……），分析用户心理状况，得出用户肖像，根据用户的行为信息，实时反馈，进行环境调整，并提供相应的解决途径。HEAL·AI治愈空间秉持情感化设计理念，从交互流程、环境氛围和细节处理方面为心理亚健康人群提供一个智能私密空间。HEAL·AI治愈空间项目提出了引入技术改善心理健康问题的路径，让心理医疗领域增加了一种可能性。

设计理念包含着设计活动的出发点和最终目的，决定着设计师选择怎样的路径来实现设计目的。人工智能技术的介入，使设计师多了一个评估设计活动的维度，也为设计增加了多种可能。

二、人工智能对设计方法的影响

在人工智能技术介入下，设计方法由追求理性系统的设计转变为以用户需求为导向。设计方法指的是设计行为、过程、认知活动的分析和设计活动的模型构建，着重关注设计过程中的创新思维、创新模式及如何提供有效手段辅助设计创新等。

（一）从设计科学到用户导向设计

在20世纪60年代之后，计算机科学出现，人们对于设计的认知发生了变化，推动了世界对设计进行独立的领域性研究，西蒙提出了“设计科学”理念，希望建立一套正式的、分析性的设计方法理论，并能够将这套理论应用于设计之中。但设计并不是纯粹理性的基础学科，在设计过程和产品使用中，每个环节都受到了人的主观因素影响，因此单纯地使用理性进行设计分析和创作，消减了设计活动中的多种可能性。

人工智能技术的发展带来了信息时代，新的技术模式加强了设计师的交流，加快了信息的传播，也更新了设计工具，便利了设计活动。人们逐渐意识到设计活动只由设计方来把控是不合理的，开始探索用户设计方法，注重用户意见，将设计的决定权交于用户。但在实际操作中，用户对于自己的需求往往并不清晰准确，并且设计是一门具有专业性的活动，将设计者完全作为用户需求的实现工具，最终会导致设计活动偏离正轨。在这之后，设计方法从用户设计转向用户研究设计，设计师以用户需求为导向，以用户研究为指导，利用设计创新方法解决实际问题。这种设计方法的好处是，既能够把控设计方向，又能够关注到用户需求，可以根据用户基数和用户黏性，预测设计产品的市场规模。

（二）Hidden Stories设计装置

Redpaperheart设计团队的《Hidden Stories》装置（见图4）就是从用户的需求出发进行设计。《Hidden Stories》装置关注到了个体的交流需求，在“交流”概念被提出时，团队便向用户收集了22个独立故事，团队根据不同的故事绘制了相应的图形，并贴上了特殊壁纸，当观众将设计好的传声简装置贴在墙壁上，就能够激活墙内的传感器，图形会被点亮，观众就能够听到其中的故事，同时照明光圈會移动到观众所在的位置。

《Hidden Stories》装置是对个人表达与倾听情绪的关注，不仅可以满足观众对于他人经历的好奇，同样可以主动分享自己的故事，当观众将设备放置在记录区域，便可以使用设备留下自己的故事。

（三）数字体验展览

Moment Factory设计团队设计的数字体验展览《Arctic Adventure：Exploring with Technology》（见图5）也是处处体现了对用户的关注。由于展览面向儿童，考虑到儿童的喜好和心理需求，团队选择使用寓教于乐的方式，向观众展示北极的风光与特色。展览内部凹凸不平、形状各异，类似于极地的冰雪环境，内部使用大尺度投影技术，营造极地环境的沉浸感，地面上有互动的冰面，观众在碎裂的冰块上活动，水中不时有白鲸游过。观众还可以在探险区使用互动工具，在冰雪深处寻找北极动物的存在。

Moment Factory团队的数字展览用丰富的数字体验项目，从孩童的角度，为目标用户设计沉浸互动项目，既激发了用户的学习兴趣，又满足了儿童对娱乐的需求。

不管是《Hidden Stories》装置，还是极地数字体验展览，都说明了人工智能技术介入下，设计师们更加重视，也能够便利地了解用户的想法和偏好，从而改进设计方法。

三、人工智能对设计对象的影响

在现代技术的影响下，设计对象呈现出数字化趋势。根据设计目的不同，设计活动被划分为视觉传达设计、产品设计、环境设计三大类型，在第三大类型之下，按照设计对象的不同，又进行了细化分类，如字体设计、标志设计、包装设计、工业设计、室内设计等。人工智能技术的应用，让原本设计对象的划分，在二维平面设计、三维立体设计的基础上，增加了四维设计，包括了现在常见的游戏设计、动画设计、人机界面设计等。

（一）从现实走向数字化

在传统手工艺设计中，设计过程和设计结果都是存在于现实世界中的、可触摸的产品，后来伴随着人工智能技术发展，设计领域工具更新迭代，数字产品逐渐应用于设计过程中，设计的过程开始转向虚拟，设计师们在数字环境中进行设计活动，最终生成实际产品。现在数字工具日常化，便携式电子设备普及，越来越多的设计转向数字世界，人们在数字环境中开始设计、改进设计、展示设计，设计的对象从现实世界转向虚拟世界，设计活动逐渐走向了数字化。

人工智能时代，设计的对象转换成了计算机语言，设计师需要与多专业人员共同完成计算机语言与视觉语言的相互转化，最终利用计算机语言实现手工制作无法完成的视觉效果。人工智能所研究的7个领域：智能机器人、语言识别、模式识别、图像识别、专家系统、自然语言处理、智能搜索，都已经或是在某一阶段影响到设计的发展，也会持续推动设计的数字化进程。

多媒体软件的综合运用，便利了设计活动，弥补了传统设计活动中对于时间空间的制约，加强了设计交流。人们对于设计对象的概念扩展，体现了世界对设计的认识加强，对于设计活动的分类细化。

（二）互动装置

日本新媒体艺术团队TeamLab就是以现代信息技术为基础，以日本传统文化为内涵，将文化符号化，不断创造出具有鲜明地域特征和强烈时代特征的设计作品。TeamLab团队作品呈现出数字化特征，其设计的过程及设计作品呈现方式都是数字化的。

以TeamLab团队2021年创作的互动装置《Walk Walk Home》为例（见图6）。该作品是在新冠疫情大流行背景下设计的，作品借助人工智能技术，突破了时空限制，邀请全球隔离在家的人们参与进来。参与者们可以在网站下载角色图片并进行填色，上传到网络，被上传的角色就会自动加入到整个作品中，与其他人绘制的角色一起行走在东京银座456的地下室中。《Walk Walk Home》作品是由程序设定，作品也是由互动投影的形式呈现，当观众试图触摸这些角色时，角色会作出相应的反应，可能是停下来，也可能是变换动作。TeamLab用这个互动作品提醒世人们：虽然隔离在家，但你们并不孤独，我们一同行走在路上。

以信息技术和互动投影技术为基础，TeamLab团队做了许多设计的尝试，例如未来游乐园系列、花与人系列，积极探索人与人、人与自然的关系。

（三）信息技术实践

《图像秘境》（见图7）是信息技术小组的实践作品，是应用人工智能技术的新媒体设计作品，设计团队使用cycle GAN人工智能（AI）图像生成技术进行实验与应用，使用计算机语言和设计表现来探索面部生成系统的价值意义。《图像秘境》能够通过样本学习年轻人和老人的面部特征和图像风格，其中的一个有趣功能是，此技术经由不断地学习，可以达到使受试者回望或是预见自己一生的面容，甚至预测下一代的长相。在该项目中，设计的对象则为前端的展示界面，通过使用方法和技巧完成在数字环境中的设计活动，以便完成计算机运行环境与人类行为的沟通，顺利推进用户的体验流程。《图像秘境》也是基于信息技术，利用技术来进行有关于人类、社会、未来的实践与思考。

与传统的实验性设计活动不同，人工智能技术下的设计呈现出极强的可复制性，基于相同的计算机语言，设计活动可以轻易复制到其他的设备中，实现空间的转换。这就要求在人工智能時代，设计师应当以现代信息技术为基础，以文化为内涵，将文化符号化，不断创造出具有鲜明地域特征和强烈时代特征的设计作品。

四、人工智能对设计表现的影响

当代设计活动的设计表现形式更加丰富，在部分设计中，表现形式具有随机性特征。

设计表现指的是设计师通过一定的可视化效果来表现产品的内在含义和创意的过程，设计表现是使用设计语言将创意概念进行视觉化呈现，包括造型表现、色彩表现、功能表现、材质表现等形式。设计活动离不开设计表现，它通过设计表现来完成信息的传递，在设计活动的相关者，即设计师、生产者、消费者中间用视觉化方式传递有关产品的信息，如尺寸、比例、造型、结构、色彩、材质等。

（一）设计表现形式多样

人工智能技术对设计表现的影响是全方面的，主要体现在能够丰富表现的形式，改变了设计师的参与方式，使设计表现更加标准化、细节化，增强产品信息在不同角色之间的传达。技术应用之后，许多设计师开始进行计算机生成艺术尝试，以往的设计表现都由设计师把控，最终呈现效果是设计师预设好的，在计算机生成艺术中，设计师只对作品做方向上的把控，设定作品参数，但是具体作品呈现出怎样的效果，在结果出来之前，没有人能够知道。往往在色彩、具体造型等方面，设计表现呈现出无法被完全掌控的状态。

传统的设计表现形式，使用如产品草图、产品效果图以及产品三视图等承载产品的具体信息，在技术介入后，设计师可以使用更加便捷的工具进行设计展示。

以环境艺术设计专业为例，过去的设计表现主要包括草图、效果图、标准施工图等，现在的设计师利用现代信息技术，可以对建筑进行模型展示或者AR展示，能够更加详实地将信息传达给生产者及消费者。

（二）设计表现随机性

《time++》（见图8）是新媒体设计师郭锐文的设计作品，是一个结合了计算机生成艺术与报时功能的公共艺术装置。设计师用现代技术创新了设计表现形式，用计算机随机生成图形进行设计表达，用来探索作为物体运动与能量传递描述符号的时间的表达形式。在这个生成系统中，以“秒”为单位，每秒钟都会有新的生成图形加入到展示里面中，由计算机系统来控制“秒粒子”的生成和排列，并以群集方式显现出当前的分钟与小时，以此来完成信息的传递，由于具体的生成图形都是由计算机进行控制，所以整个作品中几乎不会出现相同的元素，与此同时，设计表现也脱离了设计师的完全掌控，呈现出一定的随机性。

（三）设计表现可视化

智能交通小组的实验作品《光途》（见图9）同样是运用了新的设计表现形式，探索了信息技术运用于交通规范的可能性。小组选取了引导行人安全行走的交通空间一斑马线作为设计对象，通过对斑马线的智能改造，期望建立一座“快行”与“慢行”并存的城市。小组通过对斑马线的视觉设计，引导并激发市民遵守交通法规的自觉意识，团队在斑马线的设计中加入电压材料，当行人通过时，材料会产生机械变化，将人们的行走、踩踏、跳跃等产生的机械能直接转化成电能，将行人信息转为可视化的灯光表现，同时收集行人数量以及道路行车情况信息，用于增强道路的通行能力。《光途》是当前技术下，关于设计表现的一种探索。

设计表现形式的增加降低了信息传达过程中的风险，同时也考验着设计师的专业技能和创造能力。设计师如何利用已有的设计知识，使用人工智能技术去探索更多设计表现的可能性，是值得思考的问题。

结语

现在“AI+”概念极其火热，涉及到军事航空、智慧城市、智能政务、智慧家居、智能交通等多个领域。人工智能技术同样在医疗领域发挥着作用，有服务型机器人、辅助医生治疗的医疗型机器人以及用于药物研发的智能机器人。大数据的发展推动了精准医疗的实现，AI技术可以帮助医生快速诊断，并且根据个体基因情况实现差异化治疗，改善治疗效果。深度学习技术及智慧机器人的应用有利于缓解医疗领域人力资源的紧张现状，改善医患关系。无人驾驶技术也已经趋于成熟，苏州的无人驾驶公交已经上线运营，百度公司在北京开放了自动驾驶出租车服务。人工智能技术在切实地深入及改变着人类的生活，可以预见，在人工智能技术改变着人类生活方式的过程中，设计不仅会得到进一步的发展，还会作为其中的润滑剂，调和着技术适用与人类情绪。

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