李杰 李叶
袁翔,博士,副教授,美国辛辛那提大学DA AP学院访问学者,湖南大学设计艺术学院副院长。袁翔主要负责学院本科教学工作,是学院“新工科”、“新文科”专业改革与实践项目的核心成员,多次参与工业设计专业培养方案的修订,关注设计专业课程教学、教材新形态研究,提出基于“学生创造内容”的课程教学改革策略,建设“图钉墙”设计专业课程数据平台(https://pinwall.cn),收录了2015年以來湖南大学近900个工业设计课程的成果数据,开发了课程数据看板工具,推动数据驱动的课程教学改革。相关教学成果获国家级教学成果一等奖1项(排名第4),湖南省教学成果特等奖1项、一等奖4项,并获得湖南大学“我心中最敬爱的老师”,湖南大学优秀教师等称号。
《设计》袁翔
《设计》:请您简单介绍一下湖南大学设计艺术学院的基本情况及学院在工业设计专业领域内教学特色。
袁翔:湖南大学设计艺术学院始创于1977年,是国内首批设立工业设计专业的设计院校之一,也是目前教育部高等学校工业设计专业教学指导分委员会的主任单位。学院成立之初主要立足于工业设计专业,发展到今天在本科层面仍只有工业设计一个专业,但研究生层面拥有设计学、艺术硕士两个硕士点以及设计学博士点,此外还设立了设计学博士后流动站。总的来说,相较于其他设计院校,湖南大学设计艺术学院是一个以工业设计为基础的,具有“全链路”设计人才培养体系的学院。
学院目前拥有专任教师50余人,师资规模并不大,平均每年本科及研究生的招生规模各100人左右。不过,学院拥有一支具有跨学科特色的高水平教学团队。教学团队带头人何人可教授与季铁教授分别为第7届、第8届国务院学位委员会设计学科评议组成员,同时他们也分别担任工业设计专业教指委的主任委员与秘书长。教学团队的成员主要来自设计、计算机、电子、机械等不同的学科专业,其中国家级高层次人才5人,省部级高层次人才10人,80%的教师拥有国际一流设计院校访问留学经历或博士学位,70%的教师拥有高级职称。在国内的工业设计专业院校中,实力是比较强劲的。
作为教指委主任单位,湖南大学在工业设计专业教学方面一直都比较创新和超前。学院曾于1993及2018年两次获得国家级教学成果一等奖,这与我们对专业教学的持续改革和探索密切相关。在近期教育部的“新工科”、“新文科”专业改革与实践项目中,学院以“培养新时代经世致用的设计领军人才”为目标,推出了新的人才培养方案。新方案非常强调设计的跨学科整合,并且围绕工业设计密切相关的几个产业方向设置了6大课程教学模块,分别是智能装备、智慧出行、智慧健康、数据智能与服务设计、可持续与生态设计以及数字文化创新。虽然学院只有工业设计一个本科专业,但这6大模块将为学生的专业发展提供更多元的选择。
《设计》:学院工业设计学科的发展优势是什么?存在哪些方面的劣势?
袁翔:优势主要有以下几点:首先,学院在工业设计方面有非常好的学科基础。我们的老先生、老前辈们在工业设计教育方面作出了卓越的成就,确立了湖南大学工业设计在高校中的地位,让学院拥有了一个比较高的起点,能够以更加前瞻的视角来思考工业设计的学科发展。在近期国务院学位委员会下发的《博士、硕士学位授予和人才培养学科专业目录(征求意见稿)》中,设计学被列入交叉学科。从这一点上看,湖南大学的综合院校背景也将为工业设计与其他学科的交叉融合提供更加有利的发展空间。
其次,学院对自身的工业设计学科发展有非常明确的目标定位。在以大数据、人工智能、新能源、新材料为代表的新一轮产业革命的冲击下,工业设计作为一个交叉学科,其问题场景、知识体系、流程方法、理论工具都将发生巨大的变化。所以,学院选择从国家战略、地区经济以及行业发展的角度来思考工业设计与其他学科的交叉融合方式,然后基于湖南大学自身的优势来精准规划学科发展路径以及人才培养目标。
最后,学院的师资团队具有很强的组织凝聚力。这种凝聚力来自学院的“师傅”文化。我们这里一般称呼学院的老先生、老前辈们为“师傅”,一方面是他们几乎毫无保留地给予年轻人各种专业指导和帮助,另一方面是他们的远见为学院的学科发展提供了重要的方向指引。因此,尽管老师们可能来自不同高校的不同学科专业,但大家仍然能够在“师傅”的号召下凝聚在一起,形成一支综合能力很强的队伍。
虽然学院的学科建设基础不错,但未来也将面临不小的挑战。从目前来看,工业设计正在走向一条跨学科交叉融合的发展道路。因此,设计院校必须充分融合其他学科,整合高校、企业和社会的优势资源,持续扩大工业设计的产业影响力和社会价值,才能真正走在前面。对于这一目标,我们仍在努力。
《设计》:学院工业设计专业与其他学科的交叉与协同体现在哪些方面?
袁翔:课程方面,学院致力于推进传统设计课程的“新工科”改革。一方面,增开了《数据科学导论》、《智能设计方法》等一批新工科课程;另一方面,在设计专业课程中越来越强调数据采集与处理、人工智能、物联网等相关知识的整合应用。比如老师会教学生利用开源硬件和传感器来构建高度互动的设计原型,或者通过三维扫描技术采集设计所需的人体测量数据以及造型纹理数据,还会教学生利用设计大数据训练机器学习模型自动生成设计方案。我们认为,这些技术、方法和知识将成为未来工业设计师核心能力的重要组成部分。
师资方面,学院先后引进了8名计算机、电子、机械等工程学科背景的全职教授参与教学科研工作。前面提到学院设置了6大模块,其实每个模块的背后都有一支队伍。学院以模块为单位,将工科背景的老师与设计背景的老师混编为6个教学团队,让不同学科背景的老师同台授课,共同申报、参与科研项目,努力推动工业设计与其他学科的交叉融合。
《设计》:产学研结合方面有怎样的属地特色?毕业设计如何与学院的办学特色相结合?
袁翔:湖南是文化资源大省,长沙也是联合国媒体艺术之都,学院具有属地特色的一个学科方向是“数字文化创新”。科研层面,学院建设了“数字文化创意与智能设计技术文化和旅游部重点实验室”,以“数据-工具-平台”为路径,打造面向文化产业和旅游业发展的数字文化创意与智能设计关键共性技术平台,整合湖南大学国家超级计算长沙中心、岳麓书院等优势资源,促进科技与文化的融合发展,服务国家重大文化建设战略需求。教学层面,学院设立了“数字文化创新”模块,重点围绕文化内容挖掘、文化数据采集、分析以及设计转化等问题展开课程教学,并且每年都发布相关的毕业设计课题。产业方面,学院与地方政府及企业合作共建了“中意设计创新中心”、“武陵山非遗文创中心”等实习实训平台基地,重点开展“文创公益·精准扶贫”工作,推动地方文化和产业平衡发展,相关项目连续两年入选教育部直属高校精准扶贫精准脱贫十大典型项目。
学院另一个具有属地特色的学科方向是“智能装备”。装备制造业是湖南的优势产业,学院跟省内的三一重工、中联重科、中车株机等企业一直保持着长期合作关系,与三一集团共建了“智能工程装备工业设计研究生培养实践基地”,并且每年都以项目合作为基础发布毕业设计课题。湖南省在十四五规划中提出了“三高四新”战略,要求推动先进制造业和现代服务业、新一代信息技术深度融合,加快产业数字化、智能化转型。针对这一点,学院专门组建了跨学科的“智能装备”模块团队,以“三高四新”战略为指引,围绕打造全球领先的先进制造业工业设计创新高地,打造促进中部崛起的工业设计创新引擎,以及打造开放融合与众智创新的工业设计创新生态3大目标,重点开展工程机械、智能制造、航空航天等领域的设计研究。
《设计》:今年毕业设计的大主题是什么?希望给学生和社会带来什么样的思考?毕业设计线上展示和线下展示的对毕业设计成果的要求有何侧重?是否有助于设计成果渗入社会层面?
袁翔:湖南大学的人才培养哲学是“经世致用”,因此学院毕业设计的选题通常要求与科研、生产中的实际问题挂钩,设计主题主要根据前面提到的6个模块方向来确定。目前大部分选题来自老师的科研课题、企业合作项目以及学生实习期间的企业项目,也有少部分选题是对接老师的预研项目或设计竞赛。目的是让学生在毕业设计过程中思考、解决最真实的设计问题,并充分运用专业知识为企业和社会创造价值。
学院对毕业设计成果的交付有一套明确的标准。如果输出内容是产品造型,那么必须交付实物模型;如果输出内容是交互装置或软件系统,那么必须交付可运行的工程代码。启动“新工科”专业改革以来,越来越多的选题对这两方面同时提出了要求,所以同学们的压力也越来越大。毕业设计的线下展览比较侧重实物模型的展示以及原型系统的交互演示,同学们必须确保他们的作品处于最佳演示状态,因为老师随时会在展览现场体验并打分。线上展览主要依托学院自主开发的“图钉墙”(pinwall.cn)系统。“图钉墙”是一个课程成果数据的存档系统,所以线上展览更侧重于收集和展示毕业设计过程性档案,包括各种调研资料、设计图稿和演示视频等。
《设计》:学生在毕业设计过程中表现出哪些问题?对教学、科研和产业提出哪些要求?如何看待毕业设计未来的改革需求?
袁翔:首先一个问题是毕业设计选题。学院要求选题能够跟科研及生产中的实际问题结合,但合适的企业选题总是非常稀缺。这里有一个匹配度的问题,因为企业的生产需求与高校的毕业设计之间往往存在不小的差距。企业需要高完成度的设计方案,而毕业设计的時间、成本以及学生的工程能力很可能是不匹配的。所以在教学和生产之间,还需要一个中间层来衔接。我们去年成立了泉州湖南大学工业设计与机器智能创新研究院,也是希望能借道研究院体制将广泛的企业需求与我们的教学有机地对接起来,但目前才刚刚起步,希望能够尽快探索出一条可复制的道路。
另一个问题是时间。毕业设计是大学四年最复杂的一个设计项目,也是对学生要求最高的一个设计项目。尽管教学安排上会为毕业设计留出整整一个学期,但面对生产中的实际问题,要满足交付标准,仍然需要花费大量时间。需求的沟通、成本的控制、技术方案与制造工艺的调整等,为整个周期带来了各种不确定性。因此,学院也在不断尝试改革毕业设计的流程和节点。比如将毕业设计提前到第7学期,在特定的课程中进行热身性的前期设计,或者将毕业设计分解成多个小的交付阶段等。
《设计》:您认为学生们在设计中应该如何协调国际化和本土化?如何树立起基于文化自信的设计自信?
袁翔:我认为国际化与本土化不是对立关系,而是相辅相成、融合统一的关系。早几年强调国际化,其实需要思考其内在逻辑。当时我国受益于全球化进程,经济迎来了几十年的飞速发展,科技和制造业也得到了很好的提升。在一个出口导向的外向型经济模式下,工业设计自然会更多地注重与国际接轨,而这个接轨的过程同时也为我国工业设计及相关专业创造了发展空间。
现在中国迎来了一个以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局,这其实为我国工业设计带来了新的发展机遇。因为我们会更多地将目光转向自己,思考我们自己的需求、场景、历史与文化,这意味着大量前所未有的概念灵感、产品服务以及创新业态即将涌现出来,为我们的工业设计开辟更广阔的发展空间。目前我国越来越多的自主品牌在国际知名设计大赛中斩获大奖,就是一个本土化与国际化融合统一的很好证明。我始终相信,只有将目光转向自己来思考设计时,才能真正实现从“Made in China”到“Designed inChina”的转变。
“G-TOR”自平衡乘驾机器人
“G-tor”是一款两轮自平衡乘驾机器人,为上班族和学生族的日常出行活动而设计。
“G-tor”根据上班族和学生族出行速度以及出行目标的不同划分为三种不同的出行模式:效率出行模式,休闲观光模式,智能体跟随模式;以期打造包容、自主、便利的使用体验。
效率出行模式针对于日常上班、上学等追求效率的场景,平衡车驾驶时把手从支架侧展开,支持驾驶员手动驾驶以快速到达目的地;休闲观光模式聚焦于旅行出游,步行街观光等场景,支持把手折叠,乘客衡向而坐的自动驾驶模式,满足休闲和轻松的出行体验;智能体跟随模式适用于非驾驶任务导向的出行场景,一般存在于下班/放学后较为轻松的出行空隙,在解决临时的停放管理问题以保障便利性的同时,以跟随者的姿态跟随行驶,为学生和上班族让渡社交空间和休闲娱乐空间。
“G-tor”作为一款服务型智能体产品,在符号化的智能体产品形象构建同时建立拟人化的智能体交互系统,构建陪伴化、成长型的新型人车关系。
院校:湖南大学设计艺术学院
设计者:郭昊闻
指导老师:赵丹华
指导老师评语:郭昊闻同学毕业设计选题来自高校自研课题自平衡技术场景拓展与产品开发项目,探讨了在智能化、电气化的交通系统大背景下,交通工具的新发展新变革,对于智慧出行领域的设计实践具有一定的实践意义。
偏瘫儿童上肢康复辅具臂设计
本设计课题面向因上肢健全但单侧上肢功能受损而出现习得性废用症状的偏瘫儿童。结合优势互补的两个临床作业疗法理论基础:HA BIT(hand-arm bimanual intensive training 手臂双侧徒手强化训练)与CIMT(constrained inducedmovement therapy 限制健侧诱导患侧),以音乐游戏和榫卯拼接玩具为载体,通过参数化建模优化辅具设计,在更好地实现两个办法的同时为二者结合建立桥梁。
设计主要内容是让7~11岁的偏瘫儿童通过双手拼接榫卯结构的乐器后,儿童佩戴限制器与色彩感应器单手进行简化版弦类、鼓类,以及指挥三个模式的音乐游戏互动,通过进行敲打、挥动、拉动等的交互动作从而达到手指,手腕、手肘、手臂、肩膀的综合训练的目的。不同乐器、乐器的不同部位均使用了不同的榫卯结构,包括“企口榫”“燕尾榫”“格肩榫”等,在锻炼孩子手指关节的精细动作的同时帮助孩子了解中国文化,让偏瘫儿童拥有系统性更强、自主性更高、趣味性更浓的康复体验。
院校:湖南大学设计艺术学院
设计者:韦佳伶
指导老师:欧静
指导老师评语:设计试图通过多感官融合的数字化方式辅助偏瘫儿童在医院、家庭等多场景中进行系统性康复训练及管理。通过传统榫卯结构的乐器拼接让孩子得到双手精细训练,同时了解中国文化;参数化手部定位器的佩戴提升训练中的舒适性和美感;交互式乐器演奏在训练同时形成创意图形,增强训练趣味性和可持续性。是一个把乐器演奏融入康复训练的智慧健康典型设计案例。
“中国风格”门窗的生成式设计
面对传统门窗元素空泛化和“中国风格”门窗定制化方法陈旧的问题,分别以中国传统格扇门窗的几何格心纹样和具象木雕纹样为研究对象,深入研究其演化逻辑、形制构成、使用场景和文化寓意,结合现代形式工艺进行家居门产品的参数化定义与智能生成,最终部署到web平台实现在线设计,为门窗设计师提供了既有文化依据又快捷高效的设计方式。
其中几何纹样采用参数化的方法进行数字化生成,通过这个设计,门窗设计师可以轻松地在网页上调节参数(如长、宽、纹栏大小、纹样密度等),生成中国风格门板,并利用AR技术实时查看生成结果,体验新的门窗定制流程;而具象纹样以鸟类图案为切入点,运用图形内插技术(Shape Interpolation),智能生成一个鸟类姿态库,为设计师在创作时提供匹配的适图参考。
院校:湖南大学设计艺术学院
设计者:李昊 张力扬
指导老师:季铁
指导老师评语:李昊同学和张力扬同学的本科毕业作品,关注传统文化符号的表达和应用,在研究传统门窗纹样构成、场景、情感表达的基础上,对典型的几何纹样和具象纹样进行了智能生成并部署至在线设计平台,帮助设计师了解传统门窗元素的文化依据,并在设计“中国风格”门窗时可以快速地进行生成和迭代。这个作品对“中国风格”门窗在现代空间中的设计进行了探讨,具有一定的创新性。
“度若飞”急速激光定位系统
在我国,每12秒钟发生一起脑卒中,每21秒就有一人死于脑卒中,且呈持续上升趋势。脑卒中是我国居民致死、致残的第一大原因。符合国情的颅脑医疗技术突破对于实现健康中国的战略目标意义重大。“度若飞”颅脑激光定位系统是基于立体几何原理,采用全新的非接触式立体定位理念及同轴激光投射技术的自主研发专利產品,综合优势明显,为各级医院普及颅脑精准定位这一难题,提供了易推广、可标化、可质控的中国原创解决方案。使用方法是将患者CT数据输入小程序得到患者头部基准面数据,通过激光模块精准还原患者CT数据,从而实现对患者头部任意预定靶点的可靠定位及定向,结合导向器模拟出预期手术的切入坐标、角度、深度等数据信息辅助穿刺手术顺利完成。
院校:湖南大学设计艺术学院
设计者:张瀚文
指导老师:刘梦非
指导老师评语:该毕业设计在“度若飞”第一代功能原型的基础上,完成了由门型架转变为L型架的结构功能创新,简化了操作步骤,追加的激光测距模块和触屏数显系统大幅度提升了产品的易用性和可靠性,经过迭代和推敲,明确了度若飞系列产品的造型风格及特征,为产品的国际推广及应用奠定基础。
“ELEM”智慧园区能源管理系统
在当前双碳战略目标和能源结构调整大背景下,结合智慧园区能源管理的实际需求,在园区场景范围下进行的能源管理控制系统交互及可视化设计。通过卡片预约的形式,应对园区范围内人数庞大的用能行为信息管理,打通B端与C端,精准统计园区内负荷量,对B端实现园区能耗活动信息的掌控与管理,并将相关信息实时反馈给C端园区成员,以便其调整自身用能行为,促成整个园区用电曲线贴近发电曲线的整体目标。通过能源可视化与用户友好的系统界面设计,提升智慧园区管理人员的管理体验,同时构建将新型能源统筹在内的整体管理系统,以设计的角度促进园区的节能调度与节能行为。
院校:湖南大学设计艺术学院
设计者:李映璇
指导老师:张军俞
指导老师评语:李映璇同学的毕业设计选题来自学院与华为UCD体验设计部门的联合研究课题,在当前双碳战略目标和能源结构调整大背景下,结合智慧园区能源管理的实际需求,在园区场景范围下进行能源管理控制系统交互及能耗信息可视化设计,对于设计赋能城市与建筑节能领域的设计实践具有一定的实际意义。该课题后期将对园区各个用能场景的实际能耗信息进一步长期深入研究,提升设计的实际价值。
孕妇腰部外骨骼助力装备
针对孕中晚期的孕妇腰部负荷问题和身体姿态需求,设计了一款友好助力辅助柔性外骨骼。通过研究孕妇的生理特征和日常行为,进行精确的受力分析,建立关键受力节点,确定助力机理,进行构型设计。在功能实现上,利用微型电机、柔性绳索以及弹性织物提供助力,帮助孕妇减轻弯腰起身以及坐下起身的负担,同时通过合理的背带结构设计分散孕肚重量缓解腰疼及脊椎负担。在适体性设计上,采用可贴合人体曲线的软质填充材料以及可记忆材料对孕妇的腰部以及背部进行支撑,托腹部分以及腰背部部分采用柔软的网格材料,保证穿戴舒适。在设计美学上,通过恰当的CMF设计将科技感以及呵护感相结合,使用香槟粉色以及深灰色进行点缀,整体结构多使用曲线以及圆弧特征线,体现女性特质,符合女性审美。
院校:湖南大学设计艺术学院
设计者:凌静瑜
指导老师:余从刚
指导老师评语:聚焦待孕期孕妇的身体变化,运用外骨骼技术主动助力解决腰部负荷和身体姿态问题。进行了身体研究、受力分析、技术集成、功能定义,适体性设计、造型迭代,不断提出设计问题并完善设计细节。以关爱之心,全情投入,达到了预想的设计效果。
智能化趋势下的三一无人驾驶矿车设计
本次设计针对矿场恶劣条件下长期作业等需求,提出智能化的无人设备解决方案。从产品功能,外形呈现与智能界面等环节进行创新设计。输出内容主要有:实物模型、设计说明PDF及手册、视频、海报展板等。随着5G技术的成熟,工程机械的智能化、无人化、标准化成为行业发展新趋势。国内外各企业正加大力度投入到无人驾驶工程器械的开发或是升级当中。以无人驾驶的矿用自卸车为例,其在恶劣环境下拥有连续作业能力以及5G技术和物联网加持下的高效率,是传统矿用自卸车所无法比拟的。智能化的无人矿车契合国家“十四五”的制造业发展规划,符合改善矿山工人职业病现状的需求,顺应了工程装备智能无人化的趋势。本次三一智能无人矿车的创新点围绕矿车的设计出发,从功能实现、外观的创新和家族化将矿车的固有特征及智能无人装备的特征相结合,并初步探索了以无人矿车为作业单元的智能系统的组成。
院校:湖南大学设计艺术学院
设计者:杨一帆
指导老师:李辉
指导老师评语:本次结合智能无人装备的矿车设计十分具有创造性,外观做到了工程感、未来感与无人化的统一,无人自卸车在满足矿车完成作业需求的同时,为创造智能化与系统化的操作环境提供了可能,这种创新设计对于实现中国智造2035具有探索意义。