淺析人工智能對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的影響

龔雨佳 姜虹

關(guān)鍵詞：AI智能;工業(yè)設(shè)計(jì);影響

人工智能是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、語(yǔ)言學(xué)和心理學(xué)等一個(gè)綜合性很高的學(xué)科，同樣，工業(yè)設(shè)計(jì)也是一門(mén)交叉性的學(xué)科，設(shè)計(jì)對(duì)象為人造物，強(qiáng)調(diào)“創(chuàng)新的解決問(wèn)題”，將強(qiáng)大的人工智能技術(shù)運(yùn)用到工業(yè)設(shè)計(jì)中，不僅能開(kāi)發(fā)更高效的設(shè)計(jì)流程并引導(dǎo)設(shè)計(jì)師、設(shè)計(jì)行業(yè)或設(shè)計(jì)教育的轉(zhuǎn)變，還能在人們普遍注重效率、體驗(yàn)與情感的當(dāng)下，為大眾創(chuàng)造一種全新的生活方式并促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

1人工智能概述

人工智能，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具備的，可以履行原本只有依靠人類(lèi)智慧才能完成復(fù)雜任務(wù)的能力。它是使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)從“smart”向“intelligent”的轉(zhuǎn)變，它可以像人一樣合理的思考并合理的行動(dòng)。它誕生于信息技術(shù)革命以后的信息時(shí)代，試圖通過(guò)對(duì)智能進(jìn)行解析，從而探尋智能的本質(zhì)。在人工智能的研究過(guò)程中，人們始終在試圖生產(chǎn)一種智能機(jī)器，能夠像人一樣對(duì)外界的各種刺激做出回應(yīng)。最終，通過(guò)科學(xué)研究使得智能機(jī)器能夠模擬人類(lèi)智能，預(yù)期的研究成果主要包括計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)智能的原理、制造類(lèi)似于人腦的計(jì)算機(jī)等。

1.1人工智能的發(fā)展

1956年美國(guó)達(dá)特茅斯大學(xué)中召開(kāi)的達(dá)特茅斯會(huì)議中首次提出了“人工智能”這一術(shù)語(yǔ)，此次會(huì)議在歷史上被認(rèn)為是人工智能真正的誕生。之后，其發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)時(shí)期，具體如表1。

1.2人工智能的重要分支

人工智能研究已進(jìn)入蓬勃發(fā)展的階段，人工智能技術(shù)為企業(yè)帶來(lái)了極大機(jī)遇，同時(shí)對(duì)社會(huì)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)、商業(yè)模式創(chuàng)新和生活方式轉(zhuǎn)變產(chǎn)生重要影響。按照應(yīng)用場(chǎng)景，可分為以下3個(gè)重要分支。

1.2.1機(jī)器學(xué)習(xí)

當(dāng)面對(duì)大量的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行深度數(shù)據(jù)挖掘、明晰數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系時(shí)，通常采用的方法是人工智能的一個(gè)重要分支——機(jī)器學(xué)習(xí)。機(jī)器學(xué)習(xí)是研究如何使用計(jì)算機(jī)模擬或?qū)崿F(xiàn)人類(lèi)學(xué)習(xí)活動(dòng)的方法，按照學(xué)習(xí)方法可分為決策樹(shù)學(xué)習(xí)、知識(shí)學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、競(jìng)爭(zhēng)學(xué)習(xí)和概率學(xué)習(xí)等。深度學(xué)習(xí)技術(shù)正是結(jié)合了多層人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和卷積計(jì)算的一種學(xué)習(xí)算法。

1.2.2專(zhuān)家系統(tǒng)

專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)處理和問(wèn)題求解一般使用專(zhuān)家系統(tǒng)，它將探討一般問(wèn)題的思維方法轉(zhuǎn)變?yōu)檫\(yùn)用專(zhuān)門(mén)知識(shí)求解專(zhuān)門(mén)問(wèn)題。專(zhuān)家系統(tǒng)一般由知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)組成，通過(guò)知識(shí)標(biāo)識(shí)、獲取、存儲(chǔ)等操作完成知識(shí)庫(kù)的建立，再利用推理機(jī)進(jìn)行機(jī)器推理或模糊推理等操作，進(jìn)而得到基于知識(shí)的推理結(jié)果。目前的專(zhuān)家系統(tǒng)正逐漸與其他學(xué)科融合，出現(xiàn)了基于框架、案例、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及Web等多種專(zhuān)家系統(tǒng)模型，正成為人類(lèi)進(jìn)行智能管理與決策的重要工具和手段。產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)模型便是一種專(zhuān)家系統(tǒng)。

1.2.3人機(jī)交互

人機(jī)交互是人工智能的另一技術(shù)熱點(diǎn)，主要實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能化，確保機(jī)器和人類(lèi)交互的順暢。人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)需應(yīng)用機(jī)器人學(xué)和模式識(shí)別等技術(shù)。機(jī)器人學(xué)主要研究如何使機(jī)械模擬人的行為，而模式識(shí)別是指讓計(jì)算機(jī)系統(tǒng)模擬人類(lèi)通過(guò)感官獲取的對(duì)外界的各種感知能力。目前的人機(jī)交互形式包括通過(guò)實(shí)物、觸控屏幕、虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行交互及多種交互方式綜合的多通道交互等。其技術(shù)實(shí)現(xiàn)不僅依靠硬件提升，還涉及語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)、眼動(dòng)跟蹤技術(shù)以及3D交互技術(shù)等。

2工業(yè)設(shè)計(jì)的概念

工業(yè)設(shè)計(jì)（Industrial Design）與其他交叉學(xué)科相同，很難用統(tǒng)一描述對(duì)其定義。1980年，當(dāng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)正大力發(fā)展時(shí)，工業(yè)設(shè)計(jì)的對(duì)象幾乎全為工業(yè)產(chǎn)品，國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（ICSID）對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)做出定義：就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練、技術(shù)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、視覺(jué)及心理感受，而賦予產(chǎn)品材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工、裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格。隨著進(jìn)入21世紀(jì)，互聯(lián)網(wǎng)與人工智能等科技的發(fā)展以及社會(huì)問(wèn)題的轉(zhuǎn)變，該組織于2015年10月對(duì)（工業(yè)）設(shè)計(jì)的定義更新為：（工業(yè)）設(shè)計(jì)旨在引導(dǎo)創(chuàng)新、促進(jìn)商業(yè)成功及提高生活質(zhì)量，是一種將策略性解決問(wèn)題的過(guò)程應(yīng)用于產(chǎn)品、系統(tǒng)、服務(wù)及體驗(yàn)的設(shè)計(jì)活動(dòng)。在此定義中，強(qiáng)調(diào)了工業(yè)設(shè)計(jì)提供的創(chuàng)造性決策帶來(lái)的效果，而不限制其方案的載體。這足以體現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)科綜合性。對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生和從業(yè)者而言，設(shè)計(jì)對(duì)象是產(chǎn)品本身或以產(chǎn)品為基礎(chǔ)的服務(wù)系統(tǒng)，因此文中工業(yè)設(shè)計(jì)特指狹義的工業(yè)設(shè)計(jì)，即產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

3人工智能技術(shù)對(duì)工業(yè)沒(méi)計(jì)的影響體現(xiàn)

人工智能技術(shù)已滲入人類(lèi)生活及工作多個(gè)領(lǐng)域，就工業(yè)設(shè)計(jì)而言，其內(nèi)容、方法、重點(diǎn)以及結(jié)果也會(huì)受人工智能技術(shù)的影響，進(jìn)而調(diào)整或轉(zhuǎn)變。人工智能對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的影響可以歸納到個(gè)體、行業(yè)以及社會(huì)三個(gè)層面。

3.1導(dǎo)致工業(yè)設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)變

在個(gè)體層面，人工智能技術(shù)一定程度上導(dǎo)致了工業(yè)設(shè)計(jì)方法和思維的轉(zhuǎn)變。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，設(shè)計(jì)呈現(xiàn)不再完全依賴手繪草圖，而是開(kāi)始合理運(yùn)用三類(lèi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。一類(lèi)是輔助表現(xiàn)類(lèi)，即設(shè)計(jì)師運(yùn)用PS、C4D等軟件輔助表達(dá)想法，既提高效率又增強(qiáng)表現(xiàn)。此階段人工智能未參與，機(jī)器僅是執(zhí)行者，設(shè)計(jì)主體為設(shè)計(jì)師;二是輔助決策類(lèi)，即基于知識(shí)推理或遺傳算法的概念生成和方案評(píng)價(jià)專(zhuān)家系統(tǒng)等，幫助設(shè)計(jì)師擺脫經(jīng)驗(yàn)限制和固有印象，生成用戶模型或配色方案等。此時(shí)設(shè)計(jì)師開(kāi)始與人工智能通力合作;三是自主設(shè)計(jì)類(lèi)，雖然目前在產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域未有成熟自主設(shè)計(jì)平臺(tái)，但就平面設(shè)計(jì)而言，阿里巴巴的“鹿班”，在2017年雙十一，設(shè)計(jì)總量高達(dá)4億，每秒完成8000張網(wǎng)頁(yè)banner設(shè)計(jì)，人類(lèi)美編設(shè)計(jì)完成同樣工作量需連續(xù)工作173天。且購(gòu)物者并未察覺(jué)區(qū)別，在此種環(huán)境下，設(shè)計(jì)師與人工智能逐漸轉(zhuǎn)為競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。因此設(shè)計(jì)師需有敏銳的觀察力并進(jìn)行充分思維碰撞以尋求創(chuàng)意解決方案。此外，如何結(jié)合人工智能與設(shè)計(jì)師優(yōu)勢(shì)以改良或創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維范式，也是當(dāng)前較熱點(diǎn)的研究方向。

3.2拓寬工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展維度

在行業(yè)層面，人工智能擴(kuò)展了交互設(shè)計(jì)的視野與維度。新興的人機(jī)交互設(shè)計(jì)分支，拓寬了工業(yè)設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展維度。一方面交互設(shè)計(jì)的興起，為從業(yè)者提供了一條前景較好的互聯(lián)網(wǎng)就業(yè)渠道;另一方面，越來(lái)越多功能性產(chǎn)品以智能可交互形式出現(xiàn)，定位中高端市場(chǎng)。而傳統(tǒng)實(shí)體產(chǎn)品設(shè)計(jì)遭遇一些困境，顧客的追求不再局限于造型，而是整個(gè)服務(wù)過(guò)程的體驗(yàn)，因此，在當(dāng)今時(shí)代，單純的設(shè)計(jì)力量是單薄的，對(duì)于設(shè)計(jì)部門(mén)而言，與開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)等部門(mén)的合作顯得尤為重要。

3.3人工智能與工業(yè)設(shè)計(jì)共同打造新生活

在社會(huì)層面，人工智能的技術(shù)與工業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新思維持續(xù)創(chuàng)造著新的生活方式。城市的智能交通管理系統(tǒng)、農(nóng)村的新型智能農(nóng)業(yè)機(jī)械、公司中的智能掃地機(jī)器人、學(xué)校中的包裹收件系統(tǒng)、家中的智能互聯(lián)家居、社區(qū)的智能交互播報(bào)屏等無(wú)不傳遞著智能時(shí)代的便利。同時(shí)，這類(lèi)產(chǎn)品或系統(tǒng)也與工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)。人工智能技術(shù)為產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)提供支撐，工業(yè)設(shè)計(jì)方法為產(chǎn)品的孵化創(chuàng)造路徑。設(shè)計(jì)者要以一種整合、可持續(xù)、發(fā)展的思維，借人工智能技術(shù)之利去實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，要用敏銳之眼和博愛(ài)之心，關(guān)注社會(huì)弱勢(shì)群體，改善社會(huì)問(wèn)題，傳遞設(shè)計(jì)價(jià)值。

4結(jié)語(yǔ)

不論是人工智能技術(shù)本身還是人工智能輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)，都給工業(yè)設(shè)計(jì)帶來(lái)了積極影響，能協(xié)助設(shè)計(jì)者更高效表達(dá)創(chuàng)意構(gòu)想、開(kāi)發(fā)并測(cè)試產(chǎn)品，但其便利性與高效性可能會(huì)讓少數(shù)設(shè)計(jì)者模糊自身定位。工業(yè)設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)新構(gòu)想，而人工智能的本質(zhì)是技術(shù)實(shí)現(xiàn)。在人工智能技術(shù)持續(xù)發(fā)展的當(dāng)下，設(shè)計(jì)師需要調(diào)整和完善自我的創(chuàng)意思維水平，同時(shí)設(shè)計(jì)教育也應(yīng)及時(shí)調(diào)整，以培養(yǎng)出適應(yīng)未來(lái)需要的設(shè)計(jì)人才。未來(lái)，工業(yè)設(shè)計(jì)師、工業(yè)設(shè)計(jì)教育將與人工智能共同進(jìn)化，使社會(huì)的未來(lái)有更多可能。