后疫情人工智能背景下設計教育的機遇和挑戰(zhàn)

曹盛盛

摘要：為了獲得后疫情人工智能背景下設計教育所面臨的機遇和挑戰(zhàn)?；趯σ咔楹笊鼨嗪徒】禉嗟膬r值觀思考，研究通過案例分析得出疫情中人工智能在治病救人、隔離居民、安全交通領域中技術優(yōu)勢。提出了在人工智能背景下，設計教育可以在醫(yī)療設備、急救設計、家庭智能產品和公共衛(wèi)生設計等方向尋找科研機遇，總結出設計教育所面臨的對設計思維改變、跨學科能力提升和設計倫理探索的挑戰(zhàn)。本研究為疫情后更有效地推動設計教育提供了借鑒。

關鍵詞：設計教育;人工智能;生命科學;機遇;挑戰(zhàn)

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A文章編號：1003-0069（2020）10-0106-04

Abstract：In order to obtain the opportunities and challenges faced by design education in the context of post-epidemic artificial intelligence，Based on thinking about the values of the right to life and health after the epidemic，the study obtainedthe technological advantages of arti?cial intelligence in the?elds of treating diseases and saving people，isolating residents，and safe transportation through case analysis.It is proposed that in the context of arti?cial intelligence，design educationcan find scientific research opportunities in the fields of medical equipment，emergency design，home smart products，and public health design.Summarize the challenges in design thinking changes，interdisciplinary improvement and designethics exploration that design education faces to.This research provides reference for more effective promotion of design education after the epidemic

Keywords：Design education Arti?cial intelligence Life sciences OpportunitiesChallenges

引言

古希臘偉大的哲學家亞里士多德在其著作《尼各馬科倫理學》中提到，“一切技術、一切規(guī)劃以及一切實踐的抉擇，都以某種善為目標”。[1]面對2020年初一場百年罕見、肆虐全球的新冠肺炎疫情，中國 政府果斷提出“人民至上、生命至上”的善的目標使得人工智能在抗疫中發(fā)揮出強大而積極的作用，人民通過有邏輯的集體行動，獲得安全而體面的生活真諦。

一、疫情后設計價值觀的再思考

（一）疫情當下：生存權即人權

當美國新聞媒體質疑中國抗疫缺乏西式自由時，曾親臨武漢考察的紐約時報科學與健康記者唐納德·麥克尼爾反駁道：“沒有生命權，談何自由權和追求幸福的權利?！辈⒔忉屩袊此茋揽恋拿钕虏煌５販y試以阻斷病源。英國學者約翰·羅斯在接受英國媒體采訪時，稱贊中國是人口基數最大，卻是疫情防控最好的國家，并認為“中國人權就是讓人活下來”。世界衛(wèi)生組織總結戰(zhàn)勝疫情的中國經驗就是“拯救生命”。“拯救生命”不僅體現了我國對人民生存權，特別是生命權和健康權基本人權的尊重，同時我國堅持“人類命運共同體”的理念，在困難時期向世界各國伸出援助之手，表達我們對世界人民生存權的關切。作為設計學科，此時應義不容辭地加入科研攻關行列，為人類守護生存權貢獻智慧。

（二）歷史教訓：生命重于一切

生命安全、生命價值至上，是文明人類生存的底線倫理與公共生活的真理。[2]縱觀人類歷史，從公元前430年發(fā)生在雅典那場因政治偏見而錯誤將寶貴時間浪費在軍事討伐上并釀成慘劇的鼠疫，到公元164年古羅馬軍隊在鎮(zhèn)壓敘利亞叛亂后帶回羅馬帝國的安東尼瘟疫;從始于公元541年的肆虐半個世紀導致東羅馬走向崩潰的查士丁尼瘟疫，到14世紀蔓延亞歐非大陸并奪走7500萬生命的黑死病;從發(fā)生于1630年因一場狂歡徹底粉碎所有醫(yī)護人員之前一切努力進而導致徹底失控的米蘭大瘟疫，到1720年因貪圖短視經濟利益而拒絕隔離致使半城居民死亡的法國馬賽大瘟疫，歷史的教訓告訴我們，面對疫情唯有將人民生命放在首位，齊心協(xié)力，專注救人才是戰(zhàn)勝病毒的法寶。經歷著這一場席卷全球的疫情，長期以提升生活質量作為主要目標的設計教育需要重新審視關于“生命與健康”的命題，面對人類遭遇越來越多的災難，“如何活下來”成為了重大課題。設計教育有責任去探索保障生活安全與健康的設計，為助力公共衛(wèi)生與公共治安發(fā)揮專業(yè)的力量。這不只關系民生安全，更是關系國家的安定與發(fā)展。

二、人工智能在戰(zhàn)“疫”中初露鋒芒

隨著科學技術發(fā)展和人類文明的推進，人們抗擊病毒和防控疫情的方式也不斷改善。無論是1619年法國醫(yī)生查爾斯·德洛姆為防止歐洲黑死病傳染而發(fā)明的“鳥嘴形”口罩，1910年，華人醫(yī)學家伍連德為阻擋中國哈爾濱“肺鼠疫”的傳播而設計的“伍氏口罩”，[3]還是19世紀中葉英國針對霍亂而形成的城市衛(wèi)生區(qū)，21世紀初美國針對埃博拉病毒設計的防護服和醫(yī)療倉，都體現了不同時期抗疫中的設計智慧。[4]而在這一場危機中，工信部發(fā)布《充分發(fā)揮人工智能賦能效用協(xié)力抗擊新型冠狀病毒感染的肺炎疫情倡議書》加快了我國人工智能的產品研發(fā)和落地的步伐，為抗疫貢獻“硬核”力量。

（一）AI成為治病救人的加速器

醫(yī)院重癥加強護理病房（ICU）是這場疫情中最繁忙、最危險的核心救治點。為了保證醫(yī)生、護士在不被感染的前提下使救治效率最大化，人工智能發(fā)揮了獨特的作用。清華大學通過多學科合作緊急研發(fā)出集成居民個人自測評估、社區(qū)疫情智能防控、智能分診、智能診斷、遠程多學科協(xié)同診療、無線生命體征監(jiān)測、隔離病房巡診機器人等八項智能技術新產品為一體的“清華COVID-19智能防控系統(tǒng)”，并及時應用到第一批病人的救治中。而京東物流自主研發(fā)的智能配送機器人為武漢多家醫(yī)院及時提供物資配送服務，保障醫(yī)院正常運行。

（二）AI成為隔離居民的定心丸

疫情期間的“居家令”讓線上買菜成為居民的主要購物方式。美團利用大數據和人工智能技術，針對客戶分布情況及氣候等因素為快遞員提供優(yōu)化路徑，同時開發(fā)如圖1無人車，實現無接觸配送和遠距離送貨，在保證避免人與人接觸的同時，解決員工不足的燃眉之急。同樣，“小度無接觸式電梯服務”借助語音識別算法和自動控制技術，實現了語音呼叫電梯按鍵;5G測溫巡邏機器人、全能消毒機器人、社區(qū)智能出入系統(tǒng)等為社區(qū)衛(wèi)生和居民健康安全提供了保障。

（三）AI成為安全交通的保衛(wèi)員

疫情期間，為了保障必要交通運輸的正常進行，AI技術在疫情監(jiān)測分析、病毒溯源、資源調配等方面發(fā)揮著重要支撐作用。曠視科技研發(fā)的人工智能測溫系統(tǒng)采用“人體識別+人像識別+紅外/可見光雙傳 感”的技術方案，支持大于3米的非接觸遠距離測溫，輔助火車站、汽車站、地鐵站、機場等高密度人員流動場景下的工作人員快速篩查疑似高溫人員。往來者無需停留或摘下防護工具，就能實現快速篩查。而廣州市的公交車則通過在前門增設終端來實現對乘客的體溫測量，記錄乘車信息和語音提示健康情況，有效提高事前預警、事中處理、事后追溯的防疫抗疫全流程效率。

不僅是中國，世界各國也紛紛求助人工智能，將相關產品投入到抗疫戰(zhàn)斗中。例如美國“藍點”（BlueDot）公司使用自然語言處理技術工具來搜尋新聞報道、公共健康數據和其他資源。意大利啟用了機器人護士，并借用無人機進行空中廣播進行重要通知。日本推出服務機器人為顧客提供非接觸式服務。韓國使用機器人來改善國際機場用戶的體驗，減少感染幾率。英國加快線上治療的推廣。而德國人在居家隔離中求助于各種智能家居來實現在家學習、工作和娛樂。

三、“生命與健康”命題下人工智能帶給設計教育的機遇

經歷了這場疫情大考驗，“生命至上”的理念深入人心，生命與健康成為社會關注的話題。同時，它也帶給設計教育新的思考。面對近些年世界范圍各種危機人類生命與健康的惡劣氣候與環(huán)境，如何在新的技術背景下，發(fā)揮設計理念、思維、方法的優(yōu)勢來推進醫(yī)療領域，急救系統(tǒng)類的產品研發(fā)與設計，為健康事業(yè)貢獻專業(yè)智慧。

（一）基于“生命權”的AI產品研發(fā)

1.??? 結合人工智能的醫(yī)療設備成為設計趨勢

重癥監(jiān)護室的AI系統(tǒng)設計。這種產品能時刻陪伴患者身邊，給他們提供細致的醫(yī)療護理，并根據其癥狀悉心調節(jié)治療方案，幫助病人盡快擺脫危險轉出重癥監(jiān)護室。美國新澤西州的自主醫(yī)療公司（Autonomous Healthcare）正致力于該系統(tǒng)開發(fā)。在洛杉磯兒童醫(yī)院，數據科學家提出的AI系統(tǒng)可讓醫(yī)生更好地了解那些病情可能會惡化的孩子，以便及時救助。

醫(yī)院服務類機器人。這類產品包括護理助手、醫(yī)用助手、導航助手、送餐助手等。護理助手可以通過與病患的語音交互，及時了解其病情，并為病人答疑解惑。醫(yī)用助手可以從事收集和分類醫(yī)用品等瑣碎工作以減輕護士的工作量，如由奧斯汀的Diligent Robotics設計的Moxi機器人，如圖2。導航助手可以實現在醫(yī)院內的鑒診導診功能，大大減輕導診護士站的壓力。送餐助手主要用于為需要隔離的患者送藥品、食物等物品，保證病人按時服藥，及時補充營養(yǎng)，如圖3。

康復類AI產品。這類產品主要服務于各種疾病的康復，幫助病人生活自理。如用AI技術為自閉癥兒童設計交流程序;幫助患中風病人用眼動追蹤技術來發(fā)送郵件，同時通過“讀心術”技術將病人想法呈現在顯示屏上，與他人進行溝通。

2.??? 彌補人類缺陷的AI急救設計亟需研發(fā)

首先是預警類AI產品。這類產品能提早發(fā)現災難的可能性并告知人們及時采取有效的應對措施。美國國家航空航天局（NASA）和美國國土安全局（DHS）共同研發(fā)的人工智能系統(tǒng)Audrey，通過消防員身上所穿戴的傳感器獲取火場位置、周圍溫度、危險化學品和危險氣體等全方面的信息，最大程度地保護消防員的安全，如圖4。

其次是救災類AI產品。這是指在災難現場環(huán)境嚴峻，如地形危險的地震區(qū)或在核泄漏后高水平輻射區(qū)域，代替人獲得現場信息或直接完成某些重要操作的機器人。日本京都大學的松野文俊教授開發(fā)了一款能爬梯、轉管道、游泳的蛇形機器人，適合偵探地震災難現場。而美國麻省理工學院仿生機器人實驗室研發(fā)的救災機器人HERME，在平衡反饋系統(tǒng)的遙控下，能夠執(zhí)行敲碎混凝土、用斧子劈開門板等命令，如圖5。

第三是災后恢復類AI產品。這類產品是通過AI技術用于災后各種信息整理和援助匹配，加快生活、生產的正?；?。2020年初，日本千葉政府針對自然災害啟動一項新嘗試，用人工智能技術從各大社交媒體收集與災害相關的信息，用于開展賑災援助與災后重建。

（二）基于“健康權”的AI設計研究

1.??? 家庭健康類智能產品的探索有待加強

第一，健康檢測類設備。它能讓人們及時了解自己的各項健康指標，對人體動態(tài)的生命體態(tài)特征進行數據化并作為歷史記錄，給醫(yī)療提供科學依據。例如蘋果研發(fā)的One Drop采用簡單的佩戴方式就能獲取糖尿病患者的準確測量數據，如圖6。第二，健康陪護類產品。它是指能在家中陪伴兒童或老人，保護其安全或緩解其孤獨感的產品。例如，Active Protective醫(yī)用可穿戴智能腰帶通過傳感器能準確判斷老人行動中可能摔倒的位置和部位，提前采取保護措施，用快速充氣、釋放氣囊等方式降低摔倒時骨折的風險，如圖7。

第三，健康生活類家電。這是指通過AI技術能及時了解家庭成員的飲食起居習慣，并提供健康建議的家電。例如海信食材管理冰箱應用無線射頻識別技術實現了冰箱冷藏區(qū)、冷凍區(qū)、變溫區(qū)的食材均可自動識別，為用戶提供健康、食品、美食、娛樂及養(yǎng)生五位一體的服務。又如美的電壓力鍋針對食物營養(yǎng)美味的烹飪方法進行深人研究，利用烹飪曲線提出了帶參考模型和自學習機構的控制算法，為用戶提供合乎自己口味的美味的健康菜肴。[5]此外，智能凈水、智能殺菌鞋柜、智能馬桶等產品讓居家生活更健康。

2.??? 助力公共衛(wèi)生的AI設計需要更加關注

AI促進醫(yī)院系統(tǒng)的高效化。通過家庭與社區(qū)醫(yī)院聯系，以及社區(qū)醫(yī)院對公共醫(yī)療資源的共享，使得每個病人都有機會獲得更好、更快的治療。而AI的參與使得社區(qū)醫(yī)生能與醫(yī)院之外的專家通過線上交流來共同治療病人，大大提升社區(qū)醫(yī)院的診斷治病能力。同時，AI可參與記錄就醫(yī)信息，管理慢性疾病，或是跟蹤記錄醫(yī)院動態(tài)，監(jiān)督衛(wèi)生操作等。[6]

AI提升社區(qū)管理的智能化。保障社區(qū)衛(wèi)生，對社區(qū)居民健康進行有效的信息收集和跟蹤，并給予及時服務。以色列正在使用由Medial EarlySign公司開發(fā)的可識別流感風險最大個體的系統(tǒng)。通過輸入一個人的年齡、病史記錄等醫(yī)療信息，系統(tǒng)可以發(fā)現疫情中容易被忽視的高風險個人，并確定病人需要的治療方式。此外，AI還可以武裝治安人員如智能頭盔以提高其進行公共安全管理的效率。通過社區(qū)“零接觸”一條龍服務，降低病菌感染風險，使得智慧社區(qū)更安全、管理更便捷。

AI助力公共空間的健康化。疫情讓人們對健康空間的需求更加迫切，醫(yī)院空間、校園空間、機場空間、賓館空間都成為新的設計關注點。已有100年歷史的制造商HOSPECO為預防傳染性疾病推出了非接觸式衛(wèi)生間設計，除了免提水槽，肥皂分配器和干手機外，還包括非接觸式馬桶座圈分配器，非接觸式女性用品購買機，減少了細菌和疾病的傳播。此外，許多設計師和建筑師期望在公共場所廣泛使用自動化非接觸式技術，例如聲控電梯，免提電燈開關和手機控制的酒店房間入口等，以緩解傳染性。

綜上所述，后疫情人工智能技術為設計教育在學科方向的發(fā)展提供了新的機遇和研究思路?！吧c健康”命題使得設計在醫(yī)療領域和急救產品的探索變得更為重要，而AI技術的逐漸成熟為設計在產品功能實現和設計質量的提升方面提供了有力的技術保障。理念與技術的結合為設計教育開辟新的研究方向，包括的醫(yī)療設備，如ICU系統(tǒng)設計、醫(yī)院服務類產品、康復類產品;能彌補人類缺陷的急救設計，如預警類產品、救災類產品、復工類產品;家庭健康類智能產品，如檢測類產品、陪護類產品、生活家電;助力公共衛(wèi)生的設計，涉及醫(yī)院系統(tǒng)高效化，社區(qū)管理智能化和公共空間健康化，如圖8。

通過對AI背景下設計研究新方向的分析，可以發(fā)現疫情之后民眾不僅對“生命至上”理念有了切身體驗和深刻理解，而且對健康產品的廣度和深度提出新的需求。設計需要參與的領域越來越廣，以AI為主的技術層、抗疫提出的研究層和以及關注“生命與健康”的市場層都為設計行業(yè)的發(fā)展提供良好的條件。針對這些層面，常態(tài)下防控類和健康類設計的發(fā)展需求為設計教育在人才培養(yǎng)、科學研究和社會服務方面提供了更多的機遇，如圖9。

四、AI產品發(fā)展趨勢下設計教育面臨的挑戰(zhàn)

美國斯坦福大學人工智能實驗室主任、谷歌云人工智能和機器學習首席科學家李飛飛認為人工智能技術能“帶給最多的人、最多的產業(yè)”，這會對“每個人的生活產生深遠影響”。她呼吁更多的人文社科的師生加入到這個隊伍。事實上，人工智能已不是孤立的技術，它已成為所有產品升級的技術元素，每個產品都可以擁有它。對于設計教育而言，人工智能成為學科研究升級的重要助力，它不僅解決了我們以往不能實現的產品功能和技術工藝，更重要的是它也為我們提出了新的問題，引發(fā)新的思考。而在這過程中，設計教育也將面臨新的挑戰(zhàn)，并對不斷變化的技術環(huán)境和社會需求做出積極的回應。

（一）AI類產品開發(fā)中設計優(yōu)勢如何呈現

這次以深度學習為特征的人工智能浪潮基于大數據前提得以迅猛發(fā)展。圖像識別、語音識別、語義理解、預測規(guī)劃等技術被廣泛應用。而相對于人工智能發(fā)達的美國，我國的AI教育相對落后，人才結構不夠平衡。斯坦福大學“以人為本”人工智能研究院（HAI）的成立標志著人文學科對人工智能研究參與的重要性。人文藝術領域設計師的參與有利于提升產品以用戶為中心的使用體驗。AI設計的呈現方式不僅有產品設計，而且有軟件設計、系統(tǒng)設計、機器人設計。設計師可以從設計心理學和人機工程學等方面進行產品的情感化、易用性研究，提高產品的用戶滿意度;也可通過通用設計方法，即在設計五個階段選用適宜的方法如概念圖、親和圖、階梯法、可用性測試等來發(fā)現客戶的多方位需求，發(fā)掘適合應用AI技術的方向，在提高設計性能的同時也提升設計的人文價值。[7]

（二）AI項目推進設計跨學科教育和科研合作

設計教育向內的專業(yè)融合，向外的學科交叉已成為學科發(fā)展的一種趨勢，而AI背景下的設計更加推進了這個趨勢。很多AI設計的實現不僅需要平面設計、工業(yè)設計、信息設計、環(huán)藝設計人的合作，同時需要計算機人員、工程師、軟件設計師、心理學專家等多種領域的人共同參與。有專家提出在人工智能基礎層和技術層之上的應用層，即主要基于現有數據進行分析、產品設計和可視化，這一層應是人文社會科學人才與人工智能技術結合發(fā)展的主要方向。[8]這些大學科內的發(fā)展需求和動向都為設計教育提出新的挑戰(zhàn)。設計教育的課程如何設置能促進知識結構的優(yōu)化，如何引入AI領域的學科，促進學科間知識融合，思維的互補。同時，設計教育對于人才的培養(yǎng)和定位也需要及時調整。為了能在團隊中更好地發(fā)揮作用，設計師應具備跨學科的溝通能力和良好的團隊合作精神，同時具有廣博的知識面和強大的學習能力，給予他人及時而準確的回應。此外，人工智能時代要求設計師具有更為復雜的系統(tǒng)觀，能在交叉領域中識別問題，能深度理解數據與計算，善于構建對交叉領域關鍵技術問題的認知。[9]在設計教育中加強學生的創(chuàng)造力培養(yǎng)，增強設計技能多樣化。[10]

（三）加強設計倫理研究，讓設計更好服務于民生

《人工智能時代》的作者杰瑞·卡普蘭提出：人工智能技術正在成為人類生活的一部分，這種與人生活的同化將使人工智能的應用產生大量的倫理問題。[11]2014年秋季，由斯坦福大學組織的名為“人工智能百年研究”項目開始啟動，該項目將每過幾年針對人工智能應用的實際發(fā)展情況進行相應的倫理研究，及時給予判斷和決策。中國，作為全球人工智能專利最多的國家，AI應用設計在2020全球疫情的推動下進入一個新的快速發(fā)展階段?？萍际前央p刃劍，AI技術在設計中的應用給人類帶來便利和效率，同時也逐漸暴露出各種潛在的風險，如個人健康跟蹤中的信息安全問題，人機交互中的操作人性化問題，AI機器人手術事故中責任歸宿問題，人與AI產品的情感交互問題等。企業(yè)界和學術界呼吁AI倫理研究的跟進，設計教育應以高度的學科責任心和專業(yè)操守對AI產品的設計開發(fā)、生產過程、使用環(huán)節(jié)中的設計倫理問題進行深入探討，為促進AI設計的健康發(fā)展保駕護航，讓設計更好地服務于人民日益增長的美好生活的需要。

項目基金：浙江省哲學社會科學規(guī)劃課題：人工智能背景下設計價值體系研究;浙江省教育科學規(guī)劃課題“疫情與教育”專項課題（項目編號：2020YQJY198）。

參考文獻

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