獲獎作品代表②

“視幻材料”ILLUSORYMATERIAL

中國智造大獎-概念組明日之星設計方：曾佳旎鄧鴻浩

“視幻材料”是一種設計方法論，通過參數(shù)化算法對材質解構，創(chuàng)造具有獨特表達、光學性質、用戶體驗的材料。設計師首創(chuàng)了一種棱鏡打印方法，運用光學原理，創(chuàng)建了具有棱鏡折射效應的視幻材料。設計師在傳統(tǒng)設計三維造型的基礎上，結合數(shù)字建模和多材料體素化3D打印，解構材料本身并制造多重屬性和表達的物體表面;通過算法來對其肌理、變化、折射度進行設計，把看似不可能存在于現(xiàn)實的材料帶到工業(yè)設計中，給予其獨特的交互體驗，模糊虛擬和現(xiàn)實世界的界限。

“視幻材料”使物品在不同觀看角度呈現(xiàn)不同的顏色和圖案，重新定義材料表達（materialexpression）在工業(yè)設計中的意義。設計師希望把“物體的皮膚”看作是獨立的實體來解構并創(chuàng)作，而不是統(tǒng)一單性質的材料表面，只能從固有的集合中選擇。設計師構想了工業(yè)設計的未來：現(xiàn)實中的物理材料選擇可達到軟件渲染材質的自由度;色彩設計不是單單通過化學顏料、噴涂，而是通過棱鏡打印結合簡單色塊創(chuàng)造出五彩繽紛的色澤;物體表面無需電子元件就能自我呈現(xiàn)動態(tài)顏色與圖案。

曾佳旎，中國杭州人，目前常居于美國舊金山。設計師、創(chuàng)意總監(jiān)、創(chuàng)始人。本科一等學位畢業(yè)于寧波諾丁漢大學工業(yè)設計專業(yè)，研究生畢業(yè)于美國麻省理工學院。曾佳旎推崇與新科技、新材料相關的設計和科研，擅長利用參數(shù)化建模、算法對材料微觀結構、空間、物理環(huán)境、可觸碰的物體與產品進行設計與改造，其作品跨越虛擬和現(xiàn)實的界限，實驗探索多個新興領域，包括體素化3D打印、軟體機器人、人工智能與IOT等，作品曾獲得紅點至尊獎、IDEA銀獎、Core77設計大獎、ADesign鉑金獎、ArchitizerA+等，并被多家國內外頂尖媒體，如Dezeen、FastCompany、WallpaperINNOVATION、FinancialTimes.Domus、ArchitectMagazine.FRAME雜志、MarieClaire、TechCrunch、美國哥倫比亞電臺等報道。曾佳旎與來自哈佛大學的設計師鄧鴻浩聯(lián)合創(chuàng)始了設計工作室IlusoryMaterial和科技公司ButrTechnologies（佰絡科技），致力于設計、科研和未來產品研發(fā)。

《設計》：“視幻材料usoryMaterial”項目是如何開始的？靈感來自哪里？

曾佳旎：“視幻材料”是由我和鄧鴻浩兩人發(fā)起，后加入科研學者朱韻怡，并由MIT的AxelKilian和StefanieMueller教授監(jiān)制。與其說是突發(fā)奇想的靈感，不如說是長期以來的設計愿景因相關科技的發(fā)展得到了實現(xiàn)。

自3D打印技術被發(fā)明以來，其比較多地被用于產品開發(fā)中的原型設計、產品迭代中，為批量生產試錯，只有少數(shù)一些前沿學者和設計師會用3D打印來制造其他生產方式難以加工的、高度化定制的結構和形態(tài)。而這些應用絕大多數(shù)還是利用了3D打印快速成型三維物體的特點，以熔融沉積快速成型技術（FDM）為例，就是將一種打印材料熔化、分層堆疊、固化鑄型，重在“形”;近幾年多材料3D打印，特別是Polyjet技術的問世，讓設計師能夠從更微觀的角度去思考快速成型，重在“形”和“料”。

與此同時，數(shù)字化設計在不斷革新，其發(fā)展速度、應用廣度遠遠超過了以實體產品為主導的設計。我覺得如果遵循工業(yè)設計最初的定義，以產品外觀為主的傳統(tǒng)設計正在“死去”。而革新的是設計方法、工具、理念。近十幾年被設計教育界過度推崇的“User-centereddesign”和“Designthinking”對我來說更像是過于寬泛、缺少批判思維的陳詞濫調。我一直在摸索一種全新的、真正把數(shù)字和現(xiàn)實結合的設計方法論。對我來說，“形”的生成和“料”的選擇是實物設計的關鍵。在數(shù)字化的今天，設計師習慣了計算機建形甚至是參數(shù)化造形;而我覺得“料”不應僅僅局限于選擇，它應該可以被數(shù)字化的方式自由創(chuàng)作，快速成型的技術精確制造一新材料即新設計。

作為正在體驗這一切變化，不甘隨時代“死去”，迫切尋求變革的設計師，我們想要把數(shù)字化設計的理念和自由度真正帶到材料和產品設計中。多材料體素化3D打印技術的出現(xiàn)使這個想法成為現(xiàn)實。這種技術的本質有點類似把制造工藝“像素化”：不同于批量生產中的，或是常見單材料3D打印技術中的一種材料僅展現(xiàn)單一性質，它能夠把不同顏色、透明度甚至軟硬度分配到模型的每個體素點（三維像素），以此生成具有特殊觀感和性質的材料。反觀數(shù)字世界中的材料，其實并不存在微觀結構與實體，我們肉眼所見的只是電腦渲染出來的一種“表達”。而這種“表達”直接導致人的不同觀感：金屬質感與強反光讓人直覺物體較涼和堅硬;柔和的顏色讓人感覺物體柔軟;不斷交替的動態(tài)顏色讓人下意識地認為是電子屏等。體素化3D打印技術結合我們的算法，讓實物表面無需改變材料也能有多種“表達”的機會。

這種“表達”從某種意義上產生了交互，而這種交互又不依賴于電子元件。在這個硬件設備輕量化的時代，有多少功能上的交互能夠，或者說，應該被材料的交互替代？

《設計》：“視幻材料IllusoryMaterial”項目中應用了哪些新技術/設計工具？

曾佳旎：與其說“應用”其他的技術，這個項目更多的是發(fā)明了一種全新的設計理念和工具。當然，“視幻材料”的成功離不開高速發(fā)展的多材料體素化3D打印技術，尤其是項目使用到的3D打印機StratasysJ750和Polyjet打印技術。我們設計了一套參數(shù)化算法軟件系統(tǒng)，將棱鏡結構附著于任何形狀的物體表面，并根據(jù)觀看角度及對應想得到的圖案生成棱鏡結構，最終設計出在不同觀看角度有不同顏色、圖案變化的，有交互性質的物理表面。在一年多的科研中，我們設計了整個算法系統(tǒng)，做了一系列的測試與打印實體模型，并應用這個流程到產品設計中，做出了各種有功能性或美觀性的應用場景?！耙暬貌牧稀闭宫F(xiàn)了3D打印的全新領域，開拓了曾僅存在于數(shù)字世界的材料設計與制造方法。

《設計》：“視幻材料IllusoryMaterial”是在”概念組“獲得的”明日之星“，”視幻材料“還在概念研發(fā)階段嗎？

曾佳旎：目前我們的算法系統(tǒng)處于研發(fā)狀態(tài)，還未面向客戶與群眾。但是我們的算法已經(jīng)能夠用于實現(xiàn)多種材料形態(tài)、性質和表達，并應用于產品設計模型迭代中去。這種材料的本質是樹脂，它的堅硬度和耐久度還達不到工業(yè)產品中最常見的幾種塑料或金屬的水平，所以除了設計迭代與打樣用途，“視幻材料”比較多用于實驗性的、產品研發(fā)階段中的時尚新材料相關的應用場景。目前我們已在與幾家奢侈品牌和美術館進行合作。

《設計》：“視幻材料IllusoryMaterial”作為一種設計方法論，想要實際應用需要掌握哪些知識和技能？

曾佳旎：視幻材料的出發(fā)點是一種全新的設計方法論，但是我們希望最終呈現(xiàn)在大眾或者設計師面前的是一個非常容易使用的軟件和3D打印機，用于材料設計、形態(tài)生成、實物打印等。所以理論上用戶不需要掌握除了基礎3D建模以外的任何特殊技能;在界面中創(chuàng)作可視化的效果即能在打印模型中體現(xiàn)：所見即所得。當然我們團隊的設計師和研究學者需要有很強的參數(shù)化建模經(jīng)驗、編程技術和對計算機圖形學的深入理解，和對設計流程的熟識才能完成整個項目。

《設計》：未來”視幻材料“可以應用哪些材料進行3D打?。课磥砜梢詰迷谀男╊I域？

曾佳旎：我們團隊不研發(fā)3D打印機的原始材料，所以這個問題取決于世界領先的幾家3D打印機公司。除了我們目前用的樹脂類材料之外，體素化3D打印技術也可以打印類似于ABS和橡膠（有彈性的）材料。目前我們做的科研都是和材料的光學性質（折射）相關，所以需要用到有一定通透度的材料，如透明樹脂。MITGlassLab和MediaLab曾研究過玻璃3D打印技術，雖然離商業(yè)化還比較遠，但是未來一定有可能實現(xiàn)，如果我們有足夠資源，也非常希望能探索這個領域?！耙暬貌牧稀蹦壳笆盏搅藖碜云?、醫(yī)療、電影、時尚行業(yè)等領域的合作愿望，希望不久的將來會有一些產品面世。

《設計》：后續(xù)還將就“視幻材料IllusoryMaterial”進行哪些延展研發(fā)？

曾佳旎：前面提到我們目前的研究方向都和材料的光學性質有關，未來我們會嘗試“視幻材料”在其他物理和化學性質方面的探索。其實“IllusoryMaterial”直譯比較像“幻覺的”、“不現(xiàn)實的”，甚至是“荒謬的”的材料。而我一直覺得“材料”這個概念本身就是一種“假象”：人們需要的僅僅是材料呈現(xiàn)出的性質，而不是其組成、結構和本質。打個極端的比方，如果一團泥巴能夠通過某種結構展現(xiàn)塑料的耐久耐熱和可加工性，那么塑料完全可以被它代替。“視幻材料”本質是將其他材料從微觀上進行重組和結構生成，以達到某種被需要的材料性質和表達，未來這個理論不僅僅會被用于光學性質，還可能用于物體彈性、耐久度、硬度、耐熱性等。

我曾有個不切實際的想法：“Onematerialforall，allforonematerial.”是否未來有一天，材料的本質都將是同一種，通過不同的重組方式表現(xiàn)出不同的性質，并且應用到不同的場景甚至是同一個產品的不同零件中？那樣的話，一種原始材料將會被參數(shù)化設計、打印、組合、應用，然后被統(tǒng)一回收、統(tǒng)一解體。這有沒有可能是環(huán)保材料的最終出路？

《設計》：“視幻材料IllusoryMaterial”作品效果很有藝術感，你認為未來藝術和設計是否還有某種邊界？

曾佳旎：其實很多產品設計、材料設計都非常有藝術感，藝術感也是產品體驗中的一部分。我覺得“設計”相對“藝術”有比較明確的應用場景;“藝術”形態(tài)更多，但可以僅僅是一種情感的表達。我相信好的設計師某種程度上講也是藝術家，他們的創(chuàng)作對象可能是更廣泛的群體和用戶。其實曾經(jīng)的工業(yè)設計是推崇“藝術感”和“美學”到極致的：顏色、線條、比例、觸感缺一不可。到后來的“功能性美學formfollowsfunction”，我們還能體會到工業(yè)設計中的藝術感：不僅僅在于觀感，使用體驗上更是另一種維度的藝術。直到近年來的許多設計方法論，像前面提到的“User-centereddesign”和”DesignThinking”，我覺得是弱化了工業(yè)設計中的藝術感與美學，更多強調了一種模塊化的執(zhí)行方式和解決問題的流程，恰恰是這種看似有效的方法論讓設計丟失了最本真和最值得保留的特質，我覺得它們的過度普及是可悲的。

工業(yè)設計中的藝術感是在不停衍變且很難定義的。對我影響較深的兩位設計師/藝術家RossLovegrove和吉岡德仁用不同的方法詮釋了設計和藝術。Lovegrove利用數(shù)學、參數(shù)化建模等設計生成了類自然界的形態(tài)，他所做的線條、結構美到極致;吉岡德仁非常善于把玩、控制常見的媒介，其創(chuàng)造的作品卻有著驚人的觀感，觸動觀者全身的感官?！耙暬貌牧稀睆哪撤N意義上講是參數(shù)化“可控地”生成、改變媒介，由此達到一個頗有藝術感的觸發(fā)：潛意識里只在虛擬世界里常見的東西突然出現(xiàn)在現(xiàn)實中，用手觸碰得到，在空間里真實存在，這種與預期的落差形成一種意外的美感，漸漸被觀者適應成一種新的“現(xiàn)實”。

“設計”和“藝術”是兩個字面不同的命題，從它們被發(fā)明開始就一直在交叉?！霸O計師”、“藝術家”也只是人身上片面的符號。在科技迅速發(fā)展的今天，無論是設計還是藝術，都在走向數(shù)字化、科技化。我比較不屑的是那些生搬硬套新興科技或技術，四處借鑒、隨波逐流卻做不出原創(chuàng)而有共鳴的項目的，為了出名而“藝術”的、單薄的形式主義者。我覺得不管是好的設計師還是藝術家，觀者都能從他/她的一系列作品中讀出一點共通人“性”：作者的性格、性質、語言、喜好、觀念等。頂尖的設計師永遠在與時俱進，但幾十年后，他/她的人“性”還在作品中一目了然。

多指靈巧手DORAHAND

中國智造大獎-產業(yè)組銀獎

設計方：謝宇倫王濤謝爭陳樹渠李袁張琰

《設計》：多指靈巧手可以應用在哪些行業(yè)和場景？

謝宇倫：目前我們這款產品的目標使用場景涵蓋了科研、服務、物流等領域。一方面我們提供硬件平臺給科研機構，用于其對機器人操作相關技術的研發(fā)，涉及的專業(yè)方向包括計算機、機械、電子、嵌入式等;另一方面我們針對不同客戶的實際需求進行針對性研發(fā)，提供特定解決方案，例如服務行業(yè)的遞送服務，醫(yī)療環(huán)境的移液操作，工業(yè)場景的巡檢功能等。

此外，除了這款三指獲獎作品，我們基于模塊化的手指，為研究型的客戶提供了定制化的五指版本，用于實現(xiàn)遠程操作任務。DoraHand還可結合我們自研的復合型移動協(xié)作機器人DoraMOMA，為客戶提供室內物體抓取及搬運等服務。

《設計》：對于多指靈巧手是否還在進行迭代研發(fā)？預期實現(xiàn)怎樣的功能？

謝宇倫：目前DoraHand多指靈巧手在初代產品的基礎上有了更新的版本，并且已經(jīng)取得了相關行業(yè)認證，正在逐步推向市場。靈巧手是一個技術的集大成者，基于這些核心技術，我們可以一方面推動力觸感知能力在機器人領域的應用，讓更多機器人獲得觸覺，另一方面推動高自由度末端執(zhí)行器的應用，讓機器人能夠解決更多的實際問題。我們希望未來DoraHand能夠衍生出不同的分支，在行業(yè)產生更大的影響力促進多指靈巧手的規(guī)?；涞貞茫苿有袠I(yè)相關技術升級。

中國自主研發(fā)全球首臺寬體能譜CT（NEUVIZGLORY）

中國智造大獎-產業(yè)組銀獎

設計方：東軟醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司

主創(chuàng)團隊：簡振哲，劉卓，趙欣，李思遠，楊帥

NeuVizGlory是一款通過計算機斷層掃描獲取被檢查部位的圖像，解決臨床發(fā)現(xiàn)體內細小病變的產品。

簡振哲擁有設計學和市場學復合型背景，獲得了香港城市大學的市場管理學士學位和倫敦布魯內爾大學的產品設計碩士學位。他設計過30多種類型的醫(yī)療產品，涵蓋從人用到獸用、從醫(yī)院/家庭應用到軍事應用、從病房到藥房、從影像學到外科等。他的某些產品，如ICU呼吸機、輸液泵、CT掃描器、方艙CT、X光機等，在全球新冠疫情發(fā)揮著至關重要的作用。簡振哲曾為美國通用醫(yī)療、中國深圳邁瑞、中國北京蝶和科技、美國RxAdvance等公司設計產品，現(xiàn)在是東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司的設計總監(jiān)，負責工業(yè)設計、交互設計和用戶界面設計，該公司是中國最大的醫(yī)療設備制造商之一。此外，簡振哲還是世界設計組織WDO的年輕設計師社團YoungDesignersCircle的核心成員。已獲得30多個設計獎項，包括iF設計獎、紅點設計獎、IDEA、2020年光華龍騰獎十大杰出青年、中國外觀設計專利銀獎。

《設計》：是什么契機使你選擇專注于醫(yī)療產品的設計？

簡振哲：2012年因為家庭原因從香港漂到北京找工作，當時從幾個offer里果斷地選擇了醫(yī)療這條“不歸路”，2013年南歸深圳邁瑞，2016年到更北的沈陽東軟醫(yī)療，9年間積攢了超過30種醫(yī)療器械的設計經(jīng)驗，包括工業(yè)設計、界面、包裝和室內設計，涵蓋了從預防到診斷到治療再到康復的全周期疾病管理。醫(yī)療器械有很深的學問，所以要做久、做多才更懂醫(yī)療的生態(tài)，提供更適合的解決方案。

《設計》：“NeuVizGlory”是中國自主研發(fā)全球首臺寬體能譜CT，據(jù)報道，東軟還有幾款“中國自主研發(fā)全球首創(chuàng)”的醫(yī)療產品，在此之前，國內同類產品市場是怎樣的狀況？

簡振哲：東軟醫(yī)療作為中國第一臺自主研發(fā)CT的創(chuàng)造者，打破了國外品牌在大型影像類設備的壟斷地位，開創(chuàng)了國產大型影像類設備的先河。并在過去的20多年里創(chuàng)造出多個第一，包括中國首臺數(shù)字化X線攝影設備、超導型磁共振等，在2020年成功研發(fā)的中國首臺512層CT更登頂世界超高端CT領域的“珠峰”。另外目前中國的醫(yī)療資源分布不均，看病貴看病難的現(xiàn)象尤為突出，為普及更優(yōu)質的醫(yī)療產品及服務，東軟醫(yī)療人砥礪前行，默默耕耘，用創(chuàng)新惠及人類健康！

《設計》：“NeuVizGlory”的研發(fā)用了多長時間？過程中最具挑戰(zhàn)性的階段是哪個部分？

簡振哲：通常情況醫(yī)療產品的研發(fā)周期相對是比較長的，但是也有例外，例如這次我們參加DIA中國智造大獎的產品“抗疫三劍客”中的方艙CT“雷神”，僅用業(yè)內最快的7天時間研制出來的，這與東軟醫(yī)療多年的技術儲備和公司各部門上下齊心抗議的決心是分不開的。

最具挑戰(zhàn)性的階段應該是生產制造的階段，“抗疫”就是在與時間在賽跑，分秒必爭。方艙CT的生產制造階段正值疫情爆發(fā)時期，東軟醫(yī)療迅速成立了以CEO為核心的應急指揮中心，全面調動研發(fā)、生產、物流、服務等資源，為保證方艙CT順利量產，大家不眠不休，日夜趕工，7天時間研制出方艙CT“雷神”。東軟醫(yī)療不斷刷新著自己的速度、愛心和力量，忠實履行著一家民族企業(yè)應盡的社會責任和使命。

《設計》：“NeuVizGlory”的核心競爭力是什么？

簡振哲：“天下武功唯快不破”，“抗議三劍客”的核心競爭力就是“快”。

NeuVizGlory0.259s炫速能譜掃描，8cm業(yè)內最大能譜覆蓋，在一次心跳內完成一個成人的冠脈檢查，實現(xiàn)高速度、高心率、高成功率、高圖像質量、低劑量四高一低的獨特心臟成像優(yōu)勢。同時以5G、A|、云計算為基礎，搭載新冠肺炎智能輔助篩查系統(tǒng)“‘火眼Al”、智能影像云平臺，更快速準確的為抗擊疫情爭分奪秒。

破解疫區(qū)CT檢查的痛點是研發(fā)“雷神”的初衷：機房、裝修、設備、保障系統(tǒng)一步到位，無須安裝、落地通電即可掃描;可隔離操作、醫(yī)患零接觸，減少交叉感染，遏制病毒傳播。

車載CT“颶風”采用軍用標準設計，能勝任嚴苛的路況和環(huán)境?？梢钥焖俚牡交颊呒议T口、社區(qū)、火車站等人口密集區(qū)或是深入路況復雜疫區(qū)，可獨立于室外檢查，從源頭遏制交叉感染。

《設計》：在“NeuVizGlory”及其同系列產品的研發(fā)中，設計創(chuàng)新和技術創(chuàng)新是怎樣的關系？

簡振哲：技術的創(chuàng)新不一定是一個具體的產品，或者說不一定能直接運用到生活中。設計創(chuàng)新是在技術創(chuàng)新的基礎上設計出為人所用的產品，這個產品便是技術創(chuàng)新的載體。人們在使用產品的過程中會對其中所用的技術進行反饋，從而促進技術的創(chuàng)新。所以設計創(chuàng)新和技術創(chuàng)新是相互依存，相互促進的關系。

NeuVizGlory中的呼吸導航系統(tǒng)是引導患者控制呼吸來配合完成掃描的一項技術。在肺部掃描時，控制不住呼吸將引發(fā)圖像偽影，影響成像質量等問題。我們通過設計一個集視覺和聽覺一體的呼吸導航，來引導患者吸氣、屏氣和呼氣這三個動作，并完成掃描。提高了掃描的效率也減輕了患者的壓力。

設計》：醫(yī)療產品設計的特殊之處在哪里？醫(yī)療產品設計師需要具備怎樣的基本素質？

簡振哲：首先，醫(yī)學存在的終極理由是生命第一，那么安全可靠就是醫(yī)療產品的首要設計原則，而且醫(yī)療產品從策劃到面市往往都是一個漫長的過程，所以設計師需要具備兩個心：第一個是細心，嚴謹?shù)奶幚砻恳粋€設計輸入和輸出;第二個是耐心，用匠心精神打磨每一個醫(yī)療產品、每一處細節(jié)，保證用戶得到可靠和感受到被關愛的產品。

另外，醫(yī)療產品設計師需要具備勇氣，為了發(fā)掘真實的用戶需求，我們會經(jīng)常前往用戶現(xiàn)場，而醫(yī)療的用戶現(xiàn)場往往是冰冷的、壓抑的、甚至血淋淋的，包括有交叉感染的風險，所以醫(yī)療設計師需要有一定的奉獻和無畏精神，為人類生命健康而奮斗。

《設計》：你的設計團隊在產品研發(fā)過程中是如何協(xié)作的？設計師和工程師如何配合？

簡振哲：有一句話，“Designisabehavior，notadepartment."協(xié)同設計一直是我們“3D”設計流程的核心理念，由前期的Discovery（探索）、中段的Design（設計）到最后的Delivery（傳遞），設計團隊都是協(xié)同市場、研發(fā)、臨床等職能，包括用戶的參與，因為現(xiàn)在是一個共創(chuàng)時代，大家集思廣益，提供不同視角，共同設計。

《設計》：作為一名資深醫(yī)療產品設計師，經(jīng)歷了此次疫情，你有哪些感觸和啟發(fā)？

簡振哲：經(jīng)歷了這次疫情讓我們深刻地理解，生命和健康永遠是人類的第一主題。作為一名醫(yī)療產品的設計師要擔負起更多的社會責任。這次疫情的突發(fā)性和破壞力為我們敲響了警鐘，怎樣應對未來的挑戰(zhàn)是我們必須面對的問題。在產品的設計過程中需要有更多的前瞻性，預見未來，未來可期！