基于仿生設(shè)計(jì)學(xué)的交叉探究

摘要：在設(shè)計(jì)過程中人工智能的輔助作用日趨顯著，而人工智能的廣泛應(yīng)用使得設(shè)計(jì)思維的研究方式得到了極大的拓展和深化。在設(shè)計(jì)思維的教育、研究和應(yīng)用方面，AI智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)⑷斯ぶ悄芘c設(shè)計(jì)思維相結(jié)合，幫助設(shè)計(jì)師實(shí)現(xiàn)更高效、精準(zhǔn)和創(chuàng)新的仿生設(shè)計(jì)，突破仿生設(shè)計(jì)的瓶頸并推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展。本文首先介紹AI智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中的發(fā)展歷程，然后重點(diǎn)介紹AI智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究，最后，提出AI智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)與未來展望。

關(guān)鍵詞：仿生學(xué)；產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)；擬態(tài)元素；智能化；產(chǎn)品設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：J 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2024）13-0114-03

引言

仿生設(shè)計(jì)交叉智能AI 的主要目的是將自然界中的生物系統(tǒng)與現(xiàn)代科技相結(jié)合，探索不同領(lǐng)域之間的相互作用和影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人工智能的興起，我們不禁想到仿生學(xué)和智能化在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的融合，同時(shí)引發(fā)了模仿元素和產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計(jì)的研究熱潮。然而，傳統(tǒng)的仿生設(shè)計(jì)方法，如長(zhǎng)音宮燈（圖 1）和羽紋銅鳳燈（圖 2）是中國(guó)古代傳統(tǒng)創(chuàng)作中仿生設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，往往依靠對(duì)自然形態(tài)的模仿和抽象來達(dá)到設(shè)計(jì)目的。然而，現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求更加復(fù)雜，更系統(tǒng)、更科學(xué)的方法來指導(dǎo)仿生設(shè)計(jì)。

在人工智能的引領(lǐng)下，新一代智能仿生設(shè)計(jì)的交叉助力人類探索生物系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)原則，使其成為創(chuàng)新設(shè)計(jì)和智能制造領(lǐng)域的重要突破。人工智能與仿生設(shè)計(jì)相結(jié)合可以形成新的設(shè)計(jì)思維模式，可以幫助解決更多復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題，提升產(chǎn)品體驗(yàn)，推動(dòng)著產(chǎn)品創(chuàng)新。這種思維方式將人類需求、仿生學(xué)和人工智能技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，將設(shè)計(jì)帶入智能化的新時(shí)代。盡管AI 在自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺和語(yǔ)音識(shí)別等諸多領(lǐng)域取得了許多顯著成果，但將AI 與仿生設(shè)計(jì)相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。例如，在推動(dòng)人工智能與仿生設(shè)計(jì)相結(jié)合的過程中，技術(shù)挑戰(zhàn)（如難以獲取復(fù)雜數(shù)據(jù)的技術(shù)挑戰(zhàn)）、實(shí)踐應(yīng)用問題（如設(shè)計(jì)師與AI 智能交互不夠自然的挑戰(zhàn)）和倫理問題（如數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)等倫理問題），都需要認(rèn)真思考和解決。

針對(duì)上述問題，本文將深入探討人工智能和仿生設(shè)計(jì)在產(chǎn)品創(chuàng)新中的應(yīng)用，全面梳理和分析AI 智能引導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中的發(fā)展、挑戰(zhàn)以及未來趨勢(shì)，為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員和從業(yè)者提供一定參考和啟示。希望本文能夠?yàn)锳I 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中的應(yīng)用提供更深入的見解，并激發(fā)對(duì)未來AI 智導(dǎo)在產(chǎn)品創(chuàng)新中的研究與應(yīng)用。

一、AI智導(dǎo)的發(fā)展促進(jìn)仿生設(shè)計(jì)的革新

AIGC（AI-Generated Content，生成式人工智能）在仿生設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用，將為創(chuàng)新設(shè)計(jì)和智能制造領(lǐng)域帶來更大的突破，如AI 數(shù)控算法、 智能傳感設(shè)備、智能恒溫系統(tǒng)等技術(shù)的高速發(fā)展，為仿生設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，也使設(shè)計(jì)師能夠更高效地解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題，提升產(chǎn)品體驗(yàn)，這是未來設(shè)計(jì)師需要進(jìn)一步探索的新思路和新方法。

未來，設(shè)計(jì)人員需要在探索AI 數(shù)控算法、 智能傳感設(shè)備、智能恒溫系統(tǒng)等領(lǐng)域?；凇爸菍?dǎo)一代”的發(fā)展，探究了滅蚊燈的不同概念和應(yīng)用，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了探索：（1）“豬籠草擬態(tài)元素”；（2）“軟體仿生變色龍機(jī)器人”；（3）“蜻蜓微影圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用”；（4）“海豚音波通信技術(shù)應(yīng)用”（圖 3）；（5）“水母生物光感材料應(yīng)用”，這些元素不僅為設(shè)計(jì)提供了創(chuàng)新的思路，也使設(shè)計(jì)充滿未來感和神秘感。首先，讓我們來探討一下這些元素是如何為設(shè)計(jì)提供創(chuàng)新性的，比如“豬籠草擬態(tài)元素”利用人工智能技術(shù)對(duì)產(chǎn)品形狀進(jìn)行數(shù)字化重組，讓“豬籠草”“捕蠅草”等生物被數(shù)字化解碼，呈現(xiàn)出獨(dú)特的植物形態(tài)，增加了設(shè)計(jì)的自然美感；其次是“水母生物光感材料應(yīng)用”利用光感材料實(shí)現(xiàn)隨環(huán)境變化而變化的功能，增加了設(shè)計(jì)的交互性和動(dòng)態(tài)美感；此外還有“蜻蜓微影圖像識(shí)別技術(shù)”（掃視追蹤算法），可以準(zhǔn)確識(shí)別蚊子在不同光環(huán)境條件下的飛行軌跡和位置，并結(jié)合3.3 智能觸控屏應(yīng)用實(shí)現(xiàn)快速的圖像處理和反饋，在增加產(chǎn)品精準(zhǔn)度和靈敏度的同時(shí)，也增加了設(shè)計(jì)的科技感；最后，我們的滅蚊燈也采用了靜音工作模式，考慮到使用場(chǎng)景的特殊性，靜音工作模式可以保證在工作過程中不會(huì)產(chǎn)生過大的噪音，讓用戶在使用過程中更加舒適和放松?？萍寂c藝術(shù)完美結(jié)合的體現(xiàn)，也是對(duì)AI 未來人類未來生活方式的重新定義。

綜上所述，仿昆蟲智能、海豚音波通信技術(shù)、水母生物光感材料等生物智能應(yīng)用，在科技發(fā)展過程中推動(dòng)了仿生設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，為材料科學(xué)和工程技術(shù)提供了新的解決方案和思路，彌補(bǔ)了舊方法的不足，推動(dòng)了人類社會(huì)的不斷進(jìn)步。從另一角度來看，仿生設(shè)計(jì)在研究方向上的創(chuàng)新也拓寬了AI 智導(dǎo)的范圍和影響力，兩者相輔相成，共同推動(dòng)著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

二、AI智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用包括競(jìng)品分析、產(chǎn)品定位、產(chǎn)品測(cè)試、更新升級(jí)和用戶分析等多個(gè)方面。

（一）基于AI 智導(dǎo)的競(jìng)品分析

競(jìng)品分析是以事實(shí)與數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)市場(chǎng)上的已有產(chǎn)品進(jìn)行客觀深入的對(duì)比研究，找出自身產(chǎn)品與競(jìng)品之間的差距和優(yōu)勢(shì)，從而制訂出更有效的競(jìng)爭(zhēng)策略，進(jìn)而更新升級(jí)產(chǎn)品。AI 智導(dǎo)是仿生設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用之一，通過自動(dòng)數(shù)據(jù)采集和整理，可以幫助競(jìng)品提高在分析過程中的準(zhǔn)確性和效率，AI 智導(dǎo)可以快速找出競(jìng)品的優(yōu)缺點(diǎn)，從而為設(shè)計(jì)師提供有價(jià)值的參考信息。

（二）基于AI 智導(dǎo)的產(chǎn)品定位

產(chǎn)品定位是以競(jìng)品分析、消費(fèi)者需求以及市場(chǎng)營(yíng)銷策略的研究，為設(shè)計(jì)師和營(yíng)銷團(tuán)隊(duì)制定更有針對(duì)性的營(yíng)銷策略并提供有價(jià)值的參考信息。AI 智導(dǎo)可以幫助消費(fèi)者進(jìn)行更精準(zhǔn)的產(chǎn)品定位，通過分析市場(chǎng)上的競(jìng)品，可以細(xì)化消費(fèi)者對(duì)滅蚊燈的需求和期望，推薦適合消費(fèi)者的產(chǎn)品。同時(shí)，AI 智導(dǎo)可以幫助消費(fèi)者了解產(chǎn)品的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，提高消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的認(rèn)知度，并促進(jìn)產(chǎn)品的銷售和品牌建設(shè)。

（三）基于AI 智導(dǎo)生成的產(chǎn)品測(cè)試

1.AI 智導(dǎo)CMF 紋理應(yīng)用：在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，采用CMF 紋理與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，賦予產(chǎn)品更豐富的色彩和質(zhì)感，以自然的植物紋理表現(xiàn)產(chǎn)品外觀的自然美。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件結(jié)合3D 打印技術(shù)，對(duì)其外觀和功能進(jìn)行精確模擬和優(yōu)化，利用高精度打印和細(xì)節(jié)還原技術(shù)，構(gòu)建豬籠草頂部引誘器、口沿捕蚊千葉、內(nèi)部的消化器的三維模型并利用FDM 和SLA 打印技術(shù)將模型轉(zhuǎn)化為實(shí)物，實(shí)現(xiàn)紋理的精準(zhǔn)呈現(xiàn)。通過AI 智導(dǎo)生成的紋理設(shè)計(jì)，產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果不僅使產(chǎn)品外觀更具層次感，也滿足了CMF 對(duì)多樣化紋理的需求，從而為后續(xù)的燈罩和燈座的制作奠定基礎(chǔ)。

2.AI 智導(dǎo)光觸媒技術(shù)應(yīng)用：在燈罩和燈座的制作過程中，我們采用AI 智導(dǎo)光觸媒技術(shù)，在點(diǎn)亮燈具的同時(shí)有效凈化空氣，為家居環(huán)境帶來更健康的體驗(yàn)。光觸媒技術(shù)，以納米二氧化鈦（TIO2）和UV-A（波長(zhǎng)：315 ～ 400 豪微米之間對(duì)人體無害）為催化劑，其基本原理是將UV-A照射在涂有二氧化鈦的玻璃表面上，在此過程中會(huì)生成羥基分子和過氧化物，離子破壞細(xì)菌并將其分解成水和二氧化碳，以及去除無菌氣體污染物的煙霧、真菌、霉菌。通過光觸媒的技術(shù)應(yīng)用，我們的燈具不僅提供明亮的光線，而且為室內(nèi)的空氣質(zhì)量提供有效的保護(hù)，同時(shí)對(duì)蚊蟲有極好的吸引力，讓它們樂于待在燈下。

3.AI 智導(dǎo)算法可行性應(yīng)用：通過智能AI 算法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行整體優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，最大程度簡(jiǎn)化操作流程，提升用戶體驗(yàn)，從以下幾個(gè)方面實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整豬籠草燈的工作狀態(tài)：（1）智能傳感設(shè)備：產(chǎn)品形體以豬籠草為藍(lán)本構(gòu)建，內(nèi)置智能傳感設(shè)備，如光傳感器和溫濕度傳感器，精準(zhǔn)捕捉蚊蟲。同時(shí)，容器設(shè)計(jì)防止逃逸，確保蚊蟲不會(huì)逃出。（2）智能恒溫系統(tǒng)：容器內(nèi)部安裝有智能恒溫系統(tǒng)，根據(jù)外界溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)燈內(nèi)溫度，以吸引蚊蟲。同時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)容器內(nèi)的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)以保持最佳的捕蚊效果。（3）節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)：燈具采用節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)，采用可再生材料制造，且能在無人在場(chǎng)的情況下自動(dòng)關(guān)閉，節(jié)約用電。此外，該燈具是可完全降解的，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。（4）智能觸控屏：操作非常簡(jiǎn)單，只需輕觸屏幕即可完成一鍵操作，方便用戶使用。同時(shí)，在觸控屏上增加了一個(gè)小型攝像頭，軟掃視追蹤算法的圖像識(shí)別技術(shù)（圖 4），自動(dòng)統(tǒng)計(jì)飛入燈的蚊子，并顯示在觸控屏上，供用戶了解燈具的工作狀態(tài)和蚊蟲數(shù)量。

通過智能算法運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)豬籠草燈內(nèi)部參數(shù)的精準(zhǔn)控制，包括光的亮度和顏色，紫外線的強(qiáng)度以及豬籠草的捕獲機(jī)制進(jìn)行深度模擬。通過智能算法優(yōu)化的豬籠草燈不僅可以有效誘捕蚊蟲，還可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景調(diào)整燈的各項(xiàng)參數(shù)，使其更符合用戶需求，同時(shí)延長(zhǎng)了豬籠草滅蚊燈的使用壽命，確保豬籠草滅蚊燈以最優(yōu)的方式運(yùn)作，并實(shí)現(xiàn)對(duì)豬籠草滅蚊燈工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)整，從而優(yōu)化其捕蚊效果和效率，也可以作為未來豬籠草生態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)。此外，算法還可用于評(píng)估豬籠草滅蚊燈的耐用性和可靠性，以實(shí)現(xiàn)更有效地生產(chǎn)管理和質(zhì)量控制。

（四）基于AI 智導(dǎo)的更新升級(jí)

AI智導(dǎo)的更新升級(jí)這款捕蚊器在原有的基礎(chǔ)上增加了智能控制模塊，支持遠(yuǎn)程控制和定時(shí)開機(jī)/ 關(guān)機(jī)。通過手機(jī)終端，用戶可以隨時(shí)隨地控制捕蚊器，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)和優(yōu)化，因此，智能化的概念在原有的基礎(chǔ)上更好地滿足人們需求。此外，天然植物元素的加入在滿是科技風(fēng)中殺出重圍，既蘊(yùn)含自然趣味，又符合現(xiàn)代都市的個(gè)性化需求。

1. 基于產(chǎn)品形體的外觀革新：現(xiàn)有的滅蚊燈產(chǎn)品的外觀形體多以圓形或橢圓形，而“豬籠草”擬態(tài)元素的應(yīng)用是設(shè)計(jì)和應(yīng)用方法上的創(chuàng)新，其產(chǎn)品形態(tài)的靈感來自豬籠草。突破傳統(tǒng)滅蚊燈的形態(tài)，在外觀上采用豬籠草的形狀，增加趣味性，實(shí)現(xiàn)高效捕蚊。此外，還可以增加智能元素，如聯(lián)網(wǎng)升級(jí)、智能識(shí)別等，以增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。

滅蚊燈外觀的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）“一體化”的形態(tài)：造型靈感來源于豬籠草，采用擬態(tài)元素設(shè)計(jì)，保留的籠體纖細(xì)流線型的外觀，一體化成型不僅增強(qiáng)了外觀的美感，而且增加了產(chǎn)品的趣味性和攜帶的便攜性。這使得產(chǎn)品美觀且實(shí)用，如（圖 8）所示。（2）“簡(jiǎn)約化”的風(fēng)格：“豬籠草”滅蚊燈外觀沒有任何多余的裝飾，以簡(jiǎn)約的風(fēng)格為主要設(shè)計(jì)理念，修長(zhǎng)的機(jī)身，頂部覆蓋著一片小葉子，呈現(xiàn)出流暢的線條，使得產(chǎn)品脫穎而出，既環(huán)保又時(shí)尚，又可以用來滅蚊，還可以作為家居裝飾，增添一絲優(yōu)雅。（3）“便捷化”的操作：基于豬籠的開合設(shè)計(jì)，以一體化成型為設(shè)計(jì)靈感，為用戶實(shí)現(xiàn)便捷的操作體驗(yàn)。用戶可以輕松地打開和關(guān)閉滅蚊燈，同時(shí)，用戶可輕易打開滅蚊燈，清理內(nèi)部蚊蟲殘骸進(jìn)行清潔和保養(yǎng)。（4）“藝術(shù)化”的外觀：現(xiàn)代簡(jiǎn)潔的外觀設(shè)計(jì)，結(jié)合中國(guó)傳統(tǒng)元素，使滅蚊燈更具藝術(shù)性，同時(shí)提高了產(chǎn)品的辨識(shí)度。此外，還可以在外觀上運(yùn)用一些流暢的線條和飽滿的曲面，使整體造型更加動(dòng)感和韻律美，增加產(chǎn)品的藝術(shù)感。同時(shí)，可以使用不同的材質(zhì)和顏色，例如金屬材質(zhì)和亞光黑色的碰撞。

2. 基于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的內(nèi)部?jī)?yōu)化：19 世紀(jì)末至20 世紀(jì)初，美國(guó)建筑設(shè)計(jì)師沙利文提出“形式追隨功能”的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)注重實(shí)用性，使產(chǎn)品能夠更好地滿足用戶需求，提高用戶體驗(yàn)。在2023 年人工智能大會(huì)上，提出一種類似于沙利文“形式追隨功能”觀點(diǎn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念，即“形式追隨性能”。

這種設(shè)計(jì)理念強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品外形應(yīng)注重提升用戶體驗(yàn)和性能，使產(chǎn)品能夠更好地滿足用戶需求，內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以提升提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐用性。首先需要考慮散熱問題，散熱器是滅蚊燈的核心部件，合理的散熱結(jié)構(gòu)能夠保障滅蚊燈長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。其次，要保證產(chǎn)品的外觀與內(nèi)部結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，這就需要注意燈具設(shè)計(jì)的整體性和一致性，既考慮照明功能，燈具的安裝位置、照明范圍、照明強(qiáng)度等因素（圖 6）。此外，用戶交互設(shè)計(jì)也應(yīng)注意提高用戶的舒適度和滿意度。最后，需要注重產(chǎn)品的安全性和環(huán)保性，在保證足夠吸引力的前提下，實(shí)現(xiàn)良好的能效轉(zhuǎn)換，以保障使用者的安全和健康。滅蚊燈在夏季使用頻率較高，因此燈具的外觀和結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的防潮、防塵性能。同時(shí)，燈具的電源線應(yīng)采用耐高溫、耐磨損的線材，以保證使用安全。

3. 基于產(chǎn)品使用的體驗(yàn)升級(jí)：為了提高滅蚊燈的使用體驗(yàn)，我們需要設(shè)計(jì)更人性化的操作界面、提供多種模式、個(gè)性化定制、易于維護(hù)等方式來，提升用戶使用體驗(yàn)，同時(shí)，我們還需要保證產(chǎn)品的能效要求，以滿足空間美學(xué)要求。

燈具的設(shè)計(jì)應(yīng)符合人體工程學(xué)，易于清潔和維護(hù)，同時(shí)考慮到使用環(huán)境，應(yīng)采用低噪音設(shè)計(jì)，避免干擾，將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）設(shè)計(jì)更人性的操作界面：利用智能人機(jī)交互系統(tǒng)重塑操作界面，如語(yǔ)音控制、手機(jī)App 聯(lián)網(wǎng)等，簡(jiǎn)化操作，提高用戶使用效率。同時(shí)，對(duì)圖標(biāo)、文字等視覺元素進(jìn)行優(yōu)化，降低用戶的使用門檻提供便捷方式，方便用戶快速理解和操作。（2）提供和設(shè)計(jì)多種模式：如定時(shí)開關(guān)、光控開關(guān)、語(yǔ)音開關(guān)等，滿足不同環(huán)境和用戶需求。同時(shí)，可設(shè)置運(yùn)行模式，如低速運(yùn)行、快速運(yùn)行等，以適應(yīng)不同噪音要求。（3）個(gè)性化定制：通過提供用戶的信息資料可自定義的工作模式和顏色以及CMF 紋理，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化和美觀。同時(shí)，我們提供標(biāo)準(zhǔn)的API 接口，可以很容易地與其他系統(tǒng)或設(shè)備連接和集成。（4）易維護(hù)和升級(jí)：設(shè)計(jì)易于維護(hù)和升級(jí)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加設(shè)方便用戶進(jìn)行軟件和硬件升級(jí)的提示和引導(dǎo)。（5）安全數(shù)據(jù)保護(hù)：除了基礎(chǔ)的保護(hù)和物理安全機(jī)制外，我們的產(chǎn)品通過內(nèi)置的安全模塊和加密技術(shù)提供先進(jìn)的安全保障，以保護(hù)用戶的數(shù)據(jù)和隱私。用戶體驗(yàn)的升級(jí)可以增強(qiáng)用戶對(duì)產(chǎn)品的忠誠(chéng)度和滿意度，增強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)，通過空間美學(xué)適應(yīng)性和用戶體驗(yàn)來滿足用戶個(gè)性化的需求，是產(chǎn)品優(yōu)化的重要方向。

（五）基于AI 智導(dǎo)的用戶分析

用戶分析可以幫助產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)更好地了解用戶的需求和習(xí)慣，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和優(yōu)化。例如，通過分析用戶行為，可以發(fā)現(xiàn)用戶使用習(xí)慣、鐘愛哪些功能以及他們最滿意哪些設(shè)計(jì)，從而有針對(duì)性地改進(jìn)產(chǎn)品。同時(shí)，AI 智導(dǎo)的用戶分析也可以幫助產(chǎn)品團(tuán)隊(duì)更好地理解用戶的情感需求，通過對(duì)話系統(tǒng)的情感檢測(cè)，挖掘機(jī)器人與用戶的交互語(yǔ)言，以監(jiān)測(cè)結(jié)果為依據(jù)之一完善產(chǎn)品的情感設(shè)計(jì)，完整的用戶反饋和行為數(shù)據(jù)也可用于優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和用戶體驗(yàn)。智能數(shù)據(jù)分析工具可以幫助企業(yè)更好地了解用戶需求，提高產(chǎn)品滿意度和忠誠(chéng)度，以及用戶體驗(yàn)，從而增加用戶黏性，促進(jìn)口碑傳播。

通過用戶的反饋信息和行為數(shù)據(jù)，可以了解用戶對(duì)產(chǎn)品的期望和不滿，從而做出更精準(zhǔn)的產(chǎn)品優(yōu)化和改進(jìn)。同時(shí)，AI 技術(shù)也被用于用戶測(cè)試和調(diào)查，以更準(zhǔn)確地理解用戶的需求和行為。這些用戶數(shù)據(jù)都被用于優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，改善用戶體驗(yàn)，從而提高用戶對(duì)產(chǎn)品的滿意度。

三、AI智能在仿生設(shè)計(jì)中面臨的挑戰(zhàn)與展望

AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中增添了新的設(shè)計(jì)思維，為解決復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題提供了更多的可能性。然而，AI 智導(dǎo)也面臨著許多挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)獲取、模型精度、倫理問題等。

（一）難以獲取復(fù)雜數(shù)據(jù)的技術(shù)挑戰(zhàn)

技術(shù)挑戰(zhàn)主要集中在如何獲取大量高質(zhì)量的仿生設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，AI 智能引導(dǎo)需要更精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，但是復(fù)雜的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)難以獲取，給AI 智導(dǎo)的應(yīng)用帶來了一定的難度。目前主要依賴人工標(biāo)注，耗時(shí)耗力且容易出錯(cuò)。如何將未標(biāo)注數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效數(shù)據(jù)，以及如何處理數(shù)據(jù)之間的復(fù)雜關(guān)系，是AI 智導(dǎo)在解決復(fù)雜設(shè)計(jì)問題時(shí)需要克服的數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)。

（二）設(shè)計(jì)師與AI 智導(dǎo)交互方式不夠自然的挑戰(zhàn)

設(shè)計(jì)師在仿生設(shè)計(jì)時(shí)需要與AI 智導(dǎo)進(jìn)行指令的輸入與輸出。然而，目前大多數(shù)的AI 智導(dǎo)系統(tǒng)只會(huì)簡(jiǎn)單的指令輸入和結(jié)果輸出，缺乏自然的交互方式模式。這使得設(shè)計(jì)師需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力來適應(yīng)機(jī)器的思維方式，才能有效地利用AI 指導(dǎo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，如何提供更自然、更直觀的交互方式，是AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中面臨的又一挑戰(zhàn)。

（三）數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)等倫理問題

倫理問題一直是人工智能領(lǐng)域備受關(guān)注的話題。在AI 智導(dǎo)的應(yīng)用過程中，我們需要確保數(shù)據(jù)隱私和用戶權(quán)益得到充分保護(hù)，避免濫用、侵犯隱私等問題。同時(shí)，我們還需要關(guān)注AI 智導(dǎo)算法的公正性和透明度，確保其決策過程不受偏見和歧視的影響。

基于AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中面臨的挑戰(zhàn)，未來發(fā)展方向和未來展望：盡管AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中面臨著諸多挑戰(zhàn)，但仍然具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，AI 智導(dǎo)將更加智能和自主，能夠更好地適應(yīng)復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題。同時(shí)，設(shè)計(jì)師還需要不斷更新自己的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)水平，才能更好地利用AI 智導(dǎo)進(jìn)行仿生設(shè)計(jì)。未來從算法優(yōu)化、數(shù)據(jù)集擴(kuò)展、跨領(lǐng)域應(yīng)用、交互方式改進(jìn)、評(píng)估方法拓展、VR、AR 技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域突破等方面進(jìn)行AI 智能化指導(dǎo)，將進(jìn)一步推動(dòng)AI 和仿生設(shè)計(jì)的仿生設(shè)計(jì)創(chuàng)新發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中具有廣闊的應(yīng)用前景。通過仿生設(shè)計(jì)的交叉應(yīng)用，AI 智導(dǎo)可以深度融合多學(xué)科，挖掘設(shè)計(jì)潛力、探索新的設(shè)計(jì)可能性。本文綜述了AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中的發(fā)展，總結(jié)了AI 智導(dǎo)在仿生設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并探討了AI 智導(dǎo)在仿生學(xué)中的挑戰(zhàn)與展望，以期為未來的仿生設(shè)計(jì)提供參考，促進(jìn)仿生設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。

未來的仿生設(shè)計(jì)將更加依賴人工智能的強(qiáng)大支持。AI 仿生設(shè)計(jì)將更加注重用戶體驗(yàn)，通過VR和AR技術(shù)實(shí)現(xiàn)沉浸式交互體驗(yàn)，挖掘人類行為、認(rèn)知、情感等各個(gè)層面的設(shè)計(jì)潛力，探索新的設(shè)計(jì)可能性。尋找更加智能、更高效、更人性化的設(shè)計(jì)方法，可以通過這種沉浸式體驗(yàn)提升產(chǎn)品價(jià)值，實(shí)現(xiàn)更高效學(xué)習(xí)，從海量數(shù)據(jù)中提取設(shè)計(jì)靈感，拓展設(shè)計(jì)師的創(chuàng)作空間，為設(shè)計(jì)師提供更加精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)和優(yōu)化建議，這也是AI 與仿生交叉研究的關(guān)鍵。

基金項(xiàng)目：本文系山東省藝術(shù)教育專項(xiàng)課題《PAD 教學(xué)方法在藝術(shù)設(shè)計(jì)線上線下混合式教學(xué)中的應(yīng)用》、山東省社會(huì)科學(xué)普及應(yīng)用研究項(xiàng)目（2022SKZZ22）、山東藝術(shù)學(xué)院教改課題《基于 ADDIE 教學(xué)模式的設(shè)計(jì)評(píng)論課程教學(xué)改革研究》的項(xiàng)目成果。

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