新時代下人工智能技術(shù)融合設(shè)計學科的思考與展望

胡子崟 唐昌喬

關(guān)鍵詞：人工智能 設(shè)計 融合 學科交叉 藝術(shù)與科技

引言

在新技術(shù)飛速發(fā)展的新時代下，設(shè)計學科也在迎來一場悄無聲息的轉(zhuǎn)換與變革，“設(shè)計”一詞正在被重新定義。隨著近幾年國內(nèi)越來越多的企業(yè)開始利用人工智能完成設(shè)計業(yè)務，人工智能不再單獨作為一種高新科技而存在，而是廣泛地參與設(shè)計行業(yè)中，形成多學科交叉、科技與設(shè)計互融的新局面。這對于設(shè)計學科來說是具有創(chuàng)造性意義的。每個不同時代新技術(shù)的出現(xiàn)，都能為設(shè)計帶來新的變革和發(fā)展，都能在不同程度上重新定義設(shè)計學學科。飛速發(fā)展的新時代促使設(shè)計方法、設(shè)計需求發(fā)生變化，設(shè)計學科變成了一門綜合性的學科。在此背景下，人工智能等新技術(shù)參與設(shè)計無疑會極大地豐富了設(shè)計方法、促進設(shè)計學科的交叉發(fā)展，從而再次推動新一輪的設(shè)計變革。設(shè)計融合跨學科教育和科研合作，既是基于技術(shù)高速發(fā)展做出的自主選擇，也是未來設(shè)計學科的大勢所趨。因此，梳理人工智能等新興技術(shù)與設(shè)計學科的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合時代背景提出新興技術(shù)結(jié)合設(shè)計的思考，從而適應時代的發(fā)展需求是很有必要的。

一、國內(nèi)人工智能與設(shè)計學科發(fā)展概述

（一）國內(nèi)人工智能的發(fā)展

在人工智能技術(shù)開發(fā)和市場應用領(lǐng)域，中國已進入國際前沿發(fā)展群體，呈現(xiàn)出“中美”聯(lián)合引領(lǐng)世界發(fā)展的局面。但從科技產(chǎn)出、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和行業(yè)應用等方面情況來看，中國人工智能的總體發(fā)展水平與美國比仍有差距，但已經(jīng)超過英、日、德、法等發(fā)達國家[1] 。

與國外人工智能技術(shù)的領(lǐng)頭羊企業(yè)相比，中國企業(yè)整體的技術(shù)還較差，在專利申請方面也落后于國內(nèi)高校及研究機構(gòu)，甚至是被公認為人工智能行業(yè)巨頭的騰訊、阿里巴巴和百度，在人才、論文和專利方面的表現(xiàn)都不甚可觀，而他們的競爭對手IBM、微軟和谷歌等企業(yè)，無論從哪項指標、哪個方面上看都在世界上處于領(lǐng)先位置。高盛的《中國人工智能的崛起》報告中發(fā)現(xiàn)，雖然中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭的研發(fā)投入占銷售額比重并不比美國低很多，但研發(fā)投入的絕對量差距非常顯著[2] 。總體來說，中國雖然已成為世界第二大人工智能生態(tài)系統(tǒng)，但和美國相比差距仍然較大。

（二）國內(nèi)設(shè)計學科的發(fā)展

國內(nèi)設(shè)計學科的發(fā)展和革新總體上看可分為兩個方面。一方面，從設(shè)計理念和思維上說，中國設(shè)計學科的發(fā)展開始于二十世紀五十年代，在工業(yè)和科技的不斷發(fā)達和革新之中，九十年代中期，計算機技術(shù)的出現(xiàn)為數(shù)字化設(shè)計提供了技術(shù)支撐。技術(shù)的革新為打破傳統(tǒng)的設(shè)計思維和理念提供了必要的條件。另一方面，從設(shè)計方式和工具上說，隨著計算機技術(shù)的普及，設(shè)計學科的設(shè)計方式有了新的變化，逐漸由傳統(tǒng)的手繪創(chuàng)作走向了數(shù)字化設(shè)計創(chuàng)作，新的技術(shù)也給設(shè)計師們和設(shè)計學科提供了新的結(jié)合點。

設(shè)計學科發(fā)展到當下，在設(shè)計非實體化、設(shè)計模式創(chuàng)新和技藝融合的背景下，其需求和考慮因素越來越多，設(shè)計的界限越來越模糊且內(nèi)容更加復雜，加上各種媒體傳播方式不斷涌現(xiàn)，信息交流與交換方式更加多樣，用傳統(tǒng)單一學科的知識和技能，已難以解決現(xiàn)代社會復雜的數(shù)字化生存問題[3] 。各種智能技術(shù)的涌現(xiàn)，極大地豐富了設(shè)計的表現(xiàn)形式、為設(shè)計學科參與現(xiàn)代化建設(shè)增添了更加多的可能性。在這個時代及科技背景下，設(shè)計學科更加緊密地和科學融合在一起了。

二、人工智能技術(shù)參與設(shè)計的現(xiàn)狀

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展的時代下，設(shè)計不再通過傳統(tǒng)工具進行創(chuàng)作，而是向著專業(yè)化、規(guī)格化和配套化的趨勢發(fā)展。設(shè)計工具不再是利用筆墨、顏料、尺規(guī)等工具進行創(chuàng)作，而是利用計算機技術(shù)和智能軟件進行制作。設(shè)計工具逐漸從實物轉(zhuǎn)向數(shù)字化，這深刻影響了設(shè)計師的設(shè)計思維、方式及工作流程。近幾年，在人工智能技術(shù)的快速發(fā)展下，設(shè)計方式也在發(fā)生變化，重復性的設(shè)計工作依靠人工智能技術(shù)的輔助變得相對簡單輕易。尤其是在平面設(shè)計和產(chǎn)品設(shè)計等設(shè)計學科中，人工智能的可利用性和可操作性大大提升了。

（一）人工智能技術(shù)參與平面設(shè)計

設(shè)計在人們的印象中，一直是作為一種創(chuàng)意活動的存在。但在設(shè)計過程中，有許多工作是具有重復性的。比如在平面設(shè)計中，設(shè)計師在完成一張海報設(shè)計后，可能會保持這個海報設(shè)計的版式不變，在此版式的基礎(chǔ)上再進行別的類型的海報設(shè)計。這時候，此工作就不再需要設(shè)計師發(fā)揮創(chuàng)造性了，直接在此基礎(chǔ)上改動即可。人工智能善于做的正是那些批量化、繁雜的重復性工作。

2018年，阿里巴巴在UCAN會議上推廣了海報設(shè)計的人工智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)被命名為“鹿班”。“鹿班”是由阿里巴巴智能設(shè)計實驗室自主研發(fā)的一款人工智能“設(shè)計師”。基于圖像智能生成技術(shù)，鹿班可以改變傳統(tǒng)的設(shè)計模式，使其在短時間內(nèi)完成大量banner圖、海報圖和會場圖的設(shè)計，提高工作效率[4] ，如圖1。

該系統(tǒng)可以從多個方面綜合分析賣家商品信息、買家購買傾向等，有效提高淘寶美工設(shè)計的工作效率，最終實現(xiàn)智能化平面設(shè)計的目標。2016年淘寶“雙十一”活動中，阿里巴巴的“鹿班”人工智能設(shè)計師生成了1.7億張橫幅廣告。可以看到，這一系統(tǒng)在平面設(shè)計中的推動效果極為明顯，此系統(tǒng)也在近兩年的應用中設(shè)計了大量優(yōu)質(zhì)的海報。

（二）人工智能技術(shù)參與產(chǎn)品設(shè)計

在當下科學技術(shù)的快速發(fā)展下，產(chǎn)品設(shè)計越來越走向與大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)等高新科技相融合的發(fā)展態(tài)勢，產(chǎn)品設(shè)計與制造和高新科技變得越來越密不可分。

麻省理工學院的研究人員日前推出了一種工具，可以自動生成設(shè)計原型，并對產(chǎn)品進行智能分析[5] 。下圖為此工具做出的兩個燈具設(shè)計。每個燈具有三個燈頭，彎曲和放置在不同的位置。那么哪個有更好的穩(wěn)定性呢？結(jié)果是，它們同樣穩(wěn)定。這個智能燈具是由一個智能算法發(fā)現(xiàn)的，兩個算法均為它們設(shè)計，如圖2。

研究人員與哥倫比亞大學合作，給設(shè)計人員推出了這種新工具。在設(shè)計人員過去一年的設(shè)計工作的基礎(chǔ)上，這種技術(shù)可以優(yōu)化任何產(chǎn)品的設(shè)計，如燈、船或扳手;還可用于各種指標，如質(zhì)量、阻力和應力容差。然后它可以創(chuàng)建該對象的數(shù)十種設(shè)計，使每種設(shè)計都調(diào)整到不同的最佳效率。換句話說，它消除了設(shè)計過程中的迭代（即反復執(zhí)行一系列運算步驟，從前面的量依次求出后面的量，從而逼近所需目標或結(jié)果）。這說明，人工智能可以應用于消費品和工業(yè)零件的設(shè)計和工程，取代人類對產(chǎn)品設(shè)計的一些猜測，并增強設(shè)計師自身的直覺，從而在不降低精確性的前提下，進行批量化、規(guī)模化的產(chǎn)品設(shè)計。

（三）人工智能技術(shù)參與服裝設(shè)計

早在2017年，美國電商巨頭亞馬遜就已經(jīng)提出了全新的人工智能算法。此算法通過分析大量圖片的風格，結(jié)合風格自動生成服裝設(shè)計圖，將其應用于服裝設(shè)計領(lǐng)域。同樣，在印度的某電商網(wǎng)站中，一款由計算機根據(jù)兩種智能算法設(shè)計出來的T恤成了該網(wǎng)站所有服裝產(chǎn)品中的熱門產(chǎn)品。第一種算法可以生成隨機圖像;第二種算法則是先對電商平臺中的所有服裝圖像進行詳細的分析，然后生成與現(xiàn)有服裝的設(shè)計風格相似但并不完全相同的設(shè)計，如圖3。

可見，在服裝設(shè)計學科中應用人工智能技術(shù)有利于不斷迎合時尚服裝潮流，充分了解廣大消費者對服裝的愛好和需求，對服裝設(shè)計市場進行精準的把控，從而在服裝設(shè)計學科當中引起新一輪的技術(shù)變革。

三、人工智能技術(shù)融合設(shè)計學科的思考與展望

（一）人工智能技術(shù)融合設(shè)計學科的思考

1.人工智能技術(shù)與設(shè)計師的關(guān)系

當新技術(shù)開始引領(lǐng)新一輪的變革時，很難不把它與人類的關(guān)系考慮在內(nèi)。目前來說，人工智能技術(shù)相對于人類擁有以下幾個優(yōu)勢：首先，它可以在短時間內(nèi)完成極其繁雜的運算;其次，可以長時間不停地完成同一個設(shè)計工作，且不存在消耗精力，使人疲倦的問題;第三，人工智能記憶力好，積累的經(jīng)驗可以被隨時調(diào)用;最后，它不會被感情等主觀因素影響設(shè)計思路，可以比設(shè)計者更公平、客觀地對待每個方案。

但是，人工智能等新技術(shù)經(jīng)過不斷完善和發(fā)展，存在的問題也很明顯：我們是否可能過度依賴單一的智能系統(tǒng)，在此過程中失去設(shè)計師自己的創(chuàng)造力和獨創(chuàng)性呢？在當今社會，人工智能是一種技術(shù)、一種工具，作為我們?nèi)祟惖暮献髡叨嬖凇５窃诓贿h的未來，人工智能有沒有可能具有自己的意識，成為真正獨立的創(chuàng)作者，獨自去完成設(shè)計任務？通過分析，人工智能技術(shù)和設(shè)計師之間的關(guān)系主要存在以下兩個方面：首先，人工智能技術(shù)短期內(nèi)取代設(shè)計師較難。人工智能目前在設(shè)計活動中主要應用在電商企業(yè)活動海報的制作上。電商企業(yè)制作大批量活動海報的目的一般是促銷產(chǎn)品，推動消費，而這種海報的文化底蘊和美學價值則變得次要了。因此，像“鹿班”這種人工智能設(shè)計師可以在目前被使用到批量海報的設(shè)計制作當中，接替小部分的設(shè)計工作。但其想在一段時間內(nèi)完全替代設(shè)計師的工作是非常難的;其次，人工智能想要取代設(shè)計師，需具備更加智能的深入分析能力。當下的人工智能設(shè)計工具通常都是針對簡單的設(shè)計需求和目標進行設(shè)計，設(shè)計師創(chuàng)造性解決問題的能力是人工智能技術(shù)沒有的。具有人類獨特的創(chuàng)造性，且具備更加智能、深入分析復雜需求的能力，是將來人工智能能夠獨立完成設(shè)計活動，充當設(shè)計師角色必須具備的能力。

在當今的倫理道德社會中，包括人工智能在內(nèi)的所有新技術(shù)都應該以人為中心，以人類的意志為驅(qū)動。換句話說，人工智能和其他新技術(shù)的發(fā)展必須由人類來引導。設(shè)計中融入人工智能等新技術(shù)的目的是為了造福人類、為人類做貢獻、使人類的設(shè)計活動更加便利，而并非替代人類[6] 。因此，在當下的設(shè)計活動中，設(shè)計師體現(xiàn)的文化底蘊、創(chuàng)新能力、前瞻性的思路和創(chuàng)作手法如何被人工智能吸收、融入;人類的設(shè)計活動所體現(xiàn)出來的文化內(nèi)涵、藝術(shù)性和美學理論支撐如何與人工智能等新技術(shù)有機相結(jié)合，都是亟需進一步考慮和解決的問題。

（二）人工智能融合設(shè)計學科的展望

1.跨學科教育和科研合作成為設(shè)計學科發(fā)展的趨勢

范凌博士說，希望將設(shè)計作為一種人文、文化、社會和想象力的學科[7] 。如果說2017年第一份設(shè)計和人工智能報告的企圖是把機器智能帶入設(shè)計學科和實踐（即“設(shè)計人工智能的A面”），那么2018年的報告則是把設(shè)計思維、實踐帶入和推動機器智能的嘗試（即“設(shè)計人工智能的B面）。

約翰·馬伊達（John Maeda，麻省理工學院媒體實驗室知名教授）一書《簡單化的法則》的副標題就談到：“簡單化 ：設(shè)計、技術(shù)、生意、生活”的概念。這個概念的核心即：綜合設(shè)計、交叉學科思維。

這既是設(shè)計專業(yè)的巨大飛躍，也揭示了整個設(shè)計學科的發(fā)展趨勢。

通過范凌博士和約翰·馬伊達教授的觀點可以看出，設(shè)計學科向內(nèi)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。當代設(shè)計方法正在隨著時代和社會的進步不停地變化，傳統(tǒng)的設(shè)計思路與方式已經(jīng)不能滿足時代的需要了。二十一世紀的平面設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、交互設(shè)計、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計等設(shè)計學科的發(fā)展不僅需要設(shè)計人才，還需要大數(shù)據(jù)、軟件工程、計算機編程、前端設(shè)計師及心理學專家等多個領(lǐng)域的專業(yè)人員共同參與進來。

因此，不管是在當前的高校設(shè)計教育體系還是在產(chǎn)業(yè)的設(shè)計團隊中，參與設(shè)計的成員都應具備良好的跨學科的溝通能力和極強的團隊合作精神，同時還需要具備龐大的知識體系和強大的學習適應能力，以給予團隊成員準確及時的反應和回復。此外，人工智能時代要求設(shè)計人員具有更加成熟、多方面的系統(tǒng)和大局觀，能在多學科交叉的設(shè)計活動中識別問題，能深入理解數(shù)據(jù)和計算，善于構(gòu)建對跨學科關(guān)鍵技術(shù)問題的認知。設(shè)計融合跨學科教育和科研合作既是基于技術(shù)高速發(fā)展做出的自主選擇，也是未來設(shè)計學科的大勢所趨。

2.批量化、智能化和數(shù)據(jù)分析更多地體現(xiàn)在設(shè)計學科中

技術(shù)時代，人在設(shè)計領(lǐng)域的主體性隨著技術(shù)的興起而逐漸衰退。

在傳統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計的工作流程是先在頭腦中構(gòu)建創(chuàng)意靈感，再使用設(shè)計工具進行創(chuàng)作，最后生成出設(shè)計作品[8] 。在產(chǎn)品設(shè)計和交互設(shè)計等現(xiàn)代智能化背景下的設(shè)計中，設(shè)計師往往遵循發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題的方法進行設(shè)計。但是，隨著人工智能等高新科技的不斷發(fā)展和融合，以往的傳統(tǒng)設(shè)計過程已逐漸改變。設(shè)計師不再是通過用戶抽樣去發(fā)現(xiàn)問題、尋找需求、分析問題從而給出解決方案，而是介入產(chǎn)品的整個生命周期中，在用戶的實際體驗過程中不斷地重新設(shè)計、重新優(yōu)化，從而給用戶帶來更加個性化、針對性的服務體驗。

清華大學柳冠中教授的“設(shè)計事理學”方法論提到，設(shè)計應該考慮到生產(chǎn)過程中的每一環(huán)節(jié)，形成一個有機的設(shè)計循環(huán)系統(tǒng)。因此，設(shè)計不再是產(chǎn)品生產(chǎn)鏈中的一個獨立部分，而是貫穿整個產(chǎn)品生命周期，以用戶為中心、人工智能賦能的設(shè)計循環(huán)。新范式下的設(shè)計對象亦發(fā)生了改變。在過去，設(shè)計師的目標通常是單一的設(shè)計輸出。但在當今人工智能技術(shù)的背景下，設(shè)計師的目標將不再是局限于單獨的“物”的設(shè)計，而是可以直接參與“造物者”的設(shè)計，其設(shè)計目標將是一條條自動化的生產(chǎn)線，通過參與復雜系統(tǒng)的建設(shè)，以此系統(tǒng)的自動化、智能化的設(shè)計能力支撐各種產(chǎn)品與服務的智能化和批量化生成。不同于工業(yè)時代的大規(guī)模生產(chǎn)標準化產(chǎn)品的背景，以人工智能為代表的新技術(shù)背景下的規(guī)模化生成的設(shè)計成果之間并不完全一致，將呈現(xiàn)出“千人千面”的差異性。

3.設(shè)計學科會為未來培養(yǎng)出更多綜合型應用人才

威廉·李德維爾（William Lidwell）等人撰寫的的《通用設(shè)計原則》（UniversalPrinciples of Design，Rockport Publishers2003，ISBN-10：1592530079）是最早的跨學科參考書之一，這本著作是從跨學科角度談工業(yè)設(shè)計的非常精彩的作品[9] 。王受之教授談到，經(jīng)過赫斯科特（John Heskett）之后四十年的發(fā)展，設(shè)計已經(jīng)和其他各種活動融和在一起。比如市場營銷活動、博物館展覽、視頻游戲、復雜的控制系統(tǒng)設(shè)計。事實上，我們所看到的各種設(shè)計都是各種學科結(jié)合在一起的概念和實踐的結(jié)晶。在當下社會，沒有人可以精通所有學科，熟知所有領(lǐng)域，成為所有方面的專家，所以設(shè)計師除了完成各自方向的設(shè)計之外，還不得不尋找進行設(shè)計工作所必備的專業(yè)信息和專有技術(shù)。

今年一月，國務院學位委員會和教育部發(fā)布通知，決定設(shè)置“交叉學科”門類（門類代碼為“14”）[10] 。隨后，包括河北工業(yè)大學、魯迅美術(shù)學院、湖北美術(shù)學院等數(shù)十所高等院校新增“藝術(shù)與科技”專業(yè)，歸在藝術(shù)學門類（門類代碼為“13”）下。可以看出，在設(shè)計學科的建立與轉(zhuǎn)型上，國內(nèi)已有許多高校對設(shè)計學科做出改變，使設(shè)計學科向著學科交叉、學科互融的方向前進。

因此，在中國制造向中國設(shè)計、中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)型升級中，設(shè)計學學科需要抓住“科技融合設(shè)計”的發(fā)展大方向，在設(shè)計學科創(chuàng)新研究方面，持續(xù)推動科研合作和以新興技術(shù)方法為主導的數(shù)字設(shè)計;在設(shè)計學科人才培養(yǎng)方面，設(shè)計者不但要具有造型基礎(chǔ)、理論基礎(chǔ)，而且還需要具有計算機、人機工程學、互聯(lián)網(wǎng)等交叉學科技術(shù)能力，從而更好地為中國的現(xiàn)代化建設(shè)服務，造福民生。

結(jié)語

與美國有條不紊的設(shè)計教育相比，中國的設(shè)計學科正在隨著經(jīng)濟模式的轉(zhuǎn)型而轉(zhuǎn)型。未來的設(shè)計學科教育體系將會是設(shè)計與技術(shù)深度融合的體系。未來推動設(shè)計學科發(fā)展的力量不僅是設(shè)計人才，也不僅僅是學科實力，更加會是人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等互聯(lián)網(wǎng)新興技術(shù)。這些新興技術(shù)融合下的設(shè)計學科將會一起構(gòu)成未來型設(shè)計教育。顯然，在中國邁向社會主義現(xiàn)代化強國的征程中，設(shè)計學科與新興科學技術(shù)之間的關(guān)系值得我們思考。未來的幾十年，將會是科學技術(shù)融合設(shè)計發(fā)展最快的幾十年。設(shè)計學科將成為中國現(xiàn)代化建設(shè)的重要組成部分，在科技融合設(shè)計的背景下，設(shè)計學科將會為國內(nèi)外全力講好中國故事，推動中國從設(shè)計大國向設(shè)計強國轉(zhuǎn)變。

3390501908293