获奖作品代表②

“视幻材料”ILLUSORYMATERIAL

中国智造大奖-概念组明日之星设计方：曾佳旎邓鸿浩

“视幻材料”是一种设计方法论，通过参数化算法对材质解构，创造具有独特表达、光学性质、用户体验的材料。设计师首创了一种棱镜打印方法，运用光学原理，创建了具有棱镜折射效应的视幻材料。设计师在传统设计三维造型的基础上，结合数字建模和多材料体素化3D打印，解构材料本身并制造多重属性和表达的物体表面;通过算法来对其肌理、变化、折射度进行设计，把看似不可能存在于现实的材料带到工业设计中，给予其独特的交互体验，模糊虚拟和现实世界的界限。

“视幻材料”使物品在不同观看角度呈现不同的颜色和图案，重新定义材料表达（materialexpression）在工业设计中的意义。设计师希望把“物体的皮肤”看作是独立的实体来解构并创作，而不是统一单性质的材料表面，只能从固有的集合中选择。设计师构想了工业设计的未来：现实中的物理材料选择可达到软件渲染材质的自由度;色彩设计不是单单通过化学颜料、喷涂，而是通过棱镜打印结合简单色块创造出五彩缤纷的色泽;物体表面无需电子元件就能自我呈现动态颜色与图案。

曾佳旎，中国杭州人，目前常居于美国旧金山。设计师、创意总监、创始人。本科一等学位毕业于宁波诺丁汉大学工业设计专业，研究生毕业于美国麻省理工学院。曾佳旎推崇与新科技、新材料相关的设计和科研，擅长利用参数化建模、算法对材料微观结构、空间、物理环境、可触碰的物体与产品进行设计与改造，其作品跨越虚拟和现实的界限，实验探索多个新兴领域，包括体素化3D打印、软体机器人、人工智能与IOT等，作品曾获得红点至尊奖、IDEA银奖、Core77設计大奖、ADesign铂金奖、ArchitizerA+等，并被多家国内外顶尖媒体，如Dezeen、FastCompany、WallpaperINNOVATION、FinancialTimes.Domus、ArchitectMagazine.FRAME杂志、MarieClaire、TechCrunch、美国哥伦比亚电台等报道。曾佳旎与来自哈佛大学的设计师邓鸿浩联合创始了设计工作室IlusoryMaterial和科技公司ButrTechnologies（佰络科技），致力于设计、科研和未来产品研发。

《设计》：“视幻材料usoryMaterial”项目是如何开始的？灵感来自哪里？

曾佳旎：“视幻材料”是由我和邓鸿浩两人发起，后加入科研学者朱韵怡，并由MIT的AxelKilian和StefanieMueller教授监制。与其说是突发奇想的灵感，不如说是长期以来的设计愿景因相关科技的发展得到了实现。

自3D打印技术被发明以来，其比较多地被用于产品开发中的原型设计、产品迭代中，为批量生产试错，只有少数一些前沿学者和设计师会用3D打印来制造其他生产方式难以加工的、高度化定制的结构和形态。而这些应用绝大多数还是利用了3D打印快速成型三维物体的特点，以熔融沉积快速成型技术（FDM）为例，就是将一种打印材料熔化、分层堆叠、固化铸型，重在“形”;近几年多材料3D打印，特别是Polyjet技术的问世，让设计师能够从更微观的角度去思考快速成型，重在“形”和“料”。

与此同时，数字化设计在不断革新，其发展速度、应用广度远远超过了以实体产品为主导的设计。我觉得如果遵循工业设计最初的定义，以产品外观为主的传统设计正在“死去”。而革新的是设计方法、工具、理念。近十几年被设计教育界过度推崇的“User-centereddesign”和“Designthinking”对我来说更像是过于宽泛、缺少批判思维的陈词滥调。我一直在摸索一种全新的、真正把数字和现实结合的设计方法论。对我来说，“形”的生成和“料”的选择是实物设计的关键。在数字化的今天，设计师习惯了计算机建形甚至是参数化造形;而我觉得“料”不应仅仅局限于选择，它应该可以被数字化的方式自由创作，快速成型的技术精确制造一新材料即新设计。

作为正在体验这一切变化，不甘随时代“死去”，迫切寻求变革的设计师，我们想要把数字化设计的理念和自由度真正带到材料和产品设计中。多材料体素化3D打印技术的出现使这个想法成为现实。这种技术的本质有点类似把制造工艺“像素化”：不同于批量生产中的，或是常见单材料3D打印技术中的一种材料仅展现单一性质，它能够把不同颜色、透明度甚至软硬度分配到模型的每个体素点（三维像素），以此生成具有特殊观感和性质的材料。反观数字世界中的材料，其实并不存在微观结构与实体，我们肉眼所见的只是电脑渲染出来的一种“表达”。而这种“表达”直接导致人的不同观感：金属质感与强反光让人直觉物体较凉和坚硬;柔和的颜色让人感觉物体柔软;不断交替的动态颜色让人下意识地认为是电子屏等。体素化3D打印技术结合我们的算法，让实物表面无需改变材料也能有多种“表达”的机会。

这种“表达”从某种意义上产生了交互，而这种交互又不依赖于电子元件。在这个硬件设备轻量化的时代，有多少功能上的交互能够，或者说，应该被材料的交互替代？

《设计》：“视幻材料IllusoryMaterial”项目中应用了哪些新技术/设计工具？

曾佳旎：与其说“应用”其他的技术，这个项目更多的是发明了一种全新的设计理念和工具。当然，“视幻材料”的成功离不开高速发展的多材料体素化3D打印技术，尤其是项目使用到的3D打印机StratasysJ750和Polyjet打印技术。我们设计了一套参数化算法软件系统，将棱镜结构附着于任何形状的物体表面，并根据观看角度及对应想得到的图案生成棱镜结构，最终设计出在不同观看角度有不同颜色、图案变化的，有交互性质的物理表面。在一年多的科研中，我们设计了整个算法系统，做了一系列的测试与打印实体模型，并应用这个流程到产品设计中，做出了各种有功能性或美观性的应用场景。“视幻材料”展现了3D打印的全新领域，开拓了曾仅存在于数字世界的材料设计与制造方法。

《设计》：“视幻材料IllusoryMaterial”是在”概念组“获得的”明日之星“，”视幻材料“还在概念研发阶段吗？

曾佳旎：目前我们的算法系统处于研发状态，还未面向客户与群众。但是我们的算法已经能够用于实现多种材料形态、性质和表达，并应用于产品设计模型迭代中去。这种材料的本质是树脂，它的坚硬度和耐久度还达不到工业产品中最常见的几种塑料或金属的水平，所以除了设计迭代与打样用途，“视幻材料”比较多用于实验性的、产品研发阶段中的时尚新材料相关的应用场景。目前我们已在与几家奢侈品牌和美术馆进行合作。

《设计》：“视幻材料IllusoryMaterial”作为一种设计方法论，想要实际应用需要掌握哪些知识和技能？

曾佳旎：视幻材料的出发点是一种全新的设计方法论，但是我们希望最终呈现在大众或者设计师面前的是一个非常容易使用的软件和3D打印机，用于材料设计、形态生成、实物打印等。所以理论上用户不需要掌握除了基础3D建模以外的任何特殊技能;在界面中创作可视化的效果即能在打印模型中体现：所见即所得。当然我们团队的设计师和研究学者需要有很强的参数化建模经验、编程技术和对计算机图形学的深入理解，和对设计流程的熟识才能完成整个项目。

《设计》：未来”视幻材料“可以应用哪些材料进行3D打印？未来可以应用在哪些领域？

曾佳旎：我们团队不研发3D打印机的原始材料，所以这个问题取决于世界领先的几家3D打印机公司。除了我们目前用的树脂类材料之外，体素化3D打印技术也可以打印类似于ABS和橡胶（有弹性的）材料。目前我们做的科研都是和材料的光学性质（折射）相关，所以需要用到有一定通透度的材料，如透明树脂。MITGlassLab和MediaLab曾研究过玻璃3D打印技术，虽然离商业化还比较远，但是未来一定有可能实现，如果我们有足够资源，也非常希望能探索这个领域。“视幻材料”目前收到了来自汽车、医疗、电影、时尚行业等领域的合作愿望，希望不久的将来会有一些产品面世。

《设计》：后续还将就“视幻材料IllusoryMaterial”进行哪些延展研发？

曾佳旎：前面提到我们目前的研究方向都和材料的光学性质有关，未来我们会尝试“视幻材料”在其他物理和化学性质方面的探索。其实“IllusoryMaterial”直译比较像“幻觉的”、“不现实的”，甚至是“荒谬的”的材料。而我一直觉得“材料”这个概念本身就是一种“假象”：人们需要的仅仅是材料呈现出的性质，而不是其组成、结构和本质。打个极端的比方，如果一团泥巴能够通过某种结构展现塑料的耐久耐热和可加工性，那么塑料完全可以被它代替。“视幻材料”本质是将其他材料从微观上进行重组和结构生成，以达到某种被需要的材料性质和表达，未来这个理论不仅仅会被用于光学性质，还可能用于物体弹性、耐久度、硬度、耐热性等。

我曾有个不切实际的想法：“Onematerialforall，allforonematerial.”是否未来有一天，材料的本质都将是同一种，通过不同的重组方式表现出不同的性质，并且应用到不同的场景甚至是同一个产品的不同零件中？那样的话，一种原始材料将会被参数化设计、打印、组合、应用，然后被统一回收、统一解体。这有没有可能是环保材料的最终出路？

《设计》：“视幻材料IllusoryMaterial”作品效果很有艺术感，你认为未来艺术和设计是否还有某种边界？

曾佳旎：其实很多产品设计、材料设计都非常有艺术感，艺术感也是产品体验中的一部分。我觉得“设计”相对“艺术”有比较明确的应用场景;“艺术”形态更多，但可以仅仅是一种情感的表达。我相信好的设计师某种程度上讲也是艺术家，他们的创作对象可能是更广泛的群体和用户。其实曾经的工业设计是推崇“藝术感”和“美学”到极致的：颜色、线条、比例、触感缺一不可。到后来的“功能性美学formfollowsfunction”，我们还能体会到工业设计中的艺术感：不仅仅在于观感，使用体验上更是另一种维度的艺术。直到近年来的许多设计方法论，像前面提到的“User-centereddesign”和”DesignThinking”，我觉得是弱化了工业设计中的艺术感与美学，更多强调了一种模块化的执行方式和解决问题的流程，恰恰是这种看似有效的方法论让设计丢失了最本真和最值得保留的特质，我觉得它们的过度普及是可悲的。

工业设计中的艺术感是在不停衍变且很难定义的。对我影响较深的两位设计师/艺术家RossLovegrove和吉冈德仁用不同的方法诠释了设计和艺术。Lovegrove利用数学、参数化建模等设计生成了类自然界的形态，他所做的线条、结构美到极致;吉冈德仁非常善于把玩、控制常见的媒介，其创造的作品却有着惊人的观感，触动观者全身的感官。“视幻材料”从某种意义上讲是参数化“可控地”生成、改变媒介，由此达到一个颇有艺术感的触发：潜意识里只在虚拟世界里常见的东西突然出现在现实中，用手触碰得到，在空间里真实存在，这种与预期的落差形成一种意外的美感，渐渐被观者适应成一种新的“现实”。

“设计”和“艺术”是两个字面不同的命题，从它们被发明开始就一直在交叉。“设计师”、“艺术家”也只是人身上片面的符号。在科技迅速发展的今天，无论是设计还是艺术，都在走向数字化、科技化。我比较不屑的是那些生搬硬套新兴科技或技术，四处借鉴、随波逐流却做不出原创而有共鸣的项目的，为了出名而“艺术”的、单薄的形式主义者。我觉得不管是好的设计师还是艺术家，观者都能从他/她的一系列作品中读出一点共通人“性”：作者的性格、性质、语言、喜好、观念等。顶尖的设计师永远在与时俱进，但几十年后，他/她的人“性”还在作品中一目了然。

多指灵巧手DORAHAND

中国智造大奖-产业组银奖

设计方：谢宇伦王涛谢争陈树渠李袁张琰

《设计》：多指灵巧手可以应用在哪些行业和场景？

谢宇伦：目前我们这款产品的目标使用场景涵盖了科研、服务、物流等领域。一方面我们提供硬件平台给科研机构，用于其对机器人操作相关技术的研发，涉及的专业方向包括计算机、机械、电子、嵌入式等;另一方面我们针对不同客户的实际需求进行针对性研发，提供特定解决方案，例如服务行业的递送服务，医疗环境的移液操作，工业场景的巡检功能等。

此外，除了这款三指获奖作品，我们基于模块化的手指，为研究型的客户提供了定制化的五指版本，用于实现远程操作任务。DoraHand还可结合我们自研的复合型移动协作机器人DoraMOMA，为客户提供室内物体抓取及搬运等服务。

《设计》：对于多指灵巧手是否还在进行迭代研发？预期实现怎样的功能？

谢宇伦：目前DoraHand多指灵巧手在初代产品的基础上有了更新的版本，并且已经取得了相关行业认证，正在逐步推向市场。灵巧手是一个技术的集大成者，基于这些核心技术，我们可以一方面推动力触感知能力在机器人领域的应用，让更多机器人获得触觉，另一方面推动高自由度末端执行器的应用，让机器人能够解决更多的实际问题。我们希望未来DoraHand能够衍生出不同的分支，在行业产生更大的影响力促进多指灵巧手的规模化落地应用，推动行业相关技术升级。

中国自主研发全球首台宽体能谱CT（NEUVIZGLORY）

中国智造大奖-产业组银奖

设计方：东软医疗系统股份有限公司

主创团队：简振哲，刘卓，赵欣，李思远，杨帅

NeuVizGlory是一款通过计算机断层扫描获取被检查部位的图像，解决临床发现体内细小病变的产品。

简振哲拥有设计学和市场学复合型背景，获得了香港城市大学的市场管理学士学位和伦敦布鲁内尔大学的产品设计硕士学位。他设计过30多种类型的医疗产品，涵盖从人用到兽用、从医院/家庭应用到军事应用、从病房到药房、从影像学到外科等。他的某些产品，如ICU呼吸机、输液泵、CT扫描器、方舱CT、X光机等，在全球新冠疫情发挥着至关重要的作用。简振哲曾为美国通用医疗、中国深圳迈瑞、中国北京蝶和科技、美国RxAdvance等公司设计产品，现在是东软医疗系统有限公司的设计总监，负责工业设计、交互设计和用户界面设计，该公司是中国最大的医疗设备制造商之一。此外，简振哲还是世界设计组织WDO的年轻设计师社团YoungDesignersCircle的核心成员。已获得30多个设计奖项，包括iF设计奖、红点设计奖、IDEA、2020年光华龙腾奖十大杰出青年、中国外观设计专利银奖。

《设计》：是什么契机使你选择专注于医疗产品的设计？

简振哲：2012年因为家庭原因从香港漂到北京找工作，當时从几个offer里果断地选择了医疗这条“不归路”，2013年南归深圳迈瑞，2016年到更北的沈阳东软医疗，9年间积攒了超过30种医疗器械的设计经验，包括工业设计、界面、包装和室内设计，涵盖了从预防到诊断到治疗再到康复的全周期疾病管理。医疗器械有很深的学问，所以要做久、做多才更懂医疗的生态，提供更适合的解决方案。

《设计》：“NeuVizGlory”是中国自主研发全球首台宽体能谱CT，据报道，东软还有几款“中国自主研发全球首创”的医疗产品，在此之前，国内同类产品市场是怎样的状况？

简振哲：东软医疗作为中国第一台自主研发CT的创造者，打破了国外品牌在大型影像类设备的垄断地位，开创了国产大型影像类设备的先河。并在过去的20多年里创造出多个第一，包括中国首台数字化X线摄影设备、超导型磁共振等，在2020年成功研发的中国首台512层CT更登顶世界超高端CT领域的“珠峰”。另外目前中国的医疗资源分布不均，看病贵看病难的现象尤为突出，为普及更优质的医疗产品及服务，东软医疗人砥砺前行，默默耕耘，用创新惠及人类健康！

《设计》：“NeuVizGlory”的研发用了多长时间？过程中最具挑战性的阶段是哪个部分？

简振哲：通常情况医疗产品的研发周期相对是比较长的，但是也有例外，例如这次我们参加DIA中国智造大奖的产品“抗疫三剑客”中的方舱CT“雷神”，仅用业内最快的7天时间研制出来的，这与东软医疗多年的技术储备和公司各部门上下齐心抗议的决心是分不开的。

最具挑战性的阶段应该是生产制造的阶段，“抗疫”就是在与时间在赛跑，分秒必争。方舱CT的生产制造阶段正值疫情爆发时期，东软医疗迅速成立了以CEO为核心的应急指挥中心，全面调动研发、生产、物流、服务等资源，为保证方舱CT顺利量产，大家不眠不休，日夜赶工，7天时间研制出方舱CT“雷神”。东软医疗不断刷新着自己的速度、爱心和力量，忠实履行着一家民族企业应尽的社会责任和使命。

《设计》：“NeuVizGlory”的核心竞争力是什么？

简振哲：“天下武功唯快不破”，“抗议三剑客”的核心竞争力就是“快”。

NeuVizGlory0.259s炫速能谱扫描，8cm业内最大能谱覆盖，在一次心跳内完成一个成人的冠脉检查，实现高速度、高心率、高成功率、高图像质量、低剂量四高一低的独特心脏成像优势。同时以5G、A|、云计算为基础，搭载新冠肺炎智能辅助筛查系统“‘火眼Al”、智能影像云平台，更快速准确的为抗击疫情争分夺秒。

破解疫区CT检查的痛点是研发“雷神”的初衷：机房、装修、设备、保障系统一步到位，无须安装、落地通电即可扫描;可隔离操作、医患零接触，减少交叉感染，遏制病毒传播。

车载CT“飓风”采用军用标准设计，能胜任严苛的路况和环境。可以快速的到患者家门口、社区、火车站等人口密集区或是深入路况复杂疫区，可独立于室外检查，从源头遏制交叉感染。

《设计》：在“NeuVizGlory”及其同系列产品的研发中，设计创新和技术创新是怎样的关系？

简振哲：技术的创新不一定是一个具体的产品，或者说不一定能直接运用到生活中。设计创新是在技术创新的基础上设计出为人所用的产品，这个产品便是技术创新的载体。人们在使用产品的过程中会对其中所用的技术进行反馈，从而促进技术的创新。所以设计创新和技术创新是相互依存，相互促进的关系。

NeuVizGlory中的呼吸导航系统是引导患者控制呼吸来配合完成扫描的一项技术。在肺部扫描时，控制不住呼吸将引发图像伪影，影响成像质量等问题。我们通过设计一个集视觉和听觉一体的呼吸导航，来引导患者吸气、屏气和呼气这三个动作，并完成扫描。提高了扫描的效率也减轻了患者的压力。

设计》：医疗产品设计的特殊之处在哪里？医疗产品设计师需要具备怎样的基本素质？

简振哲：首先，医学存在的终极理由是生命第一，那么安全可靠就是医疗产品的首要设计原则，而且医疗产品从策划到面市往往都是一个漫长的过程，所以设计师需要具备两个心：第一个是细心，严谨的处理每一个设计输入和输出;第二个是耐心，用匠心精神打磨每一个医疗产品、每一处细节，保证用户得到可靠和感受到被关爱的产品。

另外，医疗产品设计师需要具备勇气，为了发掘真实的用户需求，我们会经常前往用户现场，而医疗的用户现场往往是冰冷的、压抑的、甚至血淋淋的，包括有交叉感染的风险，所以医疗设计师需要有一定的奉献和无畏精神，为人类生命健康而奋斗。

《设计》：你的设计团队在产品研发过程中是如何协作的？设计师和工程师如何配合？

简振哲：有一句话，“Designisabehavior，notadepartment."協同设计一直是我们“3D”设计流程的核心理念，由前期的Discovery（探索）、中段的Design（设计）到最后的Delivery（传递），设计团队都是协同市场、研发、临床等职能，包括用户的参与，因为现在是一个共创时代，大家集思广益，提供不同视角，共同设计。

《设计》：作为一名资深医疗产品设计师，经历了此次疫情，你有哪些感触和启发？

简振哲：经历了这次疫情让我们深刻地理解，生命和健康永远是人类的第一主题。作为一名医疗产品的设计师要担负起更多的社会责任。这次疫情的突发性和破坏力为我们敲响了警钟，怎样应对未来的挑战是我们必须面对的问题。在产品的设计过程中需要有更多的前瞻性，预见未来，未来可期！