新时代下人工智能技术融合设计学科的思考与展望

胡子崟 唐昌乔

关键词：人工智能 设计 融合 学科交叉 艺术与科技

引言

在新技术飞速发展的新时代下，设计学科也在迎来一场悄无声息的转换与变革，“设计”一词正在被重新定义。随着近几年国内越来越多的企业开始利用人工智能完成设计业务，人工智能不再单独作为一种高新科技而存在，而是广泛地参与设计行业中，形成多学科交叉、科技与设计互融的新局面。这对于设计学科来说是具有创造性意义的。每个不同时代新技术的出现，都能为设计带来新的变革和发展，都能在不同程度上重新定义设计学学科。飞速发展的新时代促使设计方法、设计需求发生变化，设计学科变成了一门综合性的学科。在此背景下，人工智能等新技术参与设计无疑会极大地丰富了设计方法、促进设计学科的交叉发展，从而再次推动新一轮的设计变革。设计融合跨学科教育和科研合作，既是基于技术高速发展做出的自主选择，也是未来设计学科的大势所趋。因此，梳理人工智能等新兴技术与设计学科的发展现状，结合时代背景提出新兴技术结合设计的思考，从而适应时代的发展需求是很有必要的。

一、国内人工智能与设计学科发展概述

（一）国内人工智能的发展

在人工智能技术开发和市场应用领域，中国已进入国际前沿发展群体，呈现出“中美”联合引领世界发展的局面。但从科技产出、产业发展和行业应用等方面情况来看，中国人工智能的总体发展水平与美国比仍有差距，但已经超过英、日、德、法等发达国家[1] 。

与国外人工智能技术的领头羊企业相比，中国企业整体的技术还较差，在专利申请方面也落后于国内高校及研究机构，甚至是被公认为人工智能行业巨头的腾讯、阿里巴巴和百度，在人才、论文和专利方面的表现都不甚可观，而他们的竞争对手IBM、微软和谷歌等企业，无论从哪项指标、哪个方面上看都在世界上处于领先位置。高盛的《中国人工智能的崛起》报告中发现，虽然中国互联网巨头的研发投入占销售额比重并不比美国低很多，但研发投入的绝对量差距非常显著[2] 。总体来说，中国虽然已成为世界第二大人工智能生态系统，但和美国相比差距仍然较大。

（二）国内设计学科的发展

国内设计学科的发展和革新总体上看可分为两个方面。一方面，从设计理念和思维上说，中国设计学科的发展开始于二十世纪五十年代，在工业和科技的不断发达和革新之中，九十年代中期，计算机技术的出现为数字化设计提供了技术支撑。技术的革新为打破传统的设计思维和理念提供了必要的条件。另一方面，从设计方式和工具上说，随着计算机技术的普及，设计学科的设计方式有了新的变化，逐渐由传统的手绘创作走向了数字化设计创作，新的技术也给设计师们和设计学科提供了新的结合点。

设计学科发展到当下，在设计非实体化、设计模式创新和技艺融合的背景下，其需求和考虑因素越来越多，设计的界限越来越模糊且内容更加复杂，加上各种媒体传播方式不断涌现，信息交流与交换方式更加多样，用传统单一学科的知识和技能，已难以解决现代社会复杂的数字化生存问题[3] 。各种智能技术的涌现，极大地丰富了设计的表现形式、为设计学科参与现代化建设增添了更加多的可能性。在这个时代及科技背景下，设计学科更加紧密地和科学融合在一起了。

二、人工智能技术参与设计的现状

在互联网技术飞速发展的时代下，设计不再通过传统工具进行创作，而是向着专业化、规格化和配套化的趋势发展。设计工具不再是利用笔墨、颜料、尺规等工具进行创作，而是利用计算机技术和智能软件进行制作。设计工具逐渐从实物转向数字化，这深刻影响了设计师的设计思维、方式及工作流程。近几年，在人工智能技术的快速发展下，设计方式也在发生变化，重复性的设计工作依靠人工智能技术的辅助变得相对简单轻易。尤其是在平面设计和产品设计等设计学科中，人工智能的可利用性和可操作性大大提升了。

（一）人工智能技术参与平面设计

设计在人们的印象中，一直是作为一种创意活动的存在。但在设计过程中，有许多工作是具有重复性的。比如在平面设计中，设计师在完成一张海报设计后，可能会保持这个海报设计的版式不变，在此版式的基础上再进行别的类型的海报设计。这时候，此工作就不再需要设计师发挥创造性了，直接在此基础上改动即可。人工智能善于做的正是那些批量化、繁杂的重复性工作。

2018年，阿里巴巴在UCAN会议上推广了海报设计的人工智能系统，该系统被命名为“鹿班”。“鹿班”是由阿里巴巴智能设计实验室自主研发的一款人工智能“设计师”。基于图像智能生成技术，鹿班可以改变传统的设计模式，使其在短时间内完成大量banner图、海报图和会场图的设计，提高工作效率[4] ，如图1。

该系统可以从多个方面综合分析卖家商品信息、买家购买倾向等，有效提高淘宝美工设计的工作效率，最终实现智能化平面设计的目标。2016年淘宝“双十一”活动中，阿里巴巴的“鹿班”人工智能设计师生成了1.7億张横幅广告。可以看到，这一系统在平面设计中的推动效果极为明显，此系统也在近两年的应用中设计了大量优质的海报。

（二）人工智能技术参与产品设计

在当下科学技术的快速发展下，产品设计越来越走向与大数据、人工智能、5G、物联网等高新科技相融合的发展态势，产品设计与制造和高新科技变得越来越密不可分。

麻省理工学院的研究人员日前推出了一种工具，可以自动生成设计原型，并对产品进行智能分析[5] 。下图为此工具做出的两个灯具设计。每个灯具有三个灯头，弯曲和放置在不同的位置。那么哪个有更好的稳定性呢？结果是，它们同样稳定。这个智能灯具是由一个智能算法发现的，两个算法均为它们设计，如图2。

研究人员与哥伦比亚大学合作，给设计人员推出了这种新工具。在设计人员过去一年的设计工作的基础上，这种技术可以优化任何产品的设计，如灯、船或扳手;还可用于各种指标，如质量、阻力和应力容差。然后它可以创建该对象的数十种设计，使每种设计都调整到不同的最佳效率。换句话说，它消除了设计过程中的迭代（即反复执行一系列运算步骤，从前面的量依次求出后面的量，从而逼近所需目标或结果）。这说明，人工智能可以应用于消费品和工业零件的设计和工程，取代人类对产品设计的一些猜测，并增强设计师自身的直觉，从而在不降低精确性的前提下，进行批量化、规模化的产品设计。

（三）人工智能技术参与服装设计

早在2017年，美国电商巨头亚马逊就已经提出了全新的人工智能算法。此算法通过分析大量图片的风格，结合风格自动生成服装设计图，将其应用于服装设计领域。同样，在印度的某电商网站中，一款由计算机根据两种智能算法设计出来的T恤成了该网站所有服装产品中的热门产品。第一种算法可以生成随机图像;第二种算法则是先对电商平台中的所有服装图像进行详细的分析，然后生成与现有服装的设计风格相似但并不完全相同的设计，如图3。

可见，在服装设计学科中应用人工智能技术有利于不断迎合时尚服装潮流，充分了解广大消费者对服装的爱好和需求，对服装设计市场进行精准的把控，从而在服装设计学科当中引起新一轮的技术变革。

三、人工智能技术融合设计学科的思考与展望

（一）人工智能技术融合设计学科的思考

1.人工智能技术与设计师的关系

当新技术开始引领新一轮的变革时，很难不把它与人类的关系考虑在内。目前来说，人工智能技术相对于人类拥有以下几个优势：首先，它可以在短时间内完成极其繁杂的运算;其次，可以长时间不停地完成同一个设计工作，且不存在消耗精力，使人疲倦的问题;第三，人工智能记忆力好，积累的经验可以被随时调用;最后，它不会被感情等主观因素影响设计思路，可以比设计者更公平、客观地对待每个方案。

但是，人工智能等新技术经过不断完善和发展，存在的问题也很明显：我们是否可能过度依赖单一的智能系统，在此过程中失去设计师自己的创造力和独创性呢？在当今社会，人工智能是一种技术、一种工具，作为我们人类的合作者而存在。但是在不远的未来，人工智能有没有可能具有自己的意识，成为真正独立的创作者，独自去完成设计任务？通过分析，人工智能技术和设计师之间的关系主要存在以下两个方面：首先，人工智能技术短期内取代设计师较难。人工智能目前在设计活动中主要应用在电商企业活动海报的制作上。电商企业制作大批量活动海报的目的一般是促销产品，推动消费，而这种海报的文化底蕴和美学价值则变得次要了。因此，像“鹿班”这种人工智能设计师可以在目前被使用到批量海报的设计制作当中，接替小部分的设计工作。但其想在一段时间内完全替代设计师的工作是非常难的;其次，人工智能想要取代设计师，需具备更加智能的深入分析能力。当下的人工智能设计工具通常都是针对简单的设计需求和目标进行设计，设计师创造性解决问题的能力是人工智能技术没有的。具有人类独特的创造性，且具备更加智能、深入分析复杂需求的能力，是将来人工智能能够独立完成设计活动，充当设计师角色必须具备的能力。

在当今的伦理道德社会中，包括人工智能在内的所有新技术都应该以人为中心，以人类的意志为驱动。换句话说，人工智能和其他新技术的发展必须由人类来引导。设计中融入人工智能等新技术的目的是为了造福人类、为人类做贡献、使人类的设计活动更加便利，而并非替代人类[6] 。因此，在当下的设计活动中，设计师体现的文化底蕴、创新能力、前瞻性的思路和创作手法如何被人工智能吸收、融入;人类的设计活动所体现出来的文化内涵、艺术性和美学理论支撑如何与人工智能等新技术有机相结合，都是亟需进一步考虑和解决的问题。

（二）人工智能融合设计学科的展望

1.跨学科教育和科研合作成为设计学科发展的趋势

范凌博士说，希望将设计作为一种人文、文化、社会和想象力的学科[7] 。如果说2017年第一份设计和人工智能报告的企图是把机器智能带入设计学科和实践（即“设计人工智能的A面”），那么2018年的报告则是把设计思维、实践带入和推动机器智能的尝试（即“设计人工智能的B面）。

约翰·马伊达（John Maeda，麻省理工学院媒体实验室知名教授）一书《简单化的法则》的副标题就谈到：“简单化 ：设计、技术、生意、生活”的概念。这个概念的核心即：综合设计、交叉学科思维。

这既是设计专业的巨大飞跃，也揭示了整个设计学科的发展趋势。

通过范凌博士和约翰·马伊达教授的观点可以看出，设计学科向内的专业融合、向外的学科交叉已成为学科发展的一种趋势。当代设计方法正在随着时代和社会的进步不停地变化，传统的设计思路与方式已经不能满足时代的需要了。二十一世纪的平面设计、产品设计、交互设计、环境艺术设计等设计学科的发展不仅需要设计人才，还需要大数据、软件工程、计算机编程、前端设计师及心理学专家等多个领域的专业人员共同参与进来。

因此，不管是在当前的高校设计教育体系还是在产业的设计团队中，参与设计的成员都应具备良好的跨学科的沟通能力和极强的团队合作精神，同时还需要具备庞大的知识体系和强大的学习适应能力，以给予团队成员准确及时的反应和回复。此外，人工智能时代要求设计人员具有更加成熟、多方面的系统和大局观，能在多学科交叉的设计活动中识别问题，能深入理解数据和计算，善于构建对跨学科关键技术问题的认知。设计融合跨学科教育和科研合作既是基于技术高速发展做出的自主选择，也是未来设计学科的大势所趋。

2.批量化、智能化和数据分析更多地体现在设计学科中

技术時代，人在设计领域的主体性随着技术的兴起而逐渐衰退。

在传统的设计中，设计的工作流程是先在头脑中构建创意灵感，再使用设计工具进行创作，最后生成出设计作品[8] 。在产品设计和交互设计等现代智能化背景下的设计中，设计师往往遵循发现问题-分析问题-解决问题的方法进行设计。但是，随着人工智能等高新科技的不断发展和融合，以往的传统设计过程已逐渐改变。设计师不再是通过用户抽样去发现问题、寻找需求、分析问题从而给出解决方案，而是介入产品的整个生命周期中，在用户的实际体验过程中不断地重新设计、重新优化，从而给用户带来更加个性化、针对性的服务体验。

清华大学柳冠中教授的“设计事理学”方法论提到，设计应该考虑到生产过程中的每一环节，形成一个有机的设计循环系统。因此，设计不再是产品生产链中的一个独立部分，而是贯穿整个产品生命周期，以用户为中心、人工智能赋能的设计循环。新范式下的设计对象亦发生了改变。在过去，设计师的目标通常是单一的设计输出。但在当今人工智能技术的背景下，设计师的目标将不再是局限于单独的“物”的设计，而是可以直接参与“造物者”的设计，其设计目标将是一条条自动化的生产线，通过参与复杂系统的建设，以此系统的自动化、智能化的设计能力支撑各种产品与服务的智能化和批量化生成。不同于工业时代的大规模生产标准化产品的背景，以人工智能为代表的新技术背景下的规模化生成的设计成果之间并不完全一致，将呈现出“千人千面”的差异性。

3.设计学科会为未来培养出更多综合型应用人才

威廉·李德维尔（William Lidwell）等人撰写的的《通用设计原则》（UniversalPrinciples of Design，Rockport Publishers2003，ISBN-10：1592530079）是最早的跨学科参考书之一，这本著作是从跨学科角度谈工业设计的非常精彩的作品[9] 。王受之教授谈到，经过赫斯科特（John Heskett）之后四十年的发展，设计已经和其他各种活动融和在一起。比如市场营销活动、博物馆展览、视频游戏、复杂的控制系统设计。事实上，我们所看到的各种设计都是各种学科结合在一起的概念和实践的结晶。在当下社会，没有人可以精通所有学科，熟知所有领域，成为所有方面的专家，所以设计师除了完成各自方向的设计之外，还不得不寻找进行设计工作所必备的专业信息和专有技术。

今年一月，国务院学位委员会和教育部发布通知，决定设置“交叉学科”门类（门类代码为“14”）[10] 。隨后，包括河北工业大学、鲁迅美术学院、湖北美术学院等数十所高等院校新增“艺术与科技”专业，归在艺术学门类（门类代码为“13”）下。可以看出，在设计学科的建立与转型上，国内已有许多高校对设计学科做出改变，使设计学科向着学科交叉、学科互融的方向前进。

因此，在中国制造向中国设计、中国创造的转型升级中，设计学学科需要抓住“科技融合设计”的发展大方向，在设计学科创新研究方面，持续推动科研合作和以新兴技术方法为主导的数字设计;在设计学科人才培养方面，设计者不但要具有造型基础、理论基础，而且还需要具有计算机、人机工程学、互联网等交叉学科技术能力，从而更好地为中国的现代化建设服务，造福民生。

结语

与美国有条不紊的设计教育相比，中国的设计学科正在随着经济模式的转型而转型。未来的设计学科教育体系将会是设计与技术深度融合的体系。未来推动设计学科发展的力量不仅是设计人才，也不仅仅是学科实力，更加会是人工智能、大数据、物联网等互联网新兴技术。这些新兴技术融合下的设计学科将会一起构成未来型设计教育。显然，在中国迈向社会主义现代化强国的征程中，设计学科与新兴科学技术之间的关系值得我们思考。未来的几十年，将会是科学技术融合设计发展最快的几十年。设计学科将成为中国现代化建设的重要组成部分，在科技融合设计的背景下，设计学科将会为国内外全力讲好中国故事，推动中国从设计大国向设计强国转变。

3390501908293