鄭義澈Eui-Chul Jung 林玎燮Jeong-Sub Lim 崔知民Ji-Min Choi 譯：張完碩Wan-Sok Jang

1.首爾大學，韓國（Seoul National University，South Korea）2.武漢理工大學，武漢 430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

設(shè)計師在設(shè)計過程中扮演的角色
—— 從計算機─設(shè)計師共生的角度出發(fā)What will be the role of designers in design process ： from the viewpoint of designer-computer symbiosis

鄭義澈1Eui-Chul Jung 林玎燮1Jeong-Sub Lim 崔知民1Ji-Min Choi 譯：張完碩2Wan-Sok Jang

1.首爾大學，韓國（Seoul National University，South Korea）2.武漢理工大學，武漢 430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

谷歌頭腦（Google Brain）團隊在正在進行的“洋紅項目”（Magenta Project）中，嘗試與藝術(shù)家和音樂家一起通過機器智能創(chuàng)造引人入勝的藝術(shù)作品。一直被認為只是工具的計算機正在挑戰(zhàn)人類的創(chuàng)造力，這讓設(shè)計師對自己將來所能扮演的角色深感不安。本研究基于人與計算機的關(guān)系，探討了設(shè)計師與計算機共生的發(fā)展方向，提出了將計算工具的最新研究納入設(shè)計過程的方法，并討論了未來設(shè)計過程模型中與計算機共生的可行性。計算機工具能否輔助設(shè)計師提升創(chuàng)造力，抑或是計算機能否取代設(shè)計師進行創(chuàng)新性設(shè)計，必將引導(dǎo)關(guān)于“創(chuàng)造力”真正含義的進一步探討。

人機共生；設(shè)計過程；設(shè)計計算

一、背景

自古以來，人類一直在使用各種工具讓新事物不斷改進他們的生活。最近，計算機已經(jīng)成為可以處理和制作信息的行為主體，通過認知作出判斷，并與人交流。與以前的計算機相比，現(xiàn)代計算機進一步擴展了人類能力輔助工具的概念。

在建筑領(lǐng)域，目前已開發(fā)并利用了基于建筑信息建模 BIM（(Building Information Modeling）整合“概念-設(shè)計-實施”階段的系統(tǒng)。計算機技術(shù)被用來擴大人類在藝術(shù)領(lǐng)域的表達局限。建筑與觀眾間的溝通方式正在呈現(xiàn)更具創(chuàng)新和創(chuàng)意的新形式。工程設(shè)計中也有對計算機輔助設(shè)計的許多嘗試，比如通過使用參數(shù)化設(shè)計和生成建模來優(yōu)化系統(tǒng)開發(fā)。

然而，在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域，只有相對較少的研究來驗證可以支持設(shè)計者的計算機共生設(shè)計過程。設(shè)計思維可以通過分析思維和直覺思維的結(jié)合來解釋（Martin，2009）。現(xiàn)在有許多計算工具可用于補充分析思維，甚至通過智能識別和自我生成的東西來再現(xiàn)直觀的思考。

本研究基于在設(shè)計研究中廣泛使用的雙鉆石 設(shè) 計 過 程 模 型（double diamond design process model），探索設(shè)計師和計算機工具之間的共生關(guān)系的可能性。 為了實現(xiàn)這一目標，進行了以下三個步驟的研究：

1． 研究人與計算機的關(guān)系，探索“設(shè)計師 -計算機共生”的方向；

2．基于“設(shè)計師-計算機共生”模式的探索，提出將計算工具的最新研究納入設(shè)計過程的方法；

3．討論與計算機共生的未來設(shè)計過程模型的可行性。

二、人機共生（Man-Computer Symbiosis）

計 算機 先 驅(qū)之一 范 內(nèi)瓦·布 什（Vannevar Bush）將電腦視為錄像設(shè)備。他認為人類思想的機制以聯(lián)想的方式工作，而人類記憶只是暫時的，人類設(shè)計了未來設(shè)備名為“memex”的概念，以填補人類在 1945 年的記憶。他相信人類可以通過使用這些機器來改善自己，并聲稱“創(chuàng)意思想和本質(zhì)上重復(fù)的思想是非常不同的。對于后者而言，有可能是強大的機械輔助設(shè)備（Bush, 1945）”。計算機的另一個先驅(qū)，道格拉斯·恩格爾巴特（Douglas Engelbart）期望通過電腦來擴展人的智慧。他預(yù)測了 1962 年人工智能的發(fā)展，并表示：“我們將通過將智能技術(shù)組織到更高級別的協(xié)同結(jié)構(gòu)中來擴大人類的智慧（Engelbart，1962）。”通過使用電腦，人類可以為快速增長的復(fù)雜問題找到更好的理解和解決方案。利克萊德（J.C.R.Licklider）首次提出了“人機共生”（Man-Computer Symbiosis）的概念，他說：“人機共生是人與電子計算機之間合作互動的預(yù)期發(fā)展（Licklider，1960）?！彼僭O(shè)電腦與人類合作，通過執(zhí)行重復(fù)性任務(wù)，人類進行“設(shè)定目標、制定假設(shè)和進行評估”的任務(wù)來構(gòu)建共生體。

另一方面，唐納德·諾曼（Donald Norman）從幾個角度區(qū)分人類和機器的特征，如表1所示。

表 1 以人為中心和以機器為中心的觀點來比較人與機器（Norman，1993）

表1表明，根據(jù)觀點，有時人類成為贏家，有時機器成為贏家。然而，諾曼說，從“人機交互”的角度來看，人與機器之間的共生需要兩個視角，即機器（尤其是計算機）適應(yīng)人類的需求。

現(xiàn)在我們可以推斷計算機歷史上的思想家如何考慮人與計算機之間的關(guān)系。他們認為人類思維是兩個獨特部分的組合：創(chuàng)造性部分（creative part）和重復(fù)部分（repetitive part）。通過由計算機執(zhí)行后者的人機交互方式可以實現(xiàn)“人機共生”。

自 從 1961 年 由 伊 凡· 薩 瑟 蘭（Ivan Sutherland）創(chuàng)作“草圖”（Sketch Pad）并第一次使用圖形交互界面（GUI），隨著 Adobe Illustrator（1987）和 Processing（2001）等各種計算工具的應(yīng)用，人機關(guān)系在創(chuàng)造力這塊已經(jīng)成為一個重要的問題。計算機的出現(xiàn)對創(chuàng)作者而言是革命性的，原因在于計算機執(zhí)行的“數(shù)字化-處理-呈現(xiàn)”（Digitizing - Processing - Presenting）的整個過程在許多方面遠遠超出了人的極限。它使創(chuàng)作者能夠探索超越“創(chuàng)意部分”和“重復(fù)部分”的“人機共生”概念的新方面。

三、設(shè)計中的計算

計算機的發(fā)展一直在影響設(shè)計師的工作方式。以前，人類活動領(lǐng)域和計算機工作領(lǐng)域被明確劃分。然而，在這個新時代，這些領(lǐng)域則建立在“以人為本的行為（Human-based actions）- 計算機輔助行為（Computer-aided actions）- 以計算機為基礎(chǔ)的行為（Computer-based actions）- 計算機增強行為（Computer-augmented actions）”中（Bernal，2015），彼此間的區(qū)別也開始變得模糊。此外，僅被視為設(shè)計的輔助工具的計算機正在影響當前設(shè)計過程的性質(zhì)。表2表示了在設(shè)計領(lǐng)域中使用計算機的種類。

表 2 在設(shè)計領(lǐng)域的計算工程種類（2015）

將這些種類應(yīng)用于設(shè)計師的作品，“自動化 ”（Automation） 和“ 數(shù) 據(jù) /信 息 ”（Data/ Information）是有助于提高整體設(shè)計工作流程效率的種類?！翱梢暬保╒isualization）和“快速原型”（Rapid Prototyping）有助于可視化和實現(xiàn)抽象的思想。最后，“生成設(shè)計”（Generative Design）和“發(fā)展”（Development）提出了設(shè)計師們可能未預(yù)見的新形式和結(jié)構(gòu)。因此，為什么計算機在設(shè)計領(lǐng)域被使用可以歸結(jié)為三個主要原因。

1．通過減少時間和成本，提高設(shè)計工作的效率。

2．實現(xiàn)和展示設(shè)計理念，促進其他不同領(lǐng)域人員之間的溝通。

3．使設(shè)計人員能夠創(chuàng)造意想不到的新形式和架構(gòu)。

總的來說，計算機可用于協(xié)助設(shè)計人員在設(shè)計工作流程中的各個步驟進行工作。

四、將計算融入設(shè)計流程

設(shè)計過程可以從根本上分為兩個獨特的階段：找到正確的問題、找到合適的解決方案（Norman，2013）。在雙鉆石模型中，第一顆鉆石是用于發(fā)現(xiàn)問題的擴散和融合的過程，而第二顆鉆石是用于尋找解決方案的擴散和融合的過程。

如圖1所示，從結(jié)構(gòu)的角度來看，發(fā)現(xiàn)問題和尋找解決方案在擴散和融合方面是相同的。 然而，如圖2所示，根據(jù)輸入什么和從哪個進程通過，執(zhí)行不同的輸出。當輸出被執(zhí)行時，它將再次輸入到另一個階段。

圖 1 雙鉆石模型

圖 2 通用的設(shè)計過程模型

4.1 尋找問題

第一個鉆石涉及收集意見和分析問題。以下是可以在設(shè)計過程中這個階段使用的計算工具的示例。

（1）Adobe Analytics

Adobe Analytics 實時監(jiān)控用戶的數(shù)據(jù)，并根據(jù)客戶特征或在線行為對訪問者進行自動分組。通過自動細分，顯示了哪些客戶采取了某些行動。圖 3 顯示了 Adobe Analytics分析的自動分組結(jié)果。基于這些數(shù)據(jù)，它使用決定樹來預(yù)測客戶的行為，例如他們是否購買物品，或觀看視頻剪輯。此外，還可以通過移動應(yīng)用程序分析，收集用戶開始使用應(yīng)用程序的內(nèi)容、用戶共享內(nèi)容、參與率以及客戶購買信息等數(shù)據(jù)。利用這些數(shù)據(jù)，可以幫助明確有效提升用戶體驗的因素。例如，通過分析網(wǎng)站上滑雪設(shè)備購買者的數(shù)據(jù)，可以弄清楚滑雪設(shè)備主要配備什么樣的滑雪配件。此外，公司基于數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)到某些類型的客戶對青年品牌感興趣，因此可以確定應(yīng)該為這些客戶提供什么。

圖 3 Adobe Analytics 的自動細分結(jié)果

圖 4 顯示了 AdobeAnalytics的分析過程。在“尋找問題”階段，設(shè)計人員可以使用 AdobeAnalytics輕松分析客戶是誰、做了什么、為什么做。根據(jù)該計算工具分析的數(shù)據(jù)，設(shè)計人員可以比以前更容易和更快地提煉用戶的需求。

圖 4 Adobe Analytics 的過程

（2）IBM Watson

Watson 可以通過認知計算來理解自然語言，并且能夠判斷信息是否有價值。例如，個性見解,作為 Watson 提供的工具之一 ,使用用戶的 SNS 發(fā)布來分析用戶的個性。這樣公司可以利用分析的數(shù)據(jù)來提供個性化的服務(wù)。 圖 5 顯示了 IBM Watson 的內(nèi)容分析結(jié)果。

圖 5 IBM Watson 的內(nèi)容分析結(jié)果

本田汽車研發(fā)中心使用 Watson 分析國家交通安全管理局（NHTSA）數(shù)據(jù)中的記錄，并提供相關(guān)信息。在 Watson 內(nèi)容分析的幫助下，他們注意到，一些司機的膝蓋會不小心碰到并按下“引擎啟動”按鈕，這個發(fā)現(xiàn)為產(chǎn)品設(shè)計團隊提供了寶貴的參考。

同樣，設(shè)計人員可以通過這種計算工具進行的用戶分析，深入了解用戶，并發(fā)現(xiàn)重要的現(xiàn)象，這對于為用戶創(chuàng)造更好的設(shè)計至關(guān)重要。 圖 6 顯示了 IBM Watson 的分析過程。

圖 6 IBM Watson 的過程

4.2 尋找解決方案

第二顆鉆石涉及可視化概念和制作原型。以下是可以在設(shè)計過程的這個階段中使用的計算工具示例。

（1）Google AutoDraw

當用戶在簡單的素描本界面中畫出自己的想法時，如圖 7 所示，Google AutoDraw 使用人工智能識別算法根據(jù)用戶的繪畫生成多個圖像備選。Google AutoDraw 可以從任何普通的手繪草圖中獲取關(guān)鍵外形，并提供理解用戶意圖之后構(gòu)建的專業(yè)圖紙。此外，用戶還能通過繪畫、調(diào)整大小或打字文本來修改圖紙。

圖 7 Google AutoDraw 的界面

使用這種計算工具，任何非專業(yè)人士都可以輕松地將概念視覺化，從而實現(xiàn)人們之間更方便更準確的溝通。圖 8 顯示了 Google AutoDraw 的設(shè)計過程。

圖 8 Google AutoDraw 的設(shè)計過程

（2）Autodesk DreamCatcher

Autodesk 的 DreamCatcher是 CAD 下一代的工具，可幫助設(shè)計人員進行設(shè)計輸出。當設(shè)計師設(shè)定目標和約束條件時，它會根據(jù)這些集合產(chǎn)生多種解決方案，如圖9所示。并且，它通過調(diào)整材料、重量或成本等參數(shù)來探索產(chǎn)品的各種可能，可能產(chǎn)生一種前所未有的新穎解決方案。此外，隨著 CNC 和 3D 打印技術(shù)的技術(shù)融合，現(xiàn)在可以實現(xiàn)快速的原型設(shè)計。

圖 9 Autodesk DreamCatcher 軟件中的椅子

到目前為止，設(shè)計師在非常有限的范圍內(nèi)尋求解決方案。然而，在未來，通過人工智能算法和云計算可以探索大量的替代解決方案，無限優(yōu)化的設(shè)計將成為現(xiàn)實。 圖 10 展示了 Autodesk DreamCatcher的過程。

圖 10 Autodesk DreamCatcher 的設(shè)計過程

五、結(jié)論

早期的計算機只是輔助工具，代替重復(fù)任務(wù)?，F(xiàn)在由于人工智能、機器學習和云計算技術(shù)的發(fā)展，可以創(chuàng)建人“與計算機”共生的模式。設(shè)計師在計算機的幫助下，比以往任何時候都更快地管理分析思維的實質(zhì)部分，從而在直覺思維過程中發(fā)現(xiàn)新的機會和見解。計算機將影響整個設(shè)計過程，并幫助設(shè)計人員以更為先進的方式來創(chuàng)新設(shè)計產(chǎn)品。

貝 內(nèi) 迪 克 特· 弗 雷（Carl Benedikt Frey） 與邁克爾·奧斯本（Michal A.Osborne）透露了可能被計算機替代的工作（Frey, Osborne, 2013）。盡管這些替代真正發(fā)生還需要幾十年的時間，人們已開始恐慌。設(shè)計過程中的一些部分確實可以被計算機所取代。然而，計算機將與設(shè)計人員合作來簡化研究流程、尋找新的見解、加快溝通過程、探索備選方案，而不是完全代替設(shè)計師的角色。

此外，適應(yīng)計算工具是否可以促進創(chuàng)新仍然存在爭議。計算機是否可以取代設(shè)計師的創(chuàng)造力，甚至超越人類的創(chuàng)造力還是有疑問的。這必將引發(fā)人們對“創(chuàng)造力”真正意義的探討。設(shè)計師和計算機之間目前的共生階段展示出的是計算機能讓設(shè)計師在創(chuàng)新思維上投入更多的精力和時間。

[1] Bernal,M.,Haymaker,J.R.,& Eastman,C..On the Role of Computational Support for Designers in Action[J].Design Studies.2015（41）：163-182.

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[12]Ulrich,K.T.Product Design and Development[M].5th Edition.McGraw-Hill Irwin.2012.

（責任編輯 袁曉芳）

Google Brain Team is trying to produce a fascinating art work based on machine intelligence under “Magenta Project” together with artists and musicians.Computers, previously considered only as tools, are now challenging to the human creativity, causing uneasiness to designers’ future roles.This study examines the relationship between human and computers, explores the direction of how the Designercomputer Symbiosis has developed.Based on the fi ndings, the approaches to integrate the latest study results of computing tools into design process are proposed in the paper.In addition, the feasibility of symbiosis of computer and designer in the future design process model is discussed.Nevertheless, it is still controversial that whether the computing tools can help to produce more innovations, or computers can replace a designer’s creativity.But what can be ensured is that more in-depth discussions about the truth of “creativity” will be held.

man-computer symbiosis；design process；computing in design

J0

A

10.3963/j.issn.2095-0705.2017.03.002（0007-06）

2017-06-02

鄭義澈（韓國），博士，首爾大學美術(shù)學院教授；林玎燮（韓國），首爾大學美術(shù)學院碩士研究生；崔知民（韓國），首爾大學美術(shù)學院碩士研究生；張完碩（韓國），武漢理工大學藝術(shù)與設(shè)計學院副教授。