季峰

南京大學(xué)，南京 210093

新一代信息技術(shù)的發(fā)展集中體現(xiàn)在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能這三個方面，其中尤以人工智能作為主導(dǎo)。西方國家先后提出了以發(fā)展人工智能為主的新的國家發(fā)展戰(zhàn)略。這反映出他們對以人工智能為主的制造業(yè)的重視。美國的先進制造、德國的工業(yè)4.0、日本的機器人革命等，都反映了這些國家試圖以科技帶動制造業(yè)來升級發(fā)展的雄心。從上世紀50年代起，人工智能從提出到高速發(fā)展，從研究領(lǐng)域滲透到了各行各業(yè)。在我國，環(huán)境藝術(shù)專業(yè)歸屬于藝術(shù)學(xué)一級學(xué)科下的設(shè)計藝術(shù)學(xué)。環(huán)境藝術(shù)專業(yè)在我國的經(jīng)濟發(fā)展過程中，無論是在風(fēng)景園林，還是室內(nèi)外工程建設(shè)中，都發(fā)揮了巨大的作用。然而，環(huán)境藝術(shù)的概念尚存在爭議[1]。西方國家（如美國）在目前的學(xué)科專業(yè)中，還沒有把環(huán)境設(shè)計專業(yè)單獨分列出來，而是將其分散在建筑學(xué)院景觀設(shè)計（Landscape Architecture）、藝術(shù)學(xué)院的室內(nèi)設(shè)計(Interior Design)和城市公共藝術(shù)（Urban Public Art）等涵蓋了環(huán)境藝術(shù)的主要施教內(nèi)容的專業(yè)中[2]。本文所指的環(huán)境藝術(shù)設(shè)計也是涵蓋這幾個領(lǐng)域的設(shè)計學(xué)科的綜合表述。近幾十年以來，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中，以計算機輔助設(shè)計、機器學(xué)習(xí)為主導(dǎo)的智能化研究工作蓬勃興起，旨在提供部分自動化的人工任務(wù)，為設(shè)計專家提供個性化的知識，為業(yè)余愛好者提供專業(yè)的指導(dǎo)。本文的討論也集中于目前人工智能在環(huán)境設(shè)計中的進展，重點是其在景觀設(shè)計和室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域中正在進行的探索性研究，以及相關(guān)研究所帶來的思考與答案。

一、人工智能與環(huán)境設(shè)計

在談及人工智能與景觀設(shè)計的關(guān)系時，俞孔堅用激情的語調(diào)寫下了數(shù)個“我們擁抱人工智能”，并且指向了人工智能在景觀設(shè)計中的幾個應(yīng)用場景：（1）大數(shù)據(jù)的采集——高效準確的信息采集、儲存和分析，可以應(yīng)用前所未有的方式去再現(xiàn)、感知和體驗景觀；（2）虛擬技術(shù)——其強大的運算功能及虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以使計算機能夠飛速高效地呈現(xiàn)出逼真的場景和在復(fù)雜條件下可能的場景變化，為觀眾帶來身臨現(xiàn)場的體驗感和審美觸動；（3）解放大腦，使設(shè)計回歸創(chuàng)造——設(shè)計師繁重的制圖工作可以交給計算機來完成，大量的邏輯運算及理性分析也可以通過相關(guān)程序設(shè)計來精準實施；（4）改變生活方式——智能化生活為設(shè)計師創(chuàng)造更加理想的人居環(huán)境助力；（5）寄托夢想——設(shè)計和創(chuàng)造美麗的景觀將是面向未來的重要職業(yè)[3]。這五個方面的應(yīng)用場景包含了設(shè)計師對于人工智能的美好暢想。依托于深度學(xué)習(xí)與大數(shù)據(jù)的融合，當(dāng)前人工智能快速發(fā)展，并已經(jīng)在局部領(lǐng)域取得了非凡的成就。然而，相對于人類智能，許多人類很簡單的，甚至下意識的活動，對于機器而言卻困難重重。這就是人工智能領(lǐng)域著名的莫拉維克悖論。目前以大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)為特征的人工智能，只能解決局部的特定的問題，并不能解決人類通用智能范圍內(nèi)的所有問題，即“大數(shù)據(jù)小任務(wù)”的模式。人類世界的行為模式時時刻刻為任務(wù)所驅(qū)動，并以行動來創(chuàng)造。如何將人工智能變?yōu)椤靶?shù)據(jù)大任務(wù)”的方式，還需要幾代人的努力。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，環(huán)境藝術(shù)的設(shè)計體系是一個復(fù)雜的、多維的跨領(lǐng)域融合系統(tǒng)，可以將其看作是一個大任務(wù)系統(tǒng)。雖然人工智能在環(huán)境設(shè)計局部方面的應(yīng)用已經(jīng)獲得了成功，例如在大數(shù)據(jù)采集、虛擬現(xiàn)實、建筑構(gòu)造與風(fēng)格分析、室內(nèi)家具陳設(shè)及風(fēng)格分析等方面，但是相對于大任務(wù)系統(tǒng)，人工智能還有更長的路要走。

二、人工智能在設(shè)計中的應(yīng)用

單詞“設(shè)計”在不同的前提下往往具有不同的含義。作為產(chǎn)品，可以被理解為正在設(shè)計的對象，它可以是正在繪畫的圖紙、建筑物的模型、雕塑的泥坯，也可以是已經(jīng)實現(xiàn)或構(gòu)造完成之后的園林建筑，或者其他藝術(shù)品；作為一個過程，設(shè)計可以被理解為產(chǎn)品生產(chǎn)的一個階段，或是產(chǎn)品形成過程中的一個呈現(xiàn)手段。計算機輔助的設(shè)計軟件則游離于設(shè)計過程和產(chǎn)品之間?！霸O(shè)計”詞義的差異性也正說明，以計算機為代表的繪圖工具應(yīng)該介入到設(shè)計過程中，從表示設(shè)計信息到產(chǎn)品，從外觀建模到其形式的可視化，從綜合設(shè)計解決方案到評估其性能的不同方面。目前的計算機輔助設(shè)計CAD 具有兩種不同的含義：其一，用來起草和建模的工具；其二，一種設(shè)計媒介。這僅是設(shè)計師在設(shè)計過程中獲得援助的手段。計算機工具作為一種繪圖工具和可視化的手段，雖然對現(xiàn)代環(huán)境設(shè)計行業(yè)起到了巨大的輔助作用，但是還不能最終地影響設(shè)計師的決策過程。這一方面是由于設(shè)計師的設(shè)計推理來源于其自身的知識儲備及對于對象的理性和感性認識，不同的知識儲備類型決定著設(shè)計師的決策水平；另一方面，計算機的輔助手段仍然依賴于龐大的數(shù)據(jù)來源，各種信息所構(gòu)建的支持系統(tǒng)。

實現(xiàn)人工智能的一般方法，是建立設(shè)計任務(wù)的運作模型。模型的建立包括兩個階段。第一，認知建模，即數(shù)據(jù)驅(qū)動的概念學(xué)習(xí)階段，用于形成自定義，形成合理的空間布局。環(huán)境藝術(shù)設(shè)計從誕生之初，就跟其“同胞兄弟”建筑設(shè)計一樣，將其理論建立在了數(shù)學(xué)和幾何、材料的使用、工程的設(shè)計方法之上。人類建筑師在長達數(shù)千年的設(shè)計過程中，在這些特殊領(lǐng)域中得到了長足的進步。隨著計算機的出現(xiàn)。計算機所提供的工程手段和設(shè)計方法是現(xiàn)代環(huán)境藝術(shù)，特別是建筑設(shè)計的一次根本性的變革。計算機輔助設(shè)計（CAD）和工程（CAE）方法的應(yīng)用取代了數(shù)學(xué)在環(huán)境設(shè)計中的核心作用。第二，智能系統(tǒng)是進行優(yōu)化設(shè)計，用于微調(diào)新形成的解決方案的工具，在具體的實施過程中，科學(xué)家們會使用不同的科學(xué)計算，在建筑和室內(nèi)設(shè)計領(lǐng)域中進行智能計算應(yīng)用[4]。人工智能更有趣味的嘗試，是在設(shè)計風(fēng)格的形成上。例如，將不同家具類型的風(fēng)格進行比較研究，利用文獻中的大數(shù)據(jù)進行基于幾何特征向量的算法，將可選擇的對象投影到共同的K 維空間中，通過計算，獲得風(fēng)格相近的應(yīng)用[5]。目前，在建筑設(shè)計、景觀設(shè)計的室內(nèi)設(shè)計及軟裝布置等方面，都已經(jīng)可以提供部分的自動化人工服務(wù)。其服務(wù)內(nèi)容不僅應(yīng)該包含為設(shè)計師提供的個性化知識，而且需要包含為業(yè)余愛好者提供的專業(yè)指導(dǎo)服務(wù)，因此，與其它領(lǐng)域一致，人工智能的形成同樣著重于這幾個方面。

1）大數(shù)據(jù)。人工智能依托大數(shù)據(jù)來計算和學(xué)習(xí)。數(shù)據(jù)越多，它的學(xué)習(xí)能力越強大，水平越高。

2）軟硬件的發(fā)展。能夠處理龐大數(shù)據(jù)的軟件與支撐該軟件運行的硬件和硬件技術(shù)，是目前局部人工智能得以實現(xiàn)的技術(shù)基礎(chǔ)。

3）深度學(xué)習(xí)。在被稱為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并且以模擬人腦學(xué)習(xí)方法所構(gòu)成的人工智能算法中，深度學(xué)習(xí)是最近最受矚目的部分。神經(jīng)細胞通過電子信號相互傳遞信息，信息傳遞的結(jié)合部分被稱為突觸，用突觸連接結(jié)構(gòu)進行信息處理，通過數(shù)學(xué)建模就構(gòu)成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。自2012 年卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Convolutionary Neural Network）和GPU（圖形處理器Graphic Processing Unit）得到發(fā)展之后，帶有復(fù)雜語義特征及多維化立體式場景搭建的人工智能模式已經(jīng)形成[6]。

三、藝術(shù)創(chuàng)作與人工智能

2016年4月，荷蘭海牙的莫里茨皇家美術(shù)館、倫勃朗美術(shù)館、微軟公司等多家機構(gòu)和企業(yè)聯(lián)合發(fā)起了一項新的項目。一幅由人工智能繪制的倫勃朗“新作”被公開。人工智能將現(xiàn)存的倫勃朗畫作全部掃描，通過深度學(xué)習(xí)，將這些畫的題材、筆觸、用色進行分析和圖形化處理，再利用3D 打印技術(shù)，創(chuàng)作了這幅作品。這幅畫具有倫勃朗的繪畫風(fēng)格，幾近亂真。這一事件在全世界范圍內(nèi)，引發(fā)了對于利用人工智能進行藝術(shù)創(chuàng)作的更深層次關(guān)注，并且加快了人工智能對其它藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域的探索。在環(huán)境設(shè)計領(lǐng)域，由于專業(yè)的復(fù)雜屬性，類似的研究才剛剛起步。環(huán)境設(shè)計涵蓋了從宏觀到微觀的較為復(fù)雜的設(shè)計元素，僅僅從個人的作品分析、大數(shù)據(jù)的綜合計算來整合，并形成設(shè)計成果，在目前看來，還是較為困難的。然而，從發(fā)展趨勢來看，隨著今后大數(shù)據(jù)的來源越來越充分和計算能力的加強，在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域，出現(xiàn)純粹的由機器設(shè)計的作品將指日可待。人類的藝術(shù)創(chuàng)造作品終將會由于人工智能的出現(xiàn)，而發(fā)生深層次的改變。當(dāng)然這有可能產(chǎn)生一種新的審美對象。有專家認為，試探性、啟發(fā)式、模糊、不確定，甚至錯誤的推理方法更符合人類的思維過程[7]。雖然人工智能在很多方面能帶來種種便利，但總的說來，環(huán)境的設(shè)計工作不僅是一個技術(shù)層面上的工作，而且是人類各種情感綜合的設(shè)計結(jié)果。在討論人工智能的同時，人們應(yīng)該注意到人工智能在道德層面、審美層面及情感層面都很難表達出與人類同質(zhì)的反應(yīng)。當(dāng)設(shè)計師進行一項環(huán)境設(shè)計任務(wù)時，除了考慮基本的設(shè)計要素之外，還應(yīng)該考慮自我感應(yīng)能力、適應(yīng)度及個體的情感差異等因素。這些需要設(shè)計師的參與，需要其通過與業(yè)主的反復(fù)交流和溝通，了解與尊重業(yè)主的訴求。雖然，在大數(shù)據(jù)分析上，人工智能可能會獲得多方面的針對業(yè)主訴求的綜合數(shù)據(jù)，并且可以參照設(shè)定模板，進行多種多樣性的分析，但是在道德、審美、情感的微妙層面上，人工智能卻很難對此作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。好和壞是容易判斷的，可是喜歡和厭惡、美或者不美，都因個體差異而有著巨大的懸殊。因此，人工智能在環(huán)境設(shè)計上的應(yīng)用，無論是目前，還是將來，都很難完全取代設(shè)計師獨特的創(chuàng)造力。雖然，人在硬件或軟件的編輯能力上將落后于人工智能，但是在情感、審美和道德層面，人類永遠是設(shè)計的主宰。無論是當(dāng)前還是未來，這一點都毋庸置疑。

藝術(shù)家在談?wù)摽茖W(xué)與藝術(shù)的話題時，往往將這兩者割裂，將問題歸結(jié)于如何表達。而人工智能的興起將這一問題變得異常的復(fù)雜。人工智能把創(chuàng)作表達的手法問題轉(zhuǎn)換成了創(chuàng)作主體的合法性問題。人工智能可不可以有自主的創(chuàng)作設(shè)計能力？人的創(chuàng)作行為與人工智能的創(chuàng)作行為是否可以進行融合[8]？不少學(xué)者討論了人工智能對于藝術(shù)創(chuàng)作的影響，指出了目前人工智能的藝術(shù)創(chuàng)作只是非藝術(shù)的“單純的機器和技術(shù)活動”[9]。然而，人們應(yīng)該清醒地認識到，在廣泛的民用設(shè)計領(lǐng)域，人工智能的應(yīng)用可能極大地滿足廣泛的設(shè)計需求。在大量的設(shè)計活動中，個性化的創(chuàng)作有時候并沒有最大程度地滿足功能性來得重要。而人工智能對大數(shù)據(jù)的客觀理性分析，可能使其在滿足功能性及客戶滿意度上大幅領(lǐng)先于人類設(shè)計師。從某種意義上來說，人工智能是甲方與乙方需求對抗的中間體。它可以在極大程度上了解客戶并滿足客戶需求，設(shè)計活動的創(chuàng)造性演化成為滿足甲方需求的附屬品。對于未來設(shè)計師而言，與人工智能的充分合作是設(shè)計活動的不二選擇。

四、結(jié)語

當(dāng)然，設(shè)計之所以被稱為藝術(shù)，是因為其設(shè)計活動中內(nèi)含的人文價值，或者說藝術(shù)的本質(zhì)是創(chuàng)造“詩意”的“真理”，“沉思之思”而非“算計之思”[10]。設(shè)計活動以滿足人類的精神訴求為價值目標，而具備人文價值的設(shè)計作品才會被認可為藝術(shù)品。近代以來的去裝飾風(fēng)潮，雖然從表面形式上看是對設(shè)計活動，特別是裝飾活動的否定，但實際上，“少即是多”的設(shè)計觀正好是當(dāng)代人類藝術(shù)精神活動的精粹。從這個角度來看，未來設(shè)計師通過對人工智能的利用，可以極大地簡化目前設(shè)計活動中的基礎(chǔ)工作，將精力集中在創(chuàng)造性的設(shè)計中去。設(shè)計師可以跳脫職業(yè)限定和減少基礎(chǔ)知識的積淀，直接從事“詩意”的純創(chuàng)造性活動。在當(dāng)今的經(jīng)濟生活中，價值的創(chuàng)造已經(jīng)從商品轉(zhuǎn)向服務(wù)和體驗，甚至是個性化的體驗。在這個轉(zhuǎn)變的過程中，相比以前，技術(shù)革新顯得尤為迅速。人工智能機器學(xué)習(xí)和增強現(xiàn)實，正在推動著巨大的變革。在這樣一種不斷變化的經(jīng)濟發(fā)展過程中，設(shè)計師的能力和思維方式正在成為關(guān)系未來商業(yè)成功與否的至關(guān)重要的解決節(jié)點。雖然人工智能可能會使現(xiàn)代的設(shè)計師工作變得過時，但是人工智能的發(fā)展將使設(shè)計師可以重新設(shè)計和建立他們的設(shè)計文檔。設(shè)計師與非設(shè)計師之間的界限將越來越模糊。這關(guān)鍵在于人與人工智能之間的協(xié)作和共同創(chuàng)造，在技術(shù)、設(shè)計思維和設(shè)計之間找到平衡點。也許在不遠的將來，沒有人是設(shè)計師，也沒有人不是設(shè)計師，設(shè)計師這個行業(yè)將被重新定義。