论物联网时代的工业设计创新思维1

2013-01-21李世国昝赤玉江南大学设计学院江南大学产品创意与文化研究中心

创意与设计 2013年1期

文/李世国昝赤玉（江南大学设计学院，江南大学产品创意与文化研究中心）

从美国奥巴马政府把“智慧地球”当成重振经济的法宝、日本提出u-Japan计划、韩国提出u-Korea 战略和欧盟提出的i2010计划到中国提出《物联网“十二五”发展规划》2中国电信集团公司主编，《走进物联网》[M]，北京：人民邮电出版社,2010.9 第一版。，无不说明了物联网(IOT,Internet of things )的发展和应用受到了世界各国空前的重视。物联网的推出，将使人与人、人与物及物与物之间的关联关系出现颠覆性的变革，人类原有的空间、时间和地域等概念将受到挑战。物与物之间可以互相感知，世界万物将变得更加智慧，这一切都需要技术的支持，显而易见技术是物联网的基础，因而物联网技术的研发和应用成了当今世界关注的热点。

毫无疑问，物联网将是下一个推动世界高速发展的重要生产力，也会给企业带来前所未有的机遇。物联网会给人们带来什么？除了生活方式的改变，是否会没有烦恼和负担，是否会更加自然、和谐和幸福的生活？要解决这样的问题，只靠研究员和工程师是不够的，还需要设计师的介入，“纯粹以技术为中心的设计，更加不能适应当今世界的发展”3[英]蒂姆.布郞著，候婷译，《IDEO 设计改变一切》[M]. 北京：北方联合出版传媒（集团）股份有限公司万卷出版公司，2011年5 第一版。，IDEO 总裁兼首席执行官蒂姆.布郞如是说。面对物联网这样的新生事物，与其说对设计师是机遇不如说是挑战，固有的设计思维需要变革，这是因为设计对象不再是没有生命的产品，而是具有个性的智慧物品及背后无处不在的网络。

一、网络的三次变革：从互联网到物联网

1.物与物交流的物联网时代

图1 从互联网到物联网

如果说1998年美国副总统提出的戈尔“数字地球”概念只是一个物联网雏形的活，那么2008年IBM 提出的“智慧地球”和2009年中国提出的“感知中国”发展战略则正式揭开了从互联网时代进化到物联网时代的序幕。物联网颠覆了人类之前物理基础设施和IT 基础设施截然分开的传统思维，将具有自我标识、感知和智能的物理实体与通信技术有效连接在一起，成为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮1百度百科. 物联网[EB/OL]，2009.9.19 http://baike.baidu.com/view/1136308.html.。物联网（Web3)的物与物之间交流不同于Web1 的人与物交流与Web2的人与人交流，其主要区别在于：Web1 的物主要指计算机，人与计算机打交道，互联网通过计算机终端提供服务，交流之主体是人与计算机；Web2 的人与人交流更凸现了实时性和多媒体特征，人们之间的通过文字、图片、动画、语音和视频的形式即时信息互动，超越了人机交互界面，交流之主体是人与人（图1）；而物联网之物与物交流是通过传感技术、无线传输技术和互联网络将具有感知的物品连接在一起，“形成了一个更加智慧的生产和生活体系”2百度百科. 物联网工程[EB/OL]，2012.7.7 http://baike.baidu.com/view/4028668.html.，交流之主体则是更为广泛的包括人类在内之智慧物。

2.物联网使具有“智慧”之物成为可能

物（things）指客观世界中万物之总称，“物也者，大共名也”(荀子·正名)。而物联网中的“物”是指能够通过网络联系起来的“物”，换句话说，能否实现此物与彼物的相联，关键在于“物”是否具有相连的条件，即物联网中的“物”是否具有环境感知、身份识别、信息接收和行为决策等智慧特征。只有具有这些特征的“物”构成的“智慧地球”，才可能实现物联网中物与物的“对话”。因此，物联网中的“物”并非是物质世界中所有的物，而是具有一定智慧之物3李世国，物联网时代的智慧型物品探析[J].包装工程.2010年第31页(4)。。

智慧是指对事物能迅速、灵活、正确地理解和解决的能力4新华字典，第10 版，商务印书馆，2004年1月。。按照这一定义，以产品类“物”为例，要使其具有“智慧”似乎是不可能的事。但是，传感器的应用使产品有了 “感觉器官”，RFID 的应用使产品有了可识别的身份，再通过无处不在移动网络使产品有了判断和处理问题的大脑，原本无意识的物体变成了有智慧的物品。也可以说物联网中“物”必须具有一定程度的智慧，至少要让物联网络知晓你是谁（能识别）、在何处（能定位）和做什么（能感知和沟通）。

二、设计对象的更新：从常规智能产品到智慧型物品

从产品设计视角，为了区分常规的智能产品设计与面向物联网的产品设计，我们将后者的设计对象称之为“智慧型物品”。从本质上说“智慧型产品”的也属于“智能产品”一类，但其与一般意义的上智能产品有所不同。

1.“智能”有限的智能产品

常规的智能产品也可以具有感知、决策和执行等功能，如智能导航仪、智能洗衣机和智能冰箱等。这类产品是机械、电子、信息和人工智能技术的结晶，美国西北大学教授Norman 认为“由于机器的智能并不存于机器中，而是存在于设计者的大脑中；因此，当意外事件发生时，由于设计者不在场，所以机器往往就不灵了”5Norman. D. A.著，刘松涛译，《未来产品设计》[M]. 北京：电子工业出版社，2009年6月。。机器的“失灵”并不等于机器完全没有“智能”，而是设计者使机器所具有的“智能”不能应对“意外事件”。理由有二：第一，设计者设定的或设想的智能处理程序与实际情况不符，因为设计者的智慧总是有限的，不可能穷尽所的可能性；第二，特殊情况下超出了智能产品的应对能力，从而出现错误。譬如，GPS 导航仪由于无法反映道路拥堵、交通管制或维护等实时情况，从而导致错误的导航。

2.“智能”无限的智慧物品

与常规的智能产品相比，物联网中的“物”并不是一个孤立的人工智能产品，而是网络中的一个节点或终端，其智能与网络有密不可分的关系，离开了网络，其智能成了无本之木和无源之水。以3G 手机为例，如果没有了网络不仅不能上网，甚至电话都不能用了。另一方面，来自物联网的智能使产品更具有智慧，如物联网导航仪可以随时接收实时道路情况，选择最佳的行驶线路；物联网冰箱会及时提示用户购买将要用完食物，进入商家购买界面享受商家自动配送服务。从“戴物联网‘表’保老人平安”到“‘智慧旅游’开启智能时代”无不具有“智慧”的烙印。对于基于物联网技术的物联网终端产品来说，与其称为智能产品，莫如定位于“智慧型物品”更为合适。正如前述，这种“智慧型物品”是物联网环境下的产物，完全依赖于物联网而存在。因而，“智慧型物品”的“智能”存在于物联网中之中。名为Nabaztag(后更名Karotz，图2）的无线智能兔子，法国Violet 公司将其称为首款Facebook 硬件。Karotz 是为社群网络整合打造的，具有“智能”的“智慧型物品”。当连接至互联网时，内置网络摄像头可在语音识别软件的指挥下拍摄照片，并将照片上传至Facebook，且还能阅读Twitter 信息流和天气播报等内容。在此基础上Violet 公司还推出了Android 版和iOS 版的一款应用程序，能在Android 或iOS 移动设备上向Karotz 智能兔发送文字信息，从而让Karotz“讲话”。

从设计“智能产品”到设计“智慧型物品”，设计师的思维方式将发生变化：智能产品具有智能不再是固化的和有限的，而是动态的和可扩展的。设计者虽然不能让产品本身的智能应对所有情况，但可以让产品接收来自网络的“智能”变得更加“智慧”。设计师不只是设计产品对象本身，而是要设计好产品与物联网对接的形式和获得智能的路径。

图2 Karotz 无线智能兔子Nabaztag

图3 Wifi 体重计

三、设计策略的变革：从一体化解决方案到智慧解决方案

物联网的发展和应用给人们的生活方式带来了革命性变化，许多过去认为是天方夜谈的事情，如今已变成了现实。千里之外，人们可以看到家中的情景，智能家居让小偷们“失业”；凭借一部手机，就能远程轻松指挥智能家居，显示了智慧生活的神奇魅力1物联中国，智慧生活的神奇魅力[EB/OL]，2012.6.26 http://www.50cnnet.com/html/yingyonglingyu/20120626/30825.html.。显然要实现这样的目标，得益于革命性的“智慧解决方案”。

1.一体化解决方案产生的非“聪明”产品

图4 侨亚智能终端E-脉手表

“产品设计的核心是为满足消费者的需求所提供的产品创新方案”2李亦文，《产品设计原理》[M]，北京：化学工业出版社，2011年8月第二版。。这种创新方案并非是一蹴而就，而是对多个产品解决方案的评价、筛选、组合和决策，其根本目标总是为了满足产品服务的对象——产品消费者（间接用户或直接用户）的需要，实现这一目标必然会涉及到产品解决方案的选择问题。对于常规的产品设计来说，满足用户需求的解决方案主要立足产品对象本身，即利用产品本体所具有的特性和功能来实现设计目标。设计者基于独立的、有界的或者封闭的产品空间，提出一体化解决方案。立足于产品本身的一体化解决方案由于受自身条件的约束，在由用户、产品和场景构成的产品系统中，用户始终是起主导作用的主体，产品总是为用户服务的客体，二者的主从属关系也总是恒定的。如家用智能洗衣机，可以自动选择最佳的洗衣程序，但确不能保证一定能将衣物洗净；家用智能电冰箱，可以提供最佳的食品保存温度，但确不可能提醒用户食品是否超过了保质期。这是因为局限于一体化的产品解决方案，由于缺乏“智慧”是不“聪明”的产品。

2.智慧解决方案催生的 “聪明”产品

智慧解决方案超越了一体化解决方案的局限，将立足于产品本身的解决思路扩展到开放的物联网空间，利用以“更透彻的感知、更全面的互联互通、更深入的智能化为特征”1IBM 中国商业价值研究院，《智慧地球》[M]，北京：东方出版社,2009年11月。的智慧方法来实现常规产品无法企及的目标。实现智慧解决方案的基础是物-物之间的透彻识别和全面互联构成的有机网络，依托的是物联网海量、高速、实时的数据超常处理能力和系统、全面和深入的智能决策和行动技术。纵观物联网的主要应用领域，如智能医疗、智能交通、智能电网、智能农业、智能安防、智能建筑、智能生活和智能家居等均是采用智慧解决方案的结果。

采用智慧解决方案不仅可以构建具有“更深入的智能化”的各类智慧的应用系统，还可以设计出“聪明”的各类物联网终端产品。正如国际电信联盟于2005年的报告中所描绘的那样：“当司机出现操作失误时汽车会自动报警；公文包会提醒主人忘带了什么东西；衣服会告诉洗衣机对颜色和水温的要求等”。海尔发布的世界上首台物联网冰箱，不仅可以储存食物，而且可以通过与网络连接，实现了冰箱与冰箱里的食品、与超市的食品、与人类之间自由沟通2西安新闻网，海尔物联网冰箱受瞩目[EB/OL]，2012.2.9 http://tech.xiancn.com/content/2012-02/09/content_2564229.htm.。例如Wifi 体重计(图3)就像我们的便携私人健身教练一样，用户可以随时随地、随心所欲地咨询健身相关资料。可帮助用户坚持完成节食和健身计划，还可以将数据共享到其他健身 App 中。凭借内置的 Wi-Fi 连接，可以自动记录用户所有的体重数据和阻抗测量值，并通过无线方式传输到用户的 iPhone、iPad 和 iPod touch 上。用户通过下载免费的 iTunes App，便可随时安全登录查看完整的体重、体重指数（BMI）、脂肪和肌肉量等信息。

与智慧型物品需要依赖于物联网技术一样，设计师要实现设计能够理解人意图的 “聪明”产品也必将以基于物联网的智慧解决方案为设计策略，这种设计策略采用开放的创新设计思维，体现了直接方式与间接支持、产品终端与网络系统的交集与整合。

四、设计思维的转变：从服务设计到智慧服务设计

服务设计命题的提出，为产品设计提供了一种全新的思维方式，是物质条件不断提升的前提下，从为生存到为生活方式而设计的设计理念变革之使然。从本质上说，立足于非物质的服务设计是为了“将设计的理念融入到服务的规划与流程本身，从而提高服务质量，改善消费者的使用体验”3罗仕鉴朱上上，《服务设计》（M），北京：机械工业出版社，2011年6月第一版。，而物联网技术的应用和普及则为单纯的服务设计转换为智慧服务设计提供了可能性。

1.从为“一次性行为”到“服务性行为”之设计思维转变

传统意义上的产品设计主要针对用户购买产品的“一次性行为”，由于从“购买——使用——废弃”全过程完全由用户自主进行，产品提供的服务功能是在有限的设计过程中完成的，用户的按受的服务也是在一个有界空间进行的。在服务设计之中，所谓的产品只不过是为用户提供服务的一个节点或产品终端，设计不再囿于相对独立的产品和不可拓展的服务。可以认为，为“一次性行为”的设计是有限的，而为“服务性行为”的设计是无限的。

从“有限的服务”到“无限的服务”促使了设计思维的转变与创新：首先，由于产品与服务融为一体的服务设计是“包括服务模式、商业化模式、产品平台和交互界面的的一体化设计”1罗仕鉴朱上上，《服务设计》[M]，北京：机械工业出版社，2011年6月第一版。，因而这种设计必定是多学科的团队行为，服务体系的构建需要不同背景开发人员同力完成。其二，实现“无限的服务”，需要一个合适的运作平台，该平台允许众多的第三方设计公司可以在平台上发布、断更新和扩充服务功能和内容，以满足用户的无限需求。苹果公司的App Store 和iTunes、Google Play 以及诺基亚的Ovi Store 等正是这种平台的具体体现。

2.从为“接受服务”到为“智慧服务”之设计思维转变

物联网的引入使服务系统的感知服务成为可能。接受服务的对象进入服务提供环境之后，由无处不在的计算技术和网络构成智慧系统就能够自动识别接受服务的对象，从而提供相应的服务。如应用于北京故宫、成都都江堰、南京中山陵和杭州虎跑寺等景点的自动导游系统借助集智能多媒体导游和GPS 全球定位系统，随时感知游客所处的景点位置，自动进行详细的讲解。这种服务模式虽然只是基于物联网技术的服务雏形，但其“智慧”特色已见端倪。

基于物联网的智慧服务系统的设计不只是对用户需求、产品终端、计算技术和互联网络的整合，其服务对象和形式也将发生变化。服务对象将由消费者扩展为物联网中的“物节点”，如汽车自动驾驶、不停车自动缴费、宠物位置定位、远程信息采集和安全防护监控等。服务的形式将由接受服务扩展为基于感知识别的更智能的个性化“智慧服务”，如根据感知到的病人状况，提供医疗咨询和诊治建议、根据感知到的家庭养花的物理信息（品种、湿度、温度和养分等）提供自动养护等。物联网的引入对服务设计注入了新的生命力，设计创新与科学技术的结合，将使真正智能化的智慧服务成为现实。

图4 中所示为侨亚智能终端E-脉手表。武汉侨亚百老汇信息技术有限公司利用物联网、互联网、无线通信等信息化技术，提出“信息化养老”服务模式，希望将智能养老服务模式延伸至老人家中。E-脉手表的服务内容涵盖老年人生活的各个方面，包括生活照料、家政服务、康复护理、医疗保健、精神慰藉等，该方案以网络和电话为主要实现形式，整合社会上已成熟的专业化老年服务机构力量，结合信息化终端E-脉手表和智能健康养老服务站为老人搭建了一个居家养老的信息化服务平台221N 科技：家庭的小型化趋势 E-脉手表健康电器[EB/OL]，2013.1.11 http://it.21cn.com/prnews/a/2013/0111/21/20203150.shtml.。

五、结语

人类正在步入充满憧憬的物联网时代，我们在享用物联网智慧化产品的时候，物联网的环境下的信息安全问题也非常令人担忧，处理不当将会导致个人重要信息的丢失或者泄露，甚至会危害国家政治和经济安全。2012年4月至7月期间，欧洲委员会就物联网问题向公众咨询意见，考虑出台必要的管理条例以规范该领域的活动，尤其是数据保密和安全保障问题。2013年夏季，欧委会还会就这一问题进行深入讨论和研究32013年互联网发展趋势:物联网地位不容小觑[EB/OL]，2013.1.16 http://finance.chinanews.com/it/2013/01-16/4493679.shtml?_A_C_21=3603.。物联网环境下的安全机制需要在很长久的实践中逐步完善。然而，智慧化物联网产品发展的主旋律是不会改变的。

在人们关注物联网技术开发与应用的同时，不应忽略设计在物联网中的角色和价值。物联网需要技术的创新，物联网系统的设计更需要设计思维的创新，而后者的创新将更新产品设计中的许多观点：由于物联网的存在，产品将变得更“聪明”和更“智慧”；用“智慧型物品”取代“智能型产品”并非只是称谓的变化，而是依据于物联网的“智慧解决方案”，设计师将从设计产品本身转变为设计产品获得“智慧”的途径；将单纯服务设计升格为智慧服务设计，更能体现“以人为本”的设计理念，服务对象的广泛化和服务形式的智慧化将依托于物联网而成为现实。

[1]中国电信集团公司主编.走进物联网[M]，北京：人民邮电出版社,2010.

[2][英]蒂姆.布郞著候婷译. IDEO 设计改变一切[M]. 北京：北方联合出版传媒（集团）股份有限公司万卷出版公司，2011.

[3]百度百科. 物联网[EB/OL]，2009.9.19 http://baike.baidu.com/view/1136308.html、

[4]百度百科. 物联网工程[EB/OL]，2012.7.7 http://baike.baidu.com/view/4028668.htm

[5]李世国.物联网时代的智慧型物品探析[J].包装工程.2010,31(4)

[6]新华字典，第10 版，商务印书馆，2004.

[7]Norman. D. A.著刘松涛译. 未来产品设计[M]. 北京：电子工业出版社，2009.

[8]物联中国，智慧生活的神奇魅力[EB/OL]，2012.6.26 http://www.50cnnet.com/html/yingyonglingyu/20120626/30825.html

[9]李亦文，产品设计原理（M），北京：化学工业出版社，2011.

[10]IBM 中国商业价值研究院，智慧地球[M]，北京：东方出版社,2009.11

[11]西安新闻网，海尔物联网冰箱受瞩目[EB/OL]，2012.2.9 http://tech.xiancn.com/content/2012-02/09/content_2564229.htm

[12]罗仕鉴朱上上，服务设计[M]，北京：机械工业出版社，2011.