设计师在设计过程中扮演的角色—— 从计算机─设计师共生的角度出发What will be the role of designers in design process ： from the viewpoint of designer-computer symbiosis

郑义澈Eui-Chul Jung 林玎燮Jeong-Sub Lim 崔知民Ji-Min Choi 译：张完硕Wan-Sok Jang

1.首尔大学，韩国（Seoul National University，South Korea）2.武汉理工大学，武汉 430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

设计师在设计过程中扮演的角色
—— 从计算机─设计师共生的角度出发What will be the role of designers in design process ： from the viewpoint of designer-computer symbiosis

郑义澈1Eui-Chul Jung 林玎燮1Jeong-Sub Lim 崔知民1Ji-Min Choi 译：张完硕2Wan-Sok Jang

1.首尔大学，韩国（Seoul National University，South Korea）2.武汉理工大学，武汉 430070（Wuhan University of Technology，430070 Wuhan）

谷歌头脑（Google Brain）团队在正在进行的“洋红项目”（Magenta Project）中，尝试与艺术家和音乐家一起通过机器智能创造引人入胜的艺术作品。一直被认为只是工具的计算机正在挑战人类的创造力，这让设计师对自己将来所能扮演的角色深感不安。本研究基于人与计算机的关系，探讨了设计师与计算机共生的发展方向，提出了将计算工具的最新研究纳入设计过程的方法，并讨论了未来设计过程模型中与计算机共生的可行性。计算机工具能否辅助设计师提升创造力，抑或是计算机能否取代设计师进行创新性设计，必将引导关于“创造力”真正含义的进一步探讨。

人机共生；设计过程；设计计算

一、背景

自古以来，人类一直在使用各种工具让新事物不断改进他们的生活。最近，计算机已经成为可以处理和制作信息的行为主体，通过认知作出判断，并与人交流。与以前的计算机相比，现代计算机进一步扩展了人类能力辅助工具的概念。

在建筑领域，目前已开发并利用了基于建筑信息建模 BIM（(Building Information Modeling）整合“概念-设计-实施”阶段的系统。计算机技术被用来扩大人类在艺术领域的表达局限。建筑与观众间的沟通方式正在呈现更具创新和创意的新形式。工程设计中也有对计算机辅助设计的许多尝试，比如通过使用参数化设计和生成建模来优化系统开发。

然而，在工业设计领域，只有相对较少的研究来验证可以支持设计者的计算机共生设计过程。设计思维可以通过分析思维和直觉思维的结合来解释（Martin，2009）。现在有许多计算工具可用于补充分析思维，甚至通过智能识别和自我生成的东西来再现直观的思考。

本研究基于在设计研究中广泛使用的双钻石 设 计 过 程 模 型（double diamond design process model），探索设计师和计算机工具之间的共生关系的可能性。 为了实现这一目标，进行了以下三个步骤的研究：

1． 研究人与计算机的关系，探索“设计师 -计算机共生”的方向；

2．基于“设计师-计算机共生”模式的探索，提出将计算工具的最新研究纳入设计过程的方法；

3．讨论与计算机共生的未来设计过程模型的可行性。

二、人机共生（Man-Computer Symbiosis）

计 算机 先 驱之一 范 内瓦·布 什（Vannevar Bush）将电脑视为录像设备。他认为人类思想的机制以联想的方式工作，而人类记忆只是暂时的，人类设计了未来设备名为“memex”的概念，以填补人类在 1945 年的记忆。他相信人类可以通过使用这些机器来改善自己，并声称“创意思想和本质上重复的思想是非常不同的。对于后者而言，有可能是强大的机械辅助设备（Bush, 1945）”。计算机的另一个先驱，道格拉斯·恩格尔巴特（Douglas Engelbart）期望通过电脑来扩展人的智慧。他预测了 1962 年人工智能的发展，并表示：“我们将通过将智能技术组织到更高级别的协同结构中来扩大人类的智慧（Engelbart，1962）。”通过使用电脑，人类可以为快速增长的复杂问题找到更好的理解和解决方案。利克莱德（J.C.R.Licklider）首次提出了“人机共生”（Man-Computer Symbiosis）的概念，他说：“人机共生是人与电子计算机之间合作互动的预期发展（Licklider，1960）。”他假设电脑与人类合作，通过执行重复性任务，人类进行“设定目标、制定假设和进行评估”的任务来构建共生体。

另一方面，唐纳德·诺曼（Donald Norman）从几个角度区分人类和机器的特征，如表1所示。

表 1 以人为中心和以机器为中心的观点来比较人与机器（Norman，1993）

表1表明，根据观点，有时人类成为赢家，有时机器成为赢家。然而，诺曼说，从“人机交互”的角度来看，人与机器之间的共生需要两个视角，即机器（尤其是计算机）适应人类的需求。

现在我们可以推断计算机历史上的思想家如何考虑人与计算机之间的关系。他们认为人类思维是两个独特部分的组合：创造性部分（creative part）和重复部分（repetitive part）。通过由计算机执行后者的人机交互方式可以实现“人机共生”。

自 从 1961 年 由 伊 凡· 萨 瑟 兰（Ivan Sutherland）创作“草图”（Sketch Pad）并第一次使用图形交互界面（GUI），随着 Adobe Illustrator（1987）和 Processing（2001）等各种计算工具的应用，人机关系在创造力这块已经成为一个重要的问题。计算机的出现对创作者而言是革命性的，原因在于计算机执行的“数字化-处理-呈现”（Digitizing - Processing - Presenting）的整个过程在许多方面远远超出了人的极限。它使创作者能够探索超越“创意部分”和“重复部分”的“人机共生”概念的新方面。

三、设计中的计算

计算机的发展一直在影响设计师的工作方式。以前，人类活动领域和计算机工作领域被明确划分。然而，在这个新时代，这些领域则建立在“以人为本的行为（Human-based actions）- 计算机辅助行为（Computer-aided actions）- 以计算机为基础的行为（Computer-based actions）- 计算机增强行为（Computer-augmented actions）”中（Bernal，2015），彼此间的区别也开始变得模糊。此外，仅被视为设计的辅助工具的计算机正在影响当前设计过程的性质。表2表示了在设计领域中使用计算机的种类。

表 2 在设计领域的计算工程种类（2015）

将这些种类应用于设计师的作品，“自动化 ”（Automation） 和“ 数 据 /信 息 ”（Data/ Information）是有助于提高整体设计工作流程效率的种类。“可视化”（Visualization）和“快速原型”（Rapid Prototyping）有助于可视化和实现抽象的思想。最后，“生成设计”（Generative Design）和“发展”（Development）提出了设计师们可能未预见的新形式和结构。因此，为什么计算机在设计领域被使用可以归结为三个主要原因。

1．通过减少时间和成本，提高设计工作的效率。

2．实现和展示设计理念，促进其他不同领域人员之间的沟通。

3．使设计人员能够创造意想不到的新形式和架构。

总的来说，计算机可用于协助设计人员在设计工作流程中的各个步骤进行工作。

四、将计算融入设计流程

设计过程可以从根本上分为两个独特的阶段：找到正确的问题、找到合适的解决方案（Norman，2013）。在双钻石模型中，第一颗钻石是用于发现问题的扩散和融合的过程，而第二颗钻石是用于寻找解决方案的扩散和融合的过程。

如图1所示，从结构的角度来看，发现问题和寻找解决方案在扩散和融合方面是相同的。 然而，如图2所示，根据输入什么和从哪个进程通过，执行不同的输出。当输出被执行时，它将再次输入到另一个阶段。

图 1 双钻石模型

图 2 通用的设计过程模型

4.1 寻找问题

第一个钻石涉及收集意见和分析问题。以下是可以在设计过程中这个阶段使用的计算工具的示例。

（1）Adobe Analytics

Adobe Analytics 实时监控用户的数据，并根据客户特征或在线行为对访问者进行自动分组。通过自动细分，显示了哪些客户采取了某些行动。图 3 显示了 Adobe Analytics分析的自动分组结果。基于这些数据，它使用决定树来预测客户的行为，例如他们是否购买物品，或观看视频剪辑。此外，还可以通过移动应用程序分析，收集用户开始使用应用程序的内容、用户共享内容、参与率以及客户购买信息等数据。利用这些数据，可以帮助明确有效提升用户体验的因素。例如，通过分析网站上滑雪设备购买者的数据，可以弄清楚滑雪设备主要配备什么样的滑雪配件。此外，公司基于数据可以发现到某些类型的客户对青年品牌感兴趣，因此可以确定应该为这些客户提供什么。

图 3 Adobe Analytics 的自动细分结果

图 4 显示了 AdobeAnalytics的分析过程。在“寻找问题”阶段，设计人员可以使用 AdobeAnalytics轻松分析客户是谁、做了什么、为什么做。根据该计算工具分析的数据，设计人员可以比以前更容易和更快地提炼用户的需求。

图 4 Adobe Analytics 的过程

（2）IBM Watson

Watson 可以通过认知计算来理解自然语言，并且能够判断信息是否有价值。例如，个性见解,作为 Watson 提供的工具之一 ,使用用户的 SNS 发布来分析用户的个性。这样公司可以利用分析的数据来提供个性化的服务。 图 5 显示了 IBM Watson 的内容分析结果。

图 5 IBM Watson 的内容分析结果

本田汽车研发中心使用 Watson 分析国家交通安全管理局（NHTSA）数据中的记录，并提供相关信息。在 Watson 内容分析的帮助下，他们注意到，一些司机的膝盖会不小心碰到并按下“引擎启动”按钮，这个发现为产品设计团队提供了宝贵的参考。

同样，设计人员可以通过这种计算工具进行的用户分析，深入了解用户，并发现重要的现象，这对于为用户创造更好的设计至关重要。 图 6 显示了 IBM Watson 的分析过程。

图 6 IBM Watson 的过程

4.2 寻找解决方案

第二颗钻石涉及可视化概念和制作原型。以下是可以在设计过程的这个阶段中使用的计算工具示例。

（1）Google AutoDraw

当用户在简单的素描本界面中画出自己的想法时，如图 7 所示，Google AutoDraw 使用人工智能识别算法根据用户的绘画生成多个图像备选。Google AutoDraw 可以从任何普通的手绘草图中获取关键外形，并提供理解用户意图之后构建的专业图纸。此外，用户还能通过绘画、调整大小或打字文本来修改图纸。

图 7 Google AutoDraw 的界面

使用这种计算工具，任何非专业人士都可以轻松地将概念视觉化，从而实现人们之间更方便更准确的沟通。图 8 显示了 Google AutoDraw 的设计过程。

图 8 Google AutoDraw 的设计过程

（2）Autodesk DreamCatcher

Autodesk 的 DreamCatcher是 CAD 下一代的工具，可帮助设计人员进行设计输出。当设计师设定目标和约束条件时，它会根据这些集合产生多种解决方案，如图9所示。并且，它通过调整材料、重量或成本等参数来探索产品的各种可能，可能产生一种前所未有的新颖解决方案。此外，随着 CNC 和 3D 打印技术的技术融合，现在可以实现快速的原型设计。

图 9 Autodesk DreamCatcher 软件中的椅子

到目前为止，设计师在非常有限的范围内寻求解决方案。然而，在未来，通过人工智能算法和云计算可以探索大量的替代解决方案，无限优化的设计将成为现实。 图 10 展示了 Autodesk DreamCatcher的过程。

图 10 Autodesk DreamCatcher 的设计过程

五、结论

早期的计算机只是辅助工具，代替重复任务。现在由于人工智能、机器学习和云计算技术的发展，可以创建人“与计算机”共生的模式。设计师在计算机的帮助下，比以往任何时候都更快地管理分析思维的实质部分，从而在直觉思维过程中发现新的机会和见解。计算机将影响整个设计过程，并帮助设计人员以更为先进的方式来创新设计产品。

贝 内 迪 克 特· 弗 雷（Carl Benedikt Frey） 与迈克尔·奥斯本（Michal A.Osborne）透露了可能被计算机替代的工作（Frey, Osborne, 2013）。尽管这些替代真正发生还需要几十年的时间，人们已开始恐慌。设计过程中的一些部分确实可以被计算机所取代。然而，计算机将与设计人员合作来简化研究流程、寻找新的见解、加快沟通过程、探索备选方案，而不是完全代替设计师的角色。

此外，适应计算工具是否可以促进创新仍然存在争议。计算机是否可以取代设计师的创造力，甚至超越人类的创造力还是有疑问的。这必将引发人们对“创造力”真正意义的探讨。设计师和计算机之间目前的共生阶段展示出的是计算机能让设计师在创新思维上投入更多的精力和时间。

[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.

[2] Bush,V.As We May Think.The Atlactic Monthly, 1945.

[3] Cross,N.Design Thinking: Understanding How Designers Think and Work[M].Oxford：Berg Publishers.2011.

[4]Dorst,K.,&Cross,N.Creativity in the Design Process: Co-evolution of Problem-Solution[J].Design Studies.2001,22(5)：425-437.

[5] Engelbart,D.C.Augmenting Human Intellect: A Conceptual Framework[M].Standford Research Institute，Menlo Park，CA.1962.

[6] Frey,C.B.,&Osborne,M.A.The Future of Employment: How Susceptible are Jobs to Computerization? [M].xford Univ.2013.

[7]Lawson,B.How Designers Think.[M].4thEdition.Architectural Press.2005.

[8]Licklider,J.C.R.Man-Computer Symbiosis[J].IRE Thacsactionson HumanFactorsin Electronics, 1960（1）：4-11.

[9] Martin, R.The Design of Business: Why Design Thinking is the Next Competitive Advantage[M].Harvard Business Press.2009.

[10]Norman,D.A.The Design of EverydayThings[M].Revised & Expanded Edition.Basic Books.2013.

[11]Norman,D.A.Things That Make Us Smart[M].Addison-Wesley.1993.

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

（责任编辑 袁晓芳）

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

郑义澈（韩国），博士，首尔大学美术学院教授；林玎燮（韩国），首尔大学美术学院硕士研究生；崔知民（韩国），首尔大学美术学院硕士研究生；张完硕（韩国），武汉理工大学艺术与设计学院副教授。