物联网时代与工业设计——物联网发展给工业设计带来的机遇、挑战和对策

兰玉琪（天津美术学院）

人类历史上科学技术的每一次进步与革新，都给社会各主要行业和相关领域带来了突飞猛进的进步和跨越式的发展，同时也给人们的工作和生活带来了翻天覆地的变化。例如：信息时代计算机技术的发展催生了互联网，作为人类技术与文化融汇结晶的工业设计也经受了这场剧烈变革的冲击和挑战，并产生了前所未有的重大变化。[1]当前，随着互联网技术的深入发展与广泛普及，以互联网为基础扩展和延伸形成的物联网，通过智能感知、识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，打造了一个“物物相连的互联网”，并已被普遍认为是继计算机、互联网和移动通信网之后世界信息产业的第三次浪潮。从工业设计的发展历程及其与科学技术之间的关系来看，我们有理由相信物联网时代背景下的工业设计必将面临着许多新的机遇和挑战，并产生一些前所未有的重大变化。因此，从工业设计的视角来审视物联网的发展，是我们面临着的一个重要命题。

1 物联网概念的提出、延伸与时代背景的关系

物联网(The Internet of things)，又叫传感网，是指通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。[2]

物联网的概念提出于1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议。其初衷是想让物与人、物与物之间也能像人与人之间那样沟通和交流信息。物联网概念的提出，颠覆了人类之前的传统思维：以往，人们将机场、道路、建筑物等物理基础设施和数据中心、个人电脑、宽带等IT基础设施完全分开，并认为两者之间并没有任何直接的联系；而在物联网的概念中，机场、道路、建筑物等物理设施与芯片、宽带等IT设施被整合为统一的基础设施，人们的个人生活、生产运行甚至经济管理、社会管理等所有行为，都可能运行在物联网的基础上。

而后，在2005年11月召开的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）又发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，并正式提出物联网的概念。按照ITU的描述，在物联网时代，通过在各种各样的日常用品上嵌入一种短距离的移动收发器，人类在信息与通信世界里将获得一个新的沟通维度，从任何时间、任何地点的人与人之间的沟通连接扩展到人与物和物与物之间的沟通连接[3]，这就是俗称的物联网。由此看来：首先，物联网是基于互联网的。也就是说，物联网并不是一个完全新建的、与互联网彼此独立的网络系统，它采用的还是互联网的通信协议，而且利用的也还是互联网的基础设施，其本质是一种“物物相连的互联网”。其次，物联网利用各种技术手段使得各种物体能够接入已经存在的“互联网”中，并实现基于互联网的连接与信息交互，当然，这种信息交互也包括物与人以及物与物之间的交互。因此，从某种意义上说，物联网就是一种“物物互联、感知世界”的“互联网”。最后，目前的互联网应用主要面向“人”，是在虚拟的信息世界中达成的人与人之间的信息交互；而物联网技术则最终将增加面向“物”的应用，并将进一步增强“人”与“物”之间的交互和应用，物联网将扩展成为对现实物理世界中各种物体（当然也包括人）的一种感知和互联，并实现“物到物、物到人、人到人的交互”。 [4]

近年来，在全球经济陷入危机且复苏艰难的背景下，物联网已经被全球各主要发达国家和地区上升到国家战略的高度。例如，2002年4月韩国提出的e-Korea（电子韩国）战略、2004年日本提出的u-Japan计划、2006年新加坡公布的“智慧国2015”计划、2008年年底IBM向美国政府提出的“智慧地球”战略、2009年6月欧盟启动的“物联网行动计划”等，均强调利用信息技术突破互联网的物理限制、实现无处不在的物联网络。[5] 2009年8月，温家宝总理在无锡考察时也提出要尽快建立中国的传感信息中心，即“感知中国”项目。[6]

毫无疑问，物联网在购物、交通、物流、医疗等领域的广泛应用将为我们带来全新的消费体验。2010年的上海世博会上，大量基于物联网的技术和产品得到广泛的传播，物联网的生活方式也逐渐显现在人们的面前。在物联网中，家具、家电甚至房屋等所有的物体都通过互联网“智慧”地连接在一起，而且随时进行着信息的交换和交互。例如，松下公司推出的家电网络系统可供主人通过手机下载菜谱，通过冰箱内设镜头查看储藏的食品，便于确定要买什么菜，甚至可以通过网络让电饭煲自动下米煮饭……。[7]所有这一切原本只可能在科幻电影场景中才会出现的场景，却在物联网的智慧传播中一一浮现，并“形成了一个更加智慧的生产和生活体系”。 [8]

我们可以期待的是，不久的将来，物联网的运用将有更广阔的空间。

2 物联网发展给工业设计带来的机遇与挑战

正如1999年召开的移动计算和网络国际会议所指出的那样，“物联网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。[9] 物联网的发展，也给工业设计带来了难得的机会与挑战。物联网概念的提出将突破常规的工业设计方法与设计手段，也将改变工业设计对象的内容、属性和特征，更将为工业设计提供广阔的想象与创意空间。

2.1 物联网为工业设计的手段、方法及思维提供了创新的可能

首先，物联网技术为工业设计创新创造了更广阔的想象空间。强调物与物之间信息交互的物联网技术，可以让我们在工业设计的过程中更自由地发挥想象力和创造力，并让许多在以往看来是天方夜谭的无稽之谈成为现实。如，海信集团新推出的海信SMART智能冰箱可以依托强大的海信物联云服务实时监测冰箱内的食物，并为用户提供科学的饮食建议；同时，通过物联云服务平台与手机远程连接，让用户能够随时了解冰箱内食物的信息。此外，还嵌入了先进的智能网络技术，可实现语音留言、网络聊天、收看电视等多媒体互动，让厨房不再沉闷。由此看来，物联网时代的冰箱不再只是可以储存食物的家用电器，它已经发展成为可以与其他物品和人进行信息交互的智慧的产品。这些都为日后家电产品的设计开辟了新的天地，也为设计的创新提供了更多的可能。

其次，物联网技术的出现进一步丰富了工业设计的技术手段。目前，计算机技术已经广泛地应用于工业设计领域，CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）、CAE（Computer Aided Engineering， 计 算机 辅 助 工 程）、CAM（Computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造）等都已被广泛用于工业设计活动中，计算机已然成为工业设计必不可少的工具之一，并在其发展的过程中彻底改变了工业设计的流程。在物联网时代，泛在网络的普及及各种物体（包括人）所具有的信息交互能力势必又将推动工业设计手段和工具的又一次革命。例如，由于物联网其实是一种以物品为信息元素的互联网，因而我们可以通过基于物联网的即时信息反馈实时地了解产品的销售情况、用户对产品的喜好情况以及产品的使用情况等，从而为后续产品的开发和设计提供参考。而且，相对于互联网时代而言，物联网时代的我们可以更广泛地获取更多包含着用户所思、所想和所为的信息。因此，物联网技术可以作为设计调研的一种辅助工具和手段。

最后，物联网技术将彻底改变了工业设计的方式，并将不断催生新的设计方法。传统的工业设计流程一般包括设计调查与分析、设计构思与评估及结构设计与制造等三个阶段，[10]并分别对应于大家日常所提及的“发现问题、分析问题和解决问题”等三个阶段。首先，在传统的设计调查与研究中，我们通常需要对产品的潜在用户或相关人员进行面对面的交流以获得产品在制造、销售、使用及维修维护等过程中所存在的问题；而在物联网时代，由于产品可能已成为整个网络中的信息元素，因而，我们只需要与相关的产品进行信息交流，便可很方便、快捷地获得相关信息，而且这种调查的结果将更加准确、客观和可靠。其次，开放性是物联网最典型的特征，任何人和群体都可以随时随地在这个网络中表达和分享自己的观点，从而产生一种更“群体”的智慧，这无疑将大大缩短产品开发的周期、降低产品的研发成本。最后，物联网强大的“连接”功能能实现设计从调查分析、设计构思到制造实现整个过程的“无缝”对接，并建立起一种并行结构的设计系统，从而避免设计在交流过程中的障碍、缩短产品的开发周期，并不断减少工业设计活动中的风险、保证高质量设计的实现。近年来，大量计算机辅助工业设计软件呈现出基于云计算的计算模式便很好地证实了物联网对工业设计方法的影响。

总而言之, 物联网在未来人与人、人与物及物与物之间的信息交互过程中所具有的不可替代的价值，将彻底改变传统工业设计的现状，并为工业设计的发展开辟更广阔的空间。

2.2 物联网给工业设计的发展带来新课题

当然，我们也必须看到，物联网所带来的机遇与挑战是并存的。物联网的出现与发展，在给工业设计带来更大发展空间和更多方便快捷的同时也带来了许多新的课题和挑战。

一方面，物联网将彻底颠覆传统的产品概念，进而改变工业设计的设计对象与设计内容。

以家电产品为例，电冰箱、洗衣机、空调等家电原本都是一些没有生命、没有思考能力的物品；但在物联网时代，家电却可以成为像海信SMART智能冰箱那样有生命、能感知、有思想能力的“智慧”的物品，它们可以通过物联网与物品、人及环境进行信息交流。再比如手机，在物联网时代，手机将不再仅仅是通讯的工具，它可能会发展成为大家离不开的工作、学习、娱乐和通讯的信息中心。[11]产品的这种角色和定义的转变势必影响其设计内容的改变。

虽然工业设计的最终目标是为人服务，但这一目标的实现必须依赖于批量生产的各种产品，人们只有在生产和生活中通过使用经过设计的产品才能真正享受到设计的恩泽。与传统产品只是通过操纵与控制系统、信息显示系统等与人进行交互相比，物联网环境下的产品更多地强调物与物、人与物以及人与人之间的信息交互。因而，各种产品便被赋予了更多的信息，也被要求具有更强大的信息交互能力。所以，未来的产品设计将越来越少去关注产品外观的设计，而是越来越多地着眼于促进和改善产品与产品、产品与使用者之间的交流。近年来，正是在这种背景下，交互设计应运而生。我们可以通过对产品所进行的交互设计，让产品与其他物品和使用者之间建立一种有机的关系，从而使得设计通过产品更好地服务于人，并给人类带来了全然不同的体验。显然，工业设计已呈现出“从物的设计向非物的设计发展，从实物产品的设计向虚拟产品的设计发展” [12]的趋势，所以，我们应该顺应这种非物质设计的变化趋势重新解读和定义我们的设计对象和设计内容。

另一方面，物联网将进一步缩短用户与产品之间的距离，从而对工业设计提出了更高的要求。

随着物联网的应用与普及，产品和用户的信息都将变得更加透明和容易获取。就产品从生产到销售和使用的整个周期来看：首先，产品的生产者需要赋予产品更精确和实时的产品履历，以完善产品生产制造过程中的产地、生产时间、生产流程等相关信息；其次，产品的营销者需要结合产品生产者所提供的产品信息，通过泛在的物联网平台，有效、精准地将产品信息传递给所需的市场；然后，消费者则可以通过无所不在的物联网，随时随地获取来自世界各地的自己感兴趣的商品信息，进而从广袤的市场中更方便、快捷地选择合乎自己需要的商品；最后，通过产品消费者和使用者在购买和使用产品过程中的信息交互，用户的个人信息及产品在使用过程中的信息又可以直接或者间接地通过物联网反馈给产品的生产者和营销者。从这个过程来看，产品的生产、销售和使用等环节形成了一个信息高度互动的循环：产品的需求信息能更准确地传递给产品的供给者，产品的供给者也得以更准确地针对特定的需求为消费者提供个性化和差异化的产品与服务。

因此，就工业设计而言，在面临着巨大信息流冲击的情况下，如何快速准确地获取消费者的需求、并将这种需求转化为满足这些个性化和差异化需求的设计，进而将其准确、及时地传递给产品的营销者和消费者，便成为一个十分重要的命题，也是对工业设计提出的一个重大的挑战。

3 物联网时代下的工业设计发展对策

随着物联网逐渐走入人们的生活，相应的产品会随之会不断涌现，工业设计将面临诸多的新问题、新挑战，我们需要面对、思考和探索。因此，针对物联网的技术特点及其给工业设计带来的机遇和挑战，如何实施科学、有效的应对对策是工业设计继续发展所面临的一个亟待解决的问题。

首先、我们应该正确认识和对待物联网给工业设计带来的变革。如果说新的技术是实现生活方式和生活形态变革的基础，那么工业设计就是实现这种变革的手段之一，两者相互合作才能发挥各自真正的作用。毫无疑问，物联网技术的出现必将推动工业设计的新变革，进而推动和引导人们的生活方式发生新的变化。所以，如果我们不能正视物联网给工业设计带来的积极改变而是一味沉溺于传统的工业设计观念、技术和手段，工业设计的发展则必将被时代所抛弃；但如果我们只是一味地沾沾自喜于物联网给工业设计带来的积极改变而忽略工业设计是实现变革的重要方法和手段这一事实，那么物联网的发展就会像羽翼未丰的鸟儿缺乏腾飞的力量。

其二、在物联网的环境下，我们应该重新审视和定义产品的概念及设计的内容。物联网技术使得交互化和智能化成为未来产品的主要特征，因而，在设计中，我们首先要把设计对象置入“物物互联”的物联网中，对产品在整个环境和系统中的地位与角色重新进行定义，不再把产品看做是一个只能被动接收信息的、毫无生命的物品，而是要从产品所具有的强大的能在物与物及物与人之间进行信息交互的特征出发去认识和思考产品；然后，我们应该着重思考物与物、物与人之间的信息交互给产品提出的新的设计要求，并将设计的重心由实体的造型设计转向促进物与物和物与人之间信息交互能力的设计。

第三、我们应该积极应用物联网的相关技术为工业设计活动服务。正如20世纪80年代以来计算机技术的迅速发展和互联网的迅猛发展大大提高了设计的效率和质量一样，物联网技术的广泛应用也必将推动工业设计产生革命性的变革。如：通过物联网中物品所具备的信息交互能力更快速、准确和客观地进行设计调研，明确设计需求；通过物联网时代泛在网络的普及与应用更好地整合人力、信息、设备等设计资源，更深入地打造并行结构的设计系统，从而进一步提高设计的效率和质量。

可以说，物联网是一个新的概念，但从本质上而言并不是一种新的技术，它其实是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性的应用和技术的提升。21世纪是一个机遇与挑战并存的世纪，基于物联网的“智慧”的地球将为工业设计的发展提供无限的空间，让我们充满激情地期待工业设计的未来。