人工智能时代下的交互设计有着新的设计内涵和挑战

王建民 李杰 李叶

王建民，同济大学艺术与传媒学院副院长，教授，博士生导师（设计学、软件工程），全媒体研究院智能媒介研究中心主任。同济大学智能汽车交互设计实验室联合主任，同济一中科创达Kanzi LearningLab合作实验室主任。主要研究方向：数字媒体艺术、智能汽车交互、智能媒体。主持国家重点研发计划项目子课题、国家863项目、国家自然科学基金，国家科技支撑计划项目子课题、国家自然科学基金重点项目子课题、广东省自然科学基金，粤港关键技术重点突破项目，及企事业单位合作项目等20余项。

“目前我們训练设计师已经不能仅限于在设计学、和艺术领域的训练，需要着重思考人工智能为代表的计算机科学的渗透，因为我们做的大多数的设计，从产品设计、软件设计、新兴媒体设计等都与人工智能有着深刻的关系，交互已经不是仅通过人的感官与人造物之间的交互，而是透过‘人造物表面交互的与其背后机器智能的交互。”王建民教授认为，从这一机理出发，我们的设计师，不能仅限于学习设计领域的专业知识，也需要对于计算机科学、人工智能等领域的知识有着深入的认识，丰富自己的专业知识范围，加强自己与专业领域人员一起工作的能力。

《设计》王建民

《设计》：同济大学在数字媒体方面有哪些特色？

王建民：我所在的同济大学艺术与传媒学院涉及两个学科：新闻传播学科和设计学科，包含数字媒体艺术、动画、广编、表演艺术，以及新闻、传播、广告等教学板块，在发展上我们强调艺术、设计、传媒研究与同济大学优势学科群的密切关联，致力于传媒与艺术学科、数字技术与现代艺术、设计与工业实践教学相结合，以新媒体艺术、设计与传媒协作发展引领学院教学与科研的方向标，争做数字媒体教学、科研领域的领头羊。

学院密切关注城市、建筑、传播领域与设计、艺术学科交叉研究动态前沿，致力于探索艺术、设计、传媒与国家战略发展的新型关系，揭示新媒体作为社会重要变革力量的基本规律。借助学院多学科的特征，在“数字媒体艺术、设计”领域的教学科研团队包含，影视创作、计算机动画与特效、数字音频、数字媒体交互与计算、网络服务设计、网络安全设计、信息可视化等方面的人才，同时借助新闻传播、媒介经济研究、媒介管理方面的教师共同参与教学和科研。

《设计》：针对技术的快速发展，学院采取了哪些应对策略？

王建民：同济大学艺术与传媒学院一直秉持着以全媒体理念为导向，以新媒体艺术与科学融合为抓手，打破学科之间的壁垒，培养具有“全媒体”、“技能型”、“应用型”、“复合型”特征的新媒体人才。同济大学媒体实验与实践教学中心是同济大学艺术与传媒学院集教学、科研、社会服务于一体的媒体类创新实验与实践平台。中心秉持着“全媒体覆盖”的教学体系，以“新媒体艺术与科学融合”为教学理念，打破学科之间的壁垒，开放实验资源共享与服务，是学院培养具有新理念、新视野、新技能的复合型、实践型、全站式传媒人才的重要平台，同时支撑同济大学特色艺术通识教育以及“双一流”学科的建设。

同济大学媒体实验与实践中心正式成立以来，发展是非常快的。体现在它作为学院学科发展的重要组成部分，不仅扮演了教学支撑的重要角色，还为研究型的教学提供了实验平台。根据学科设置和支撑基础实验、专业实验和实验与实践三大系列实验课程设置实验室架构，建设规划中的媒体实验与实践中心分为六大中心：融合媒体中心、未来媒体中心、智能传播、艺术与文化、通识实验教学、创新实践中心，实验室与专业教室共计94间，已投入设备的经费总额超过4000万元，约6034平方米，包含机房3个、基础实验室13间，专业实验室45间、专业教研室11间、琴房16间、影院剧场2间、图书馆2间、仓库2间。中心所产生的效应，在传媒与艺术学科教育中起到了积极的作用。

《设计》：学院在人才培养方面更注重哪些能力？

王建民：学院发展定位是：“全媒体覆盖”媒体传播理论与科学技术、创意设计相互打通、交融，聚焦新型主流媒体，侧重战略与传播创意与创新，走“内容、艺术、技术”三位一体的“跨界交叉融合”之路，全世界媒介生态的变迁和全球传播机制，媒介生态的转型亟须从理论研究上、人才培养上、教育理念上进行突破和创新！为建立新型主流媒体的国家战略输送和培养具有国际视野的复合型人才。

学院一直加强在新媒体实验、实习、创新方面的环境建设，媒体实验与实践中心以适应时代发展的媒体文化为主导，教学上以培养学生的媒体艺术与媒体技术原创能力为抓手，将“三M”（Media Culture/媒体文化、Media Art/媒体艺术、Media Technology/媒体技术）理念渗透学院的各个专业，使专业之间互相支撑，优势互补，并逐渐形成一个有自己特色的、坚固的专业学科群平台。

随着学院的发展，国际化的程度与发展趋势日益彰显，已成为数字媒体艺术人才与数字新闻人才培养的新型基地，同时成为成果转化为社会文化产品的重要试验区，希望通过艺术与媒体结合助力大学迈向一流，助力培养一流新媒体人才。

《设计》：这些年交互设计的整体发展情况？

王建民：从2000年左右开始至今已经20年，随着互联网技术的发展，交互设计进入国内教学、研究和产业实践的视野，交互设计，用户体验，用户中心设计等思维和方法已经深入人心，嵌入所有行业领域发展中。

伴随着我国在技术发展、应用领域的创新，以及国内用户群体的培植，行业应用中也从互联网用户体验的跟随，到移动互联网用户体验的逐渐部分超越，到现在在很多行业应用领域的国际上领先。在教学体系中，我们的信息科学、软件学科、电子与通信、设计学、心理学、社会学、管理科学等领域也逐步引入、借鉴和发展了用户体验和交互式设计领域的相关课程和科研。

近年来，随着物联网、5G发展、人工智能、大数据、区块链、融合媒体等新型技术领域的发展，工业领域中为适应新技术的发展对于交互设计提出了新的机遇和挑战。

《设计》：智能化设备人机交互和产品的生态系统设计在智能化这一趋势下有哪些新的思维和方法，有怎样的发展方向？

王建民：人工智能不仅表现在计算机自身数据处理和分析能力上，也表现在交互的“界面”上，界面不仅是传统的被动信息输入、输出的呈现画面，也表现在内在的智能通过显示呈现在计算机各种外露行为和与人类交互过程中。在人工智能时代，我们发现，计算机已经不在是传统的被动交互的设备，其行为变现也不在是单纯的根据用户的输入，产生直接的计算结果，人工智能使得计算机设备和系统，有了仿人和类人的思考能力，其自身的行为表现并不单纯依赖于外部用户的交互输入，同时由于其自身有着智能的“思考”，可以自己根据场景的发展，进行态势感知的计算，作出自主的决策和判断，表现出更多的主动交互行为。作为交互设计师，在这一设计背景的变化下，不仅需要研究传统的用户的思维方式和行为方式，而且同时需要考虑、理解和基于计算机的思维方式和主动发出的行为方式，只有同时考虑了人类智能和机器智能，才能更好地设计居于其中的两个智能体之间的交互过程、行为和交互界面。

传统的人机交互（Human-Computer Interaction），也逐步在人工智能和物联网等技术影响下，泛化到到数年前的人与机器交互（ Human-Machine Interaction），和人与人工智能之间的交互（Human-AIInteraction）上，既然机器已经从计算机过渡到带有智能计算、数据处理和数据传输的机器，我们的交互设计的方法研究也不再局限于经典的交互设计的“人-机-场景”的概念范畴。这些变化使得我们交互理论发生了深刻的变化，在研究交互设计的过程中，应该从以往的人类用户为中心的设计思维过渡到“用户+机器”双用户中心设计思维中，机器和人类开始在交互过程中处于“平等”的地位，在交互中不仅被动接收信息和处理、表现信息，而且会主动参与到交互整个过程中，所以我们在进行“用户”调研、原型设计、“用户”测试和产品发布后的“用户”行为跟踪等设计环节都以“用户为中心”的设计思想作为基础，将机器终端用户也拉入设计的所有环节中都思考和给与重视。

《设计》：请您介绍同济大学在交互设计领域的工作。

王建民：我们团队在交互设计方面的工作起步于中山大学传播与设计学院/信息科学与技术学院，大约从2005年开始成为国内最早开设交互设计课程和专业方向的高校。我们在数字媒体艺术、设计艺术学、计算机学科与技术、软件工程等专业中开设《交互设计》课程，同时从事相关领域的产业合作，主要围绕互联网用户体验到移动互联网用户体验，主要合作对象包含中国电信、华为、金山、TCL、康佳、创维、无限极等。

合作教学团队出版的交互设计系列专著5本，设计和开发的交互设计物理、数字沙盘教具和网络课程软件已在国内10多个高校、高职院校交互设计相关课程的教学中广泛使用，每学年面向同济大学相关专业本科生、研究生开设《交互设计》《信息架构》《界面设计》等相关课程;同时借助与汽车企业联合开展的智能汽车人机交互设计项目实践，培养智能汽车交互设计相关本科生、研究生。

在2013年后转入同济大学艺术与传媒学院成立用户体验实验室和智能汽车交互设计实验室，立足于汽车行业的交互设计与服务、创新咨询的专业实验室，特别是在智能汽车领域，着重于驾驶员行为研究、智能汽车交互设计、智能汽车后市场服务设计等领域，目的是用交互设计的理论方法探索行业领域中的用户潜在需求，提升产品和服务的体验竞争力。实验室基于智能汽车交互设计，以及虚拟仿真测试平台与国内外汽车相关的企事业单位建立了良好的研究伙伴关系：包括上汽乘用车、泛亚汽车、广汽、吉利汽车、上海国际汽车城、上海机动车检测中心、科大讯飞、奇瑞汽车、中科创达Kanzi汽车软件事业部等企业，以及澳大利亚昆士兰科技大学CARRS-Q、德国不来梅大学、德国沃尔姆大学、澳门科技大学系统工程研究所等、韩国国民大学、韩国延世大学等高校。实验室除了在智能汽车交互设计的核心研究领域展开研究和技术服务外，自主开发了拥有知识产权的智能汽车安全驾驶HMI仿真测试平台和系统软件也已经应用到了上汽乘用车、华为、一汽红旗、上海汽车城、三菱电机等合作项目中，用于各种驾驶场景的人机界面、驾驶员行为分析的仿真测试。团队将交互设计理论与智能汽车交互设计项目实践相结合形成了系统的智能汽车交互设计理论，2020年拟出版《智能汽车交互设计方法论》专著，获得国家社科后期资助。个人获得中国科协中国产学研合作促进会“中国产学研合作创新与促进奖”。

《设计》：智能化、网联化在汽车领域有哪些应用？

王建民：全球汽车产业在做着深刻的变革，在产业里有个新四化：电动化、智能化、网联化，共享化，通过新能源技术的采用，不仅在能源问题上提供了新的解决方案，同时推动了汽车在个人用车行为的变化;汽车使用行为的共享化是随着互联网应用形态的演变，带来的汽车生态的变化;以前的汽车电子通过联网和智能，生成新的功能应用，产生新的智能驾驶场景，通过联网（车联网和互联网），呈现出一个与以往的互联网、移动互联网完全不同的生态形式。这些产业技术的演变，给我们带来了崭新的设计空间，在设计教学中，我们可以以此为背景，组织学生在一个新型的、冉冉升起的产业中，做出自己的创造和贡献。

未来汽车产品形态既不是“底特律思维：汽车+电脑”，也不应该是“硅谷思维：电脑+汽车”，未来的汽车是一个带有智能的生态产品，我们需要从全新的生态系统的角度上来理解，智能汽车伴随着产业颠覆期的变革，将以智能驾驶座舱、智能驾驶、网联应用、物联网应用等新的形态和设计空间维度为我们提供更加广阔的设计空间和领域。

《设计》：请您介绍下在汽车虚拟仿真方面的研究？

王建民：随着汽车智能功能的增加，为了提高用户的驾乘体验，汽车HMI的设计也越来越复杂。为了确保汽车人机界面的安全性和可用性，在设计研发中应该不断地对人机界面进行评测验证。驾駛模拟器的使用可以降低测试过程中的资源消耗和事故发生率，已被国内外交通安全和汽车开发设计领域所广泛关注和应用。国外驾驶模拟器的开发研究起步较早。在20世纪70年代汽车驾驶模拟器，主要用于研究碰撞事故中的驾驶员因素以及交通风险应对机制。近年来随着高度自动化和全自动化车辆的技术实现越来越近，驾驶模拟器的使用正从验证汽车技术可行性转移到汽车HMI交互问题上。

国内在驾驶模拟器方面经历了从引进国外产品到自行研制的发展过程。到20世纪70年代，我国才有了自己研制的汽车驾驶模拟器。目前，不同功能定位的驾驶仿真模拟器已在国内外科研院所、企业得到了广泛的应用。同时为适应智能汽车HMI评估研究的需要，为提高仿真系统的交互性、数据采集等需要，国内专家对于驾驶模拟器的运动系统、视景系统、音响系统以及一套标准实用的软件环境也进行了不少的研究工作，但是目前国内外开发的汽车虚拟环境在应对智能汽车HMI评估研究方面仍存在交互性不强、用户行为参与度不够、实时性不够、不能根据HMI测试需要灵活变化等诸多问题需要解决。

在这样的情况下，我们结合在交互设计、虚拟仿真方面的技术积累，已有的智能模拟驾驶座舱设计及建设经验，进行模拟平台硬件环境改造，开发了仿真模拟驾驶实验环境。仿真平台根据智能汽车HMI方面的测试需求，定制围绕智能汽车HMI方面的用户体验、用户研究、可用性测试等方面的测试设计、测试场景与屏幕程序等内容进行开发，为测试执行、测试结果分析等标准化、个性化提供全流程测试服务。在传统交互设计可用性测试的基础上，增加了智能驾驶场景设计、驾驶员行为认知评测，以及汽车HMI交互界面的美学评估等新的测试内容，手段和测试评估标准和评估手段。

2019年《智能汽车HMI设计仿真与认知测试软件工具平台》项目获得工业和信息化部国际经济技术合作中心“一带一路创新设计榜《院士推优计划》”百强奖。

《设计》：请您介绍下在虚拟仿真方面的研究。

王建民：结合交互设计的领域实践积累，将交互设计与教学研究、行业应用进行结合，利用虚拟仿真技术，拓展交互过程的空间交互能力，以及空间表达能力。

参与2018国家重点研发计划项目“云计算和大数据”专项“多模态自然交互的虚实融合开放式实验教学环境”项目研發，负责子课题“虚拟仿真环境下研究探究式学习模型与交互行为分析”研究，致力于研究在云计算和大数据环境中，在虚拟仿真环境下研究探究式学习模型与交互行为手段，为基础教学在虚拟环境中的拓展，进行理论和实践方法的准备。

在虚拟仿真实验教学方面，组织城市防灾研究和新闻报道团队，联合同济大学附属东方医院应急管理办公室组成一支跨学科团队，从事《城市风险突发事件新闻全景报道虚拟仿真实验》研究和虚拟仿真系统的开发，结合专业课程《融合媒体报道》需求，着眼时下社会焦点事件一一城市突发应急事件，通过直观有效的虚拟仿真系统为同学们了解突发公共事件的基本概念、亲身体验不同类型应急事件的场景，模拟策划和解决事件中可能存在的问题，形成对于突发应急事件全媒体采写、编评、发布、舆论引导和新闻伦理等各方面的传播能力和职业素养，带动同学们在掌握融合媒体报道基本技术手段，形成新技术条件下的新闻理论素养、批判性思维、团队合作、新闻责任感多方位培养的目标。成果获选2019年上海市虚拟仿真实验教学项目，目前正在参评国家级虚拟仿真实验教学项目。

《设计》：信息可视化在生活中有哪些应用及趋势？

王建民：信息可视化是一个跨学科领域，囊括了数据可视化、信息图形、知识可视化、科学可视化以及视觉设计方面的所有发展与进步，通过将可视化与领域分析相结合，可以将行业领域的专业数据通过可视图形、国标进行“有意义”的呈现，帮助人们从大数据分析、领域动态变化、中发现内在数据规律;信息可视化为人机界面也带来了新的通道和交互方式，帮助用户透过“信息可视化”，与背后的行业领域数据进行人与信息的沟通和交流。

信息可视化是随着人工智能对于大数据的处理能力的基础上，为交互界面带来的新的交互方式和交互体验，也为基本上所有的行业应用领域的背后的数据带来了可视、可交互、可理解的技术手段，透过合理的信息可视化界面，交互设计师和视觉设计师可以为交互界面带来更加丰富的交互手段和交互界面形态。

《设计》：请您介绍下在信息可视化方面的研究和应用？

王建民：信息可视化为设计提供了一套新的技术手段，为我们组织在行业应用的设计表达和内在的数据信息架构逻辑呈现提供了一种新型的技术手段，在过去的交互设计科研项目中，我们利用信息可视化手段，在人机界面中呈现信息类产品背后的数据规律、交互内在的数据驱动特性，以及智能化表现的方式。

早期我们应用信息可视化手段进行社交媒体数据的内在关系、传播形态等表达，在社交音乐标签数据、微博数据可视化等进行了大量的应用。利用信息可视化手段进行社交媒体数据的关系网络、传播规律、传播节点权重、信息传播爆发点和传播影响等，通过信息可视化，我们将针对社交媒体的大数据计算，和信息传播表达进行了有机的结合，对于媒体传播形态的表达，和跨专业领域的交流起到了良好的作用。

近年随着我们在城域范围内的电动汽车共享服务的交互设计，我们利用信息可视化进行了用车行为的表达，对于城市用车行为的潮汐现象，和城市关键节点的用车、取车、还车的过程通过可视化手段进行了良好的表达，对于整个系统的服务运行状态，有了基本的掌握。这些可视化手段，对于我们对于整个服务系统的交互设计，有了一个积极的手段，可以帮助系统的运营商，在数据可视化的基础上，完成对于整个系统的掌控，和服务的动态调整。

《设计》：设计师的知识结构有哪些改变？

王建民：目前我们训练设计师已经不能仅限于在设计学、和艺术领域的训练，需要着重思考人工智能为代表的计算机科学的渗透，因为我们做的大多数的设计，从产品设计、软件设计、新兴媒体设计等都与人工智能有着深刻的关系，我们的交互已经不是仅通过人的感官与“人造物”之间的交互，而是透过“人造物”表面交互的与其背后机器智能的交互。

我们的同学和从事交互设计的从业人员，需要同时考虑人类用户的认知思维，和交互过程和能力手段，同时也需要从智能的角度上思考我们的机器，同时给予我们的机器同等的用户地位，将其看作在交互过程中与人类一样的交互过程积极的参与者，将人与机器同时认定为一定场景中交互过程的两个带有等同地位的“用户”，我们对于交互过程的理解和设计才能有更加适度的设计，交互中同时考虑机器的认识能力、信息处理过程和交互表现手段。

从这一机理出发，我们的设计师，不能仅限于学习设计领域的专业知识，也需要对于计算机科学、人工智能等领域的知识有着深入的认识，丰富自己的专业知识范围，加强自己与专业领域人员一起工作的能力。.