数物共生：人工智能在艺术设计中的研究

杨绍禹 卓凡

摘要：探讨人工智能对艺术设计的影响与创新，论证如何在人工智能与艺术设计两者生产背后的逻辑上形成闭环，以此提供未来设计的发展方向与途径。分析在人工智能为技术载体与理念革新的促进下，推动设计创新与多样化的实例，剖析两者之间得以衔接的逻辑与方法。探讨得出智能设计带来的创新设计模式。人工智能作为设计工具，优化与提高了工作质量与效率，也促进艺术表现形式与载体的多样化。智能设计时代，“数”“物”的和谐共生——艺术设计与人工智能的结合未来可期。

关键词：艺术设计;人工智能;应用;模式创新;设计研究

中图分类号：：J0-05 文献标识码：A文章编号：1003-0069（2020）10-0098-03

Abstract：This article analyzes the in?uence and innovation of arti?cial intelligence on art design，and demonstrates how to form a closed loop in the logic behind the production of both artificial intelligence and art design，so as to provide thedevelopment direction and way of future design.By analyzing the use of artificial intelligence as a technology carrier and the promotion of conceptual innovation，examples of design innovation and diversi?cation are promoted.Analyzes the logicand methods that can be connected between the two.Explores the innovative design mode brought by intelligent design.As a design tool，arti?cial intelligence optimizes and improves work quality and ef?ciency，and also promotes the diversi?cation of artistic expression forms and carriers.In the era of intelligent design，the harmonious symbiosis of"number"and"thing"-the combination of art design and artificial intelligence can be expected in the future.

Keywords：Art design Artificial intelligence（AI） Application Model innovation Design research

引言

21世纪初期，设备与数字技术发展迅猛，呈现出指数型增长的趋势。面对即将到来的人工智能时代，硬件、软件、数字产品及交互体验之间相对弥散、孤立的局面都将被改写，且人工智能作为新型设计工具在艺术设计中表现出较好的革新与协同性。艺术设计总伴随着技术的脚步日以创新。在一个重视意义价值、充满未知可能的阶段，我们成为了“感知时代”的观望者、参与者、建设者：技术对人的态度变得更加“感”性，人类对机器的“感”知力将得到提升——“数字”、“物理”的相互感知與理解。如何在人工智能技术与具体设计实践的背后逻辑中找到契合，是两者结合与展望的关键点。

一、艺术设计与人工智能

发端于19世纪中的现代设计，依附于工业革命与信息革命，一直以生产力为导向，将最新的科学技术成果拿来为己所用，以此催生创造设计的新形式、新质料、新的文化内涵[1]，见图1。

（一）艺术设计发展之于技术

艺术设计作为解决问题或给人类带来惊喜创意方案的手段和方法，是艺术家通过自身的感知、想象、表现等综合素质的主观体现。面对设计需求多样、设计模式不断创新、跨界设计趋势成为主流的背景下，传统的造物或视觉设计所看重的单一的知识与技能，难以解决当下现代社会复杂的数字化、虚拟化生存需求。[2]人类活动离不开生产工具的存在。在当代计算机学科的红利尾期，从设计工具上来说，工具变得更加智能且高效：设计师可以借助大量设计软件来辅助呈现自己的灵感，是完成视觉转化的工具。[3]有别于其他传统艺术门类诸如音乐、绘画等都有其固定的载体，艺术设计是一个综合性的活动，考虑的因素更加复杂与多元。相对于传统的艺术创作耗费时间长、受时间空间的制约各方面的担忧：计算机技术不受空间场地、色彩质感等媒介的限制，可以帮助设计从业者高效的完成创作，通过3D打印等技术或模型文件进行打样与量产。在作品呈现的手法上，目前虚拟现实技术的日趋完善，界面设计、交互设计、数码媒体与科技技术的联系更加紧密，通过虚拟空间营造，丰富了艺术设计的魅力，可以说是艺术设计学科在人工智能领域到来前的序曲。人工智能的浪潮到来，意味着以往设计讲求的以“形势与功能”的主旨、设计要素、生产和学习的方式、以及具体设计专业设置细分上将在不适应的浪潮体系下逐渐消解，从而建立新的秩序：研究人的心理、行为方式、情绪变化等更加复杂的过程。在这之中，科学技术对于设计带来的挑战与机遇，势必会影响设计的各个阶段：人文、著作权、设计伦理等，传统设计与智能设计的产品要素差异见图2。

（二）人工智能发展之于设计

“自然语言处理NLP（Natural language processing）”、“大数据（Big data）”、“计算机视觉CV（Computer vision）”（简称：新科技NBC）[4]为代表的新科技在当今飞速发展，成为当代和未来发展的三大潜在驱动力。人工智能因其强大的大数据学习能力形成第三次热潮，我们得以把人工智能的创造性问题从理论研究结合实践，拓展了诸多应用场景。无人飞机、无人车、远程医疗等几乎所有学科领域都在谋划如何用“人工智能+”的概念来开拓新领域。

人工智能是哲学、艺术与科技在长期历史沉淀中运营而生，通过算法、平台或者机器来模拟现实人类的智能活动，提升机器感知与拓展人类智能发展的一门综合性学科[5]。技术时代，人在艺术设计领域的主体性在技术的崛起过程中逐渐隐退。一方面上文提到技术因素对新艺术形式的出现起到深刻变革，另一方面，是人工智能渗透到艺术设计生产中的力度全所未有：[6]技术的理性思维与直接参与是当今艺术设计被打上的时代烙印。

罗格斯大学的艺术与人工智能实验室在原有GAN（生成性对抗网络）的基础上重新设计，制作出一套名为CAN（创造性对抗网络）的人工智能。在运行了一段时间后，这套系统能够生成极富创造力的抽象绘画作品。两周后邀请大众通过喜恶程度、精致度、创新型和复杂性等角度辨别这些作品到底是人类艺术家的创作还是人工智能的产物。最终人工智能以53%的得票数胜于人类艺术家作品，见图3。这意味着CAN比人类艺术家更懂人类对于抽象艺术的喜好和预期，也更具创造力。可以预期，在不久的将来，人工智能能够代替人类艺术家至少在抽象画领域的创作。

淘宝在过去几年中，通过智能算法，将人货匹配的个性化与智能化算法做到了极致，以至于遇到算法瓶颈，人货分发效率增长空间在哪里？其次围绕用户个性化的权重（货找人）被放大，都是靠算法黑盒化的驱动，商家如何参与运营？所谓人货的信息表达的个性化与智能化：就是文字、图片、海报、店铺页面等直观的媒介场景。过去一张图片、一套话术打天下的方式，在个性化时代有所局限，因而也带来新的需求：货面向不同的场景和人，需要差异化的精准生成与服务。为了解决人能够找到商品，货品能够映射到人，实现电商媒介的个性化智能化，阿里推出了解决方案：鹿班。鹿班在2017年双11，设计制作4.1亿张海报，水平也能够满足产品的推广与展示，真正做到千人千面。曾鸣在《智能商业》一书中的核心观点“网络协同和数据智能是未来数据智能商业系统的DNA，它是一个双螺旋渐进发展的过程”。[7]“精确”、“准确”是未来商业的核心需求，这也是数据智能产品设计的方法论依据，见图4。阿里为了能够让商家得到货品数据反馈与辅助决策，做到良好运营，在面向人货匹配的鹿班之上推出了商家智能设计运营平台——SaaS系统，从商品主图智能投放、店铺智能设计投放、广告素材智能生成投放，生产和投放数据各要素间形成严谨的系统闭环，更好地为商家带来效益。

设计师作为创作活动的主体，在效率、见识局限等问题上都不占优势，机器将直接取代普通设计师的劳动。我们应清楚地认知到技术的理性思维在设计中的介入不可避免，但其有很大的不确定性，在设计生产的过程中，我们还是需要优秀的设计师，通过引领技术训练，对理性设计思维问题恰到好处的把握，从而完成更好的设计创作。

二、智能与未来设计的关系——实体与数字的交織

设计和智能的界限在未来将变得更加密切——未来的设计与智能可以理解和诠释我们思想的交互方式，可以帮助我们构想更高级的自然用户场景、操作人体增强的实体装置和更精细的数字视觉化能力。似乎我们正在处于技术生存危机的边缘，但这些新兴技术的发展结果将基于我们如何有效设计物理世界与数字世界的融合。只要有正确的设计规范以及流程，我们可以使用这些技术来拓展世界并提升我们的感知力与行动力，而不是仅仅将想象限制在脑海中。

（一）物的数字化——机器可感知

智能设计的一方面，是“物的数化”——有形物的数字化，具象物体的抽象化。其本质是非结构的信息转化为结构化的数据，变得可被机器计算，即我们所说的通感设计：这里的通感，并不是指产品与人两两之间的独立状态下使用发生的情感共鸣，而是在用户与机器之间建立低耗能、高协同的情感可联结。虽人工智能介入设计领域的应用还略显青涩，但在提升脑电波、传感器对人的感知力技术方面，人工智能作为手段与新的创作思维介入艺术设计，提供或突破了以往想象边界的壁垒。Patrick D.Ganzer[8]等人于2020年5月提出了使用Sensorimotor多路分解神经接口恢复触摸感：研究人员使用脑机接口、非侵入性义肢工具和机器学习技术，首次同步恢复了一位因意外导致具有临床完整脊椎损伤（SCI）的患者的运动功能和触觉。当患者产生某种意念时（比如说抬手），大脑会产生相应的脑电波信号，借助之前设定的映射规则，控制体外设备（如义肢）完成抬手的行为活动。不仅如此，Patrick D.Ganzer等人借助脑机接口技术，将脑活动转化为语音，真正做到无需开口就能“发出心声”，见图5。

技术凭借皮层解码神经信号控制外部机器设备从而实现意识转化、动作、知觉恢复。某种意义上对于瘫痪患者来说，他已经与机器协作共创。人工智能为设计的多样性与思想观念提供了更多可能性与现实意义，更加人性化与智能化的设计在未来成为了可能。

（二）数的物质化——人类可感知

智能设计的另一方面，是“数的物化”，它是无形数据的有形化，是抽象概念的具象化。本质是借助人工智能将结构化的数据变成非结构化的图形和声音，进而可以被人类所理解。这其中设计师便可通过逆向思维的方式，以问题为导向，技术作为辅助手段或将技术分析的结果进行艺术加工，从而完成设计创作。武嘉悦、任东昊《体现音乐冥想作品3号》，根据手势识别产生各种声音和视觉效果形成的人机交互声视觉系统;毕然《肖像》，通过一种黑色趣味的方式，使人与艺术装置之间产生情感上的链接与传递。互动者将手指套入指套中，在体会柔软触觉感受的同时，通过不同手势可以控制服装上小小手臂的运动，这时，作品仿佛被赋予了生命，成为了参与者身体的一部分，传递出更加丰富的情感表达方式，见图6。

三、智能设计发展前景

《时间的形状》的作者艺术史学家库布勒（GeorgeKubler）曾言， “现在产生的所有东西要么是不久前的一个复制品，要么是变种，可以连续无间断地追溯到人类时代的第一个早晨”。探索未来智能设计发展前景的前提，也许在过去的“未来”中能够寻找到蛛丝马迹。半个世纪前的建筑设计，设计学者便思考将运算和能够思考的机器带入设计[9]：富勒基于人和环境的关系提出了“设计科学”，通过一种新模式、制度来替代现有产生问题;亚历山大从人和模式的角度，批判当下建筑设计方法和实践存在根本问题：未能真正满足真实用户需求。他的思想在加州大学伯克利分校付诸实践：通过将宏观问题进行分解与简化成单元模块，并在自然与社会中对标对象，通过逐一解决模块问题从而构建一个新型可实现的整体系统。1964年《合成形式笔记》中“设计过程需要计算机来分析一系列庞杂的数字并界定何为‘不合适（misfits），这些不合适成为设计的新需求，从而让设计师找到痛点，通过设计来对问题进行改良、解决与避免”。尼葛洛庞帝真实探讨了设计与机器的关系：合成共生（symbiosis）决定了设计师不具备对机器工具有单方面的主体决定权，又缘于设计是一个不断迭代的活动成果，人机之间的共创关系需要包括人工智能在内技术手段的积极介入，因为任何设计流程、方法或可行性在不同条件下都具有局限性。[10]搭建机器与算法并不容易，但是建构一个创新系统，让设计和机器之间可以不断发展共生在当今却成为了现实。

（一）问题为导向——兼具感性与理性并存的设计

设计与科学技术的结合，设计师与计算机的关系发生根本性转变——由以往的以计算机为辅助完成设计的工作转变为人与计算机携手并进。在这个过程中，设计师更像一位老师，为计算机提供以往案例的经验与指导，计算机通过对数以百万计需求的统计，人工智能、大数据分析与可能出现的新型科技来提供对每一个客户最合适、最科学、最个性化的解决方案。以往学院的设计思维与创新能力能够领先或者引导产业进行调整创新，在面对信息科技发展迅猛增长的当代，学院的更新速度或许已有滞后的苗头，形成新科技对教育倒逼的现象——目前教育的核心也不再是以往对于知识的传播与推广，掌握最基本的设计基础之后远远不够，为了更好地理解智能与技术，设计师也要涉猎研究关于技术性的知识，降低沟通成本，认识现象，提出问题并且通过资源整合的能力、创新思维解决问题的思路与方法，这也许是面对人工智能时代到来，设计师价值所在与存在的必要性。

（二）更为安静温情的协同设计

产品的智能在设计时应考虑用户的注意范围，避免经常打扰用户。[11]产品也能够在大部分的时间里满足用户利益而自发运作，而不是需要用户进行有意识的操作产品，由产品通过获取用户“五感”的手段转变为“无感”（对用户而言）的场景体验，从而真正实现安静的融入环境并自觉运行。

维托里奥·马尼亚戈·兰普尼亚尼“坚信设计的社会功能意味着引导它脱离单纯的愿望并且使之不仅回归于美学而且回归于伦理的范畴[12] ”。设计作品裹挟于智能时代的浪潮中，势必要践行着设计伦理中的人性关怀。对功能性细致入微的推敲与实现，产品造型的每一个细节，无不要浸透出设计师“爱（AI）”的心声。

（三）以人为本——千人千面的设计民主

参数化在建筑室内及工设服装等领域，作为辅助设计手段确实可以完成软件一般功能无法达到的效果。但是参数化的背后不只是简单地将酷炫的动画效果表现呈现给观众：更多时候设计是基于对环境，客户需求，文化及种种分析过后完成的。杜尚那句“人人都是艺术家”的当代观念，也许在不久将来的设计领域，不再是空谈。随着工具的民主化，大大降低了设计的技能门槛[13]，更多强调人在创造和交流上的价值。而具有创造和交流能力的人将越来越多，通过设计技能的智能，他们人人都有可能成为设计师。

结论

我们正处在深刻、急剧变革的时代，人类的知识呈现指数增长，更多的创新来源于本身系统之外的学科或学科大跨界。曾经艺术是设计的载体，随着商业社会的发展，商业理性推翻了尚存的感性，或许未来某一天当下的设计也会成为一个时代的艺术。至少在目前来说，程序的理性能更高效地完成辅助设计，人类的感性设计才是最终能做出产生共鸣的唯一途径。设计是感性中参杂着理性，跨学科的设计团队趋势加强了现代制造需求的现实性，“数”、“物”两者的交织交融，在未来智能设计中缺一不可。

参考文献

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[7]   曾鸣.智能商业[M]. 北京：中信出版社，2018.

[8]   PATRICK D.GANZER，SAMUEL C.COLACHIS，MICHAEL A.SCHWEMMER，DAVID A.FRIEDENBERG，COLLIN F.DUNLAP，CARLY E.SWIFTNEY，ADAM F.JACOBOWITZ，DOUG J.WEBER，MARCIA A.BOCKBRADER，GAURAV SHARMA.Restoring the Sense of Touch Using a Sensorimotor Demultiplexing Neural Interface[J].Cell，2020，181（4）：1.

[9]范凌.过去的未来：富勒、亚历山大、尼葛洛庞帝[EB/OL]（. 2014-12-18）[2020-05-25].https：//www.douban.com/note/472454886/

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[11] 薛志荣.AI改变设计——人工智能时代的设计师生存手册[M]. 北京：清华大学出版社，2019.

[12] 周玲.从中国当代纤维艺术看玩具品牌的设计[J]. 大众文艺，2013（23）：131-132.[13]范凌《.2017设计与机器智能报告》综述[J]. 时代建筑，2018（01）：72-73.