后疫情人工智能背景下设计教育的机遇和挑战

曹盛盛

摘要：为了获得后疫情人工智能背景下设计教育所面临的机遇和挑战。基于对疫情后生命权和健康权的价值观思考，研究通过案例分析得出疫情中人工智能在治病救人、隔离居民、安全交通领域中技术优势。提出了在人工智能背景下，设计教育可以在医疗设备、急救设计、家庭智能产品和公共卫生设计等方向寻找科研机遇，总结出设计教育所面临的对设计思维改变、跨学科能力提升和设计伦理探索的挑战。本研究为疫情后更有效地推动设计教育提供了借鉴。

关键词：设计教育;人工智能;生命科学;机遇;挑战

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A文章编号：1003-0069（2020）10-0106-04

Abstract：In order to obtain the opportunities and challenges faced by design education in the context of post-epidemic artificial intelligence，Based on thinking about the values of the right to life and health after the epidemic，the study obtainedthe technological advantages of arti?cial intelligence in the?elds of treating diseases and saving people，isolating residents，and safe transportation through case analysis.It is proposed that in the context of arti?cial intelligence，design educationcan find scientific research opportunities in the fields of medical equipment，emergency design，home smart products，and public health design.Summarize the challenges in design thinking changes，interdisciplinary improvement and designethics exploration that design education faces to.This research provides reference for more effective promotion of design education after the epidemic

Keywords：Design education Arti?cial intelligence Life sciences OpportunitiesChallenges

引言

古希腊伟大的哲学家亚里士多德在其著作《尼各马科伦理学》中提到，“一切技术、一切规划以及一切实践的抉择，都以某种善为目标”。[1]面对2020年初一场百年罕见、肆虐全球的新冠肺炎疫情，中国 政府果断提出“人民至上、生命至上”的善的目標使得人工智能在抗疫中发挥出强大而积极的作用，人民通过有逻辑的集体行动，获得安全而体面的生活真谛。

一、疫情后设计价值观的再思考

（一）疫情当下：生存权即人权

当美国新闻媒体质疑中国抗疫缺乏西式自由时，曾亲临武汉考察的纽约时报科学与健康记者唐纳德·麦克尼尔反驳道：“没有生命权，谈何自由权和追求幸福的权利。”并解释中国看似严苛的命令下不停地测试以阻断病源。英国学者约翰·罗斯在接受英国媒体采访时，称赞中国是人口基数最大，却是疫情防控最好的国家，并认为“中国人权就是让人活下来”。世界卫生组织总结战胜疫情的中国经验就是“拯救生命”。“拯救生命”不仅体现了我国对人民生存权，特别是生命权和健康权基本人权的尊重，同时我国坚持“人类命运共同体”的理念，在困难时期向世界各国伸出援助之手，表达我们对世界人民生存权的关切。作为设计学科，此时应义不容辞地加入科研攻关行列，为人类守护生存权贡献智慧。

（二）历史教训：生命重于一切

生命安全、生命价值至上，是文明人类生存的底线伦理与公共生活的真理。[2]纵观人类历史，从公元前430年发生在雅典那场因政治偏见而错误将宝贵时间浪费在军事讨伐上并酿成惨剧的鼠疫，到公元164年古罗马军队在镇压叙利亚叛乱后带回罗马帝国的安东尼瘟疫;从始于公元541年的肆虐半个世纪导致东罗马走向崩溃的查士丁尼瘟疫，到14世纪蔓延亚欧非大陆并夺走7500万生命的黑死病;从发生于1630年因一场狂欢彻底粉碎所有医护人员之前一切努力进而导致彻底失控的米兰大瘟疫，到1720年因贪图短视经济利益而拒绝隔离致使半城居民死亡的法国马赛大瘟疫，历史的教训告诉我们，面对疫情唯有将人民生命放在首位，齐心协力，专注救人才是战胜病毒的法宝。经历着这一场席卷全球的疫情，长期以提升生活质量作为主要目标的设计教育需要重新审视关于“生命与健康”的命题，面对人类遭遇越来越多的灾难，“如何活下来”成为了重大课题。设计教育有责任去探索保障生活安全与健康的设计，为助力公共卫生与公共治安发挥专业的力量。这不只关系民生安全，更是关系国家的安定与发展。

二、人工智能在战“疫”中初露锋芒

随着科学技术发展和人类文明的推进，人们抗击病毒和防控疫情的方式也不断改善。无论是1619年法国医生查尔斯·德洛姆为防止欧洲黑死病传染而发明的“鸟嘴形”口罩，1910年，华人医学家伍连德为阻挡中国哈尔滨“肺鼠疫”的传播而设计的“伍氏口罩”，[3]还是19世纪中叶英国针对霍乱而形成的城市卫生区，21世纪初美国针对埃博拉病毒设计的防护服和医疗仓，都体现了不同时期抗疫中的设计智慧。[4]而在这一场危机中，工信部发布《充分发挥人工智能赋能效用协力抗击新型冠状病毒感染的肺炎疫情倡议书》加快了我国人工智能的产品研发和落地的步伐，为抗疫贡献“硬核”力量。

（一）AI成为治病救人的加速器

医院重症加强护理病房（ICU）是这场疫情中最繁忙、最危险的核心救治点。为了保证医生、护士在不被感染的前提下使救治效率最大化，人工智能发挥了独特的作用。清华大学通过多学科合作紧急研发出集成居民个人自测评估、社区疫情智能防控、智能分诊、智能诊断、远程多学科协同诊疗、无线生命体征监测、隔离病房巡诊机器人等八项智能技术新产品为一体的“清华COVID-19智能防控系统”，并及时应用到第一批病人的救治中。而京东物流自主研发的智能配送机器人为武汉多家医院及时提供物资配送服务，保障医院正常运行。

（二）AI成为隔离居民的定心丸

疫情期间的“居家令”让线上买菜成为居民的主要购物方式。美团利用大数据和人工智能技术，针对客户分布情况及气候等因素为快递员提供优化路径，同时开发如图1无人车，实现无接触配送和远距离送货，在保证避免人与人接触的同时，解决员工不足的燃眉之急。同样，“小度无接触式电梯服务”借助语音识别算法和自动控制技术，实现了语音呼叫电梯按键;5G测温巡逻机器人、全能消毒机器人、社区智能出入系统等为社区卫生和居民健康安全提供了保障。

（三）AI成为安全交通的保卫员

疫情期间，为了保障必要交通运输的正常进行，AI技术在疫情监测分析、病毒溯源、资源调配等方面发挥着重要支撑作用。旷视科技研发的人工智能测温系统采用“人体识别+人像识别+红外/可见光双传 感”的技术方案，支持大于3米的非接触远距离测温，辅助火车站、汽车站、地铁站、机场等高密度人员流动场景下的工作人员快速筛查疑似高温人员。往来者无需停留或摘下防护工具，就能实现快速筛查。而广州市的公交车则通过在前门增设终端来实现对乘客的体温测量，记录乘车信息和语音提示健康情况，有效提高事前预警、事中处理、事后追溯的防疫抗疫全流程效率。

不仅是中国，世界各国也纷纷求助人工智能，将相关产品投入到抗疫战斗中。例如美国“蓝点”（BlueDot）公司使用自然语言处理技术工具来搜寻新闻报道、公共健康数据和其他资源。意大利启用了机器人护士，并借用无人机进行空中广播进行重要通知。日本推出服务机器人为顾客提供非接触式服务。韩国使用机器人来改善国际机场用户的体验，减少感染几率。英国加快线上治疗的推广。而德国人在居家隔离中求助于各种智能家居来实现在家学习、工作和娱乐。

三、“生命与健康”命题下人工智能带给设计教育的机遇

经历了这场疫情大考验，“生命至上”的理念深入人心，生命与健康成为社会关注的话题。同时，它也带给设计教育新的思考。面对近些年世界范围各种危机人类生命与健康的恶劣气候与环境，如何在新的技术背景下，发挥设计理念、思维、方法的优势来推进医疗领域，急救系统类的产品研发与设计，为健康事业贡献专业智慧。

（一）基于“生命权”的AI产品研发

1.    结合人工智能的医疗设备成为设计趋势

重症监护室的AI系统设计。这种产品能时刻陪伴患者身边，给他们提供细致的医疗护理，并根据其症状悉心调节治疗方案，帮助病人尽快摆脱危险转出重症监护室。美国新泽西州的自主医疗公司（Autonomous Healthcare）正致力于该系统开发。在洛杉矶儿童医院，数据科学家提出的AI系统可让医生更好地了解那些病情可能会恶化的孩子，以便及时救助。

医院服务类机器人。这类产品包括护理助手、医用助手、导航助手、送餐助手等。护理助手可以通过与病患的语音交互，及时了解其病情，并为病人答疑解惑。医用助手可以从事收集和分类医用品等琐碎工作以减轻护士的工作量，如由奥斯汀的Diligent Robotics设计的Moxi机器人，如图2。导航助手可以实现在医院内的鉴诊导诊功能，大大减轻导诊护士站的压力。送餐助手主要用于为需要隔离的患者送药品、食物等物品，保证病人按时服药，及时补充营养，如图3。

康复类AI产品。这类产品主要服务于各种疾病的康复，帮助病人生活自理。如用AI技术为自闭症儿童设计交流程序;帮助患中风病人用眼动追踪技术来发送邮件，同时通过“读心术”技术将病人想法呈现在显示屏上，与他人进行沟通。

2.    弥补人类缺陷的AI急救设计亟需研发

首先是预警类AI产品。这类产品能提早发现灾难的可能性并告知人们及时采取有效的应对措施。美国国家航空航天局（NASA）和美国国土安全局（DHS）共同研发的人工智能系统Audrey，通过消防员身上所穿戴的传感器获取火场位置、周围温度、危险化学品和危险气体等全方面的信息，最大程度地保护消防员的安全，如图4。

其次是救灾类AI产品。这是指在灾难现场环境严峻，如地形危险的地震区或在核泄漏后高水平辐射区域，代替人获得现场信息或直接完成某些重要操作的机器人。日本京都大学的松野文俊教授开发了一款能爬梯、转管道、游泳的蛇形机器人，适合侦探地震灾难现场。而美国麻省理工学院仿生机器人实验室研发的救灾机器人HERME，在平衡反馈系统的遥控下，能够执行敲碎混凝土、用斧子劈开门板等命令，如图5。

第三是灾后恢复类AI产品。这类产品是通过AI技术用于灾后各种信息整理和援助匹配，加快生活、生产的正常化。2020年初，日本千叶政府针对自然灾害启动一项新尝试，用人工智能技术从各大社交媒体收集与灾害相关的信息，用于开展赈灾援助与灾后重建。

（二）基于“健康权”的AI设计研究

1.    家庭健康类智能产品的探索有待加强

第一，健康检测类设备。它能让人们及时了解自己的各项健康指标，对人体动态的生命体态特征进行数据化并作为历史记录，给医疗提供科学依据。例如苹果研发的One Drop采用简单的佩戴方式就能获取糖尿病患者的准确测量数据，如图6。第二，健康陪护类产品。它是指能在家中陪伴儿童或老人，保护其安全或缓解其孤独感的产品。例如，Active Protective医用可穿戴智能腰带通过传感器能准确判断老人行动中可能摔倒的位置和部位，提前采取保護措施，用快速充气、释放气囊等方式降低摔倒时骨折的风险，如图7。

第三，健康生活类家电。这是指通过AI技术能及时了解家庭成员的饮食起居习惯，并提供健康建议的家电。例如海信食材管理冰箱应用无线射频识别技术实现了冰箱冷藏区、冷冻区、变温区的食材均可自动识别，为用户提供健康、食品、美食、娱乐及养生五位一体的服务。又如美的电压力锅针对食物营养美味的烹饪方法进行深人研究，利用烹饪曲线提出了带参考模型和自学习机构的控制算法，为用户提供合乎自己口味的美味的健康菜肴。[5]此外，智能净水、智能杀菌鞋柜、智能马桶等产品让居家生活更健康。

2.    助力公共卫生的AI设计需要更加关注

AI促进医院系统的高效化。通过家庭与社区医院联系，以及社区医院对公共医疗资源的共享，使得每个病人都有机会获得更好、更快的治疗。而AI的参与使得社区医生能与医院之外的专家通过线上交流来共同治疗病人，大大提升社区医院的诊断治病能力。同时，AI可参与记录就医信息，管理慢性疾病，或是跟踪记录医院动态，监督卫生操作等。[6]

AI提升社区管理的智能化。保障社区卫生，对社区居民健康进行有效的信息收集和跟踪，并给予及时服务。以色列正在使用由Medial EarlySign公司开发的可识别流感风险最大个体的系统。通过输入一个人的年龄、病史记录等医疗信息，系统可以发现疫情中容易被忽视的高风险个人，并确定病人需要的治疗方式。此外，AI还可以武装治安人员如智能头盔以提高其进行公共安全管理的效率。通过社区“零接触”一条龙服务，降低病菌感染风险，使得智慧社区更安全、管理更便捷。

AI助力公共空间的健康化。疫情让人们对健康空间的需求更加迫切，医院空间、校园空间、机场空间、宾馆空间都成为新的设计关注点。已有100年历史的制造商HOSPECO为预防传染性疾病推出了非接触式卫生间设计，除了免提水槽，肥皂分配器和干手机外，还包括非接触式马桶座圈分配器，非接触式女性用品购买机，减少了细菌和疾病的传播。此外，许多设计师和建筑师期望在公共场所广泛使用自动化非接触式技术，例如声控电梯，免提电灯开关和手机控制的酒店房间入口等，以缓解传染性。

综上所述，后疫情人工智能技术为设计教育在学科方向的发展提供了新的机遇和研究思路。“生命与健康”命题使得设计在医疗领域和急救产品的探索变得更为重要，而AI技术的逐渐成熟为设计在产品功能实现和设计质量的提升方面提供了有力的技术保障。理念与技术的结合为设计教育开辟新的研究方向，包括的医疗设备，如ICU系统设计、医院服务类产品、康复类产品;能弥补人类缺陷的急救设计，如预警类产品、救灾类产品、复工类产品;家庭健康类智能产品，如检测类产品、陪护类产品、生活家电;助力公共卫生的设计，涉及医院系统高效化，社区管理智能化和公共空间健康化，如图8。

通过对AI背景下设计研究新方向的分析，可以发现疫情之后民众不仅对“生命至上”理念有了切身体验和深刻理解，而且对健康产品的广度和深度提出新的需求。设计需要参与的领域越来越广，以AI为主的技术层、抗疫提出的研究层和以及关注“生命与健康”的市场层都为设计行业的发展提供良好的条件。针对这些层面，常态下防控类和健康类设计的发展需求为设计教育在人才培养、科学研究和社会服务方面提供了更多的机遇，如图9。

四、AI产品发展趋势下设计教育面临的挑战

美国斯坦福大学人工智能实验室主任、谷歌云人工智能和机器学习首席科学家李飞飞认为人工智能技术能“带给最多的人、最多的产业”，这会对“每个人的生活产生深远影响”。她呼吁更多的人文社科的师生加入到这个队伍。事实上，人工智能已不是孤立的技术，它已成为所有产品升级的技术元素，每个产品都可以拥有它。对于设计教育而言，人工智能成为学科研究升级的重要助力，它不仅解决了我们以往不能实现的产品功能和技术工藝，更重要的是它也为我们提出了新的问题，引发新的思考。而在这过程中，设计教育也将面临新的挑战，并对不断变化的技术环境和社会需求做出积极的回应。

（一）AI类产品开发中设计优势如何呈现

这次以深度学习为特征的人工智能浪潮基于大数据前提得以迅猛发展。图像识别、语音识别、语义理解、预测规划等技术被广泛应用。而相对于人工智能发达的美国，我国的AI教育相对落后，人才结构不够平衡。斯坦福大学“以人为本”人工智能研究院（HAI）的成立标志着人文学科对人工智能研究参与的重要性。人文艺术领域设计师的参与有利于提升产品以用户为中心的使用体验。AI设计的呈现方式不仅有产品设计，而且有软件设计、系统设计、机器人设计。设计师可以从设计心理学和人机工程学等方面进行产品的情感化、易用性研究，提高产品的用户满意度;也可通过通用设计方法，即在设计五个阶段选用适宜的方法如概念图、亲和图、阶梯法、可用性测试等来发现客户的多方位需求，发掘适合应用AI技术的方向，在提高设计性能的同时也提升设计的人文价值。[7]

（二）AI项目推进设计跨学科教育和科研合作

设计教育向内的专业融合，向外的学科交叉已成为学科发展的一种趋势，而AI背景下的设计更加推进了这个趋势。很多AI设计的实现不仅需要平面设计、工业设计、信息设计、环艺设计人的合作，同时需要计算机人员、工程师、软件设计师、心理学专家等多种领域的人共同参与。有专家提出在人工智能基础层和技术层之上的应用层，即主要基于现有数据进行分析、产品设计和可视化，这一层应是人文社会科学人才与人工智能技术结合发展的主要方向。[8]这些大学科内的发展需求和动向都为设计教育提出新的挑战。设计教育的课程如何设置能促进知识结构的优化，如何引入AI领域的学科，促进学科间知识融合，思维的互补。同时，设计教育对于人才的培养和定位也需要及时调整。为了能在团队中更好地发挥作用，设计师应具备跨学科的沟通能力和良好的团队合作精神，同时具有广博的知识面和强大的学习能力，给予他人及时而准确的回应。此外，人工智能时代要求设计师具有更为复杂的系统观，能在交叉领域中识别问题，能深度理解数据与计算，善于构建对交叉领域关键技术问题的认知。[9]在设计教育中加强学生的创造力培养，增强设计技能多样化。[10]

（三）加强设计伦理研究，让设计更好服务于民生

《人工智能时代》的作者杰瑞·卡普兰提出：人工智能技术正在成为人类生活的一部分，这种与人生活的同化将使人工智能的应用产生大量的伦理问题。[11]2014年秋季，由斯坦福大学组织的名为“人工智能百年研究”项目开始启动，该项目将每过几年针对人工智能应用的实际发展情况进行相应的伦理研究，及时给予判断和决策。中国，作为全球人工智能专利最多的国家，AI应用设计在2020全球疫情的推动下进入一个新的快速发展阶段。科技是把双刃剑，AI技术在设计中的应用给人类带来便利和效率，同时也逐渐暴露出各种潜在的风险，如个人健康跟踪中的信息安全问题，人机交互中的操作人性化问题，AI机器人手术事故中责任归宿问题，人与AI产品的情感交互问题等。企业界和学术界呼吁AI伦理研究的跟进，设计教育应以高度的学科责任心和专业操守对AI产品的设计开发、生产过程、使用环节中的设计伦理问题进行深入探讨，为促进AI设计的健康发展保驾护航，让设计更好地服务于人民日益增长的美好生活的需要。

项目基金：浙江省哲学社会科学规划课题：人工智能背景下设计价值体系研究;浙江省教育科学规划课题“疫情与教育”专项课题（项目编号：2020YQJY198）。

参考文献

[1]   亚里士多德.尼各马科伦理学[M].北京：中国人民大学出版社，2003：1.

[2]   袁祖社.生命安全价值至上：现代公共性社会的生存难题--"新冠"疫情背后的人性与制度伦理考量[J].社会科学辑刊，2020，2：5-11.

[3]田君.口罩设计与呼吸防护的进化[J].装饰，2020（2）：30-37.

[4]   周武忠，张羽清，周之澄.基于疫情防控的创新设计[J].工业工程设计，2020（2）：1-8.

[5]   马晓媛，徐晓斐，张伟，房振，张旭凯，姚萍.大健康服务在智能家电中的应用[A].中国家用电器协会.2019年中国家用电器技术大会论文集.中国家用电器协会[C].电器，2019：3.

[6]   杨澜.人工智能真的来了[M].南京：江苏凤凰文艺出版社，2017：10.

[7]   贝拉·馬丁，布鲁斯·汉宁顿.通用设计方法[M].北京：中央编译出版社，2013：6.

[8]   何晓斌，石一琦.人工智能的发展和我国人工智能文科人才的培养[J].清华大学教育研究，2019（8）：32-38.[9]吴琼.人工智能时代的创新设计思维[J].装饰，2019，11：18-21.

[10] 付志勇，周煜瑶.人工智能时代的设计变革[J].中国艺术，2017，1：56-61.

[11] 李勇坚，张丽君.人工智能：技术与伦理的冲突与融合[M]，北京：经济管理出版社，2019：2.