人工智能時代下的交互設計有著新的設計內涵和挑戰

王建民 李杰 李葉

王建民，同濟大學藝術與傳媒學院副院長，教授，博士生導師（設計學、軟件工程），全媒體研究院智能媒介研究中心主任。同濟大學智能汽車交互設計實驗室聯合主任，同濟一中科創達Kanzi LearningLab合作實驗室主任。主要研究方向：數字媒體藝術、智能汽車交互、智能媒體。主持國家重點研發計劃項目子課題、國家863項目、國家自然科學基金，國家科技支撐計劃項目子課題、國家自然科學基金重點項目子課題、廣東省自然科學基金，粵港關鍵技術重點突破項目，及企事業單位合作項目等20余項。

“目前我們訓練設計師已經不能僅限于在設計學、和藝術領域的訓練，需要著重思考人工智能為代表的計算機科學的滲透，因為我們做的大多數的設計，從產品設計、軟件設計、新興媒體設計等都與人工智能有著深刻的關系，交互已經不是僅通過人的感官與人造物之間的交互，而是透過‘人造物表面交互的與其背后機器智能的交互?！蓖踅窠淌谡J為，從這一機理出發，我們的設計師，不能僅限于學習設計領域的專業知識，也需要對于計算機科學、人工智能等領域的知識有著深入的認識，豐富自己的專業知識范圍，加強自己與專業領域人員一起工作的能力。

《設計》王建民

《設計》：同濟大學在數字媒體方面有哪些特色？

王建民：我所在的同濟大學藝術與傳媒學院涉及兩個學科：新聞傳播學科和設計學科，包含數字媒體藝術、動畫、廣編、表演藝術，以及新聞、傳播、廣告等教學板塊，在發展上我們強調藝術、設計、傳媒研究與同濟大學優勢學科群的密切關聯，致力于傳媒與藝術學科、數字技術與現代藝術、設計與工業實踐教學相結合，以新媒體藝術、設計與傳媒協作發展引領學院教學與科研的方向標，爭做數字媒體教學、科研領域的領頭羊。

學院密切關注城市、建筑、傳播領域與設計、藝術學科交叉研究動態前沿，致力于探索藝術、設計、傳媒與國家戰略發展的新型關系，揭示新媒體作為社會重要變革力量的基本規律。借助學院多學科的特征，在“數字媒體藝術、設計”領域的教學科研團隊包含，影視創作、計算機動畫與特效、數字音頻、數字媒體交互與計算、網絡服務設計、網絡安全設計、信息可視化等方面的人才，同時借助新聞傳播、媒介經濟研究、媒介管理方面的教師共同參與教學和科研。

《設計》：針對技術的快速發展，學院采取了哪些應對策略？

王建民：同濟大學藝術與傳媒學院一直秉持著以全媒體理念為導向，以新媒體藝術與科學融合為抓手，打破學科之間的壁壘，培養具有“全媒體”、“技能型”、“應用型”、“復合型”特征的新媒體人才。同濟大學媒體實驗與實踐教學中心是同濟大學藝術與傳媒學院集教學、科研、社會服務于一體的媒體類創新實驗與實踐平臺。中心秉持著“全媒體覆蓋”的教學體系，以“新媒體藝術與科學融合”為教學理念，打破學科之間的壁壘，開放實驗資源共享與服務，是學院培養具有新理念、新視野、新技能的復合型、實踐型、全站式傳媒人才的重要平臺，同時支撐同濟大學特色藝術通識教育以及“雙一流”學科的建設。

同濟大學媒體實驗與實踐中心正式成立以來，發展是非?？斓?。體現在它作為學院學科發展的重要組成部分，不僅扮演了教學支撐的重要角色，還為研究型的教學提供了實驗平臺。根據學科設置和支撐基礎實驗、專業實驗和實驗與實踐三大系列實驗課程設置實驗室架構，建設規劃中的媒體實驗與實踐中心分為六大中心：融合媒體中心、未來媒體中心、智能傳播、藝術與文化、通識實驗教學、創新實踐中心，實驗室與專業教室共計94間，已投入設備的經費總額超過4000萬元，約6034平方米，包含機房3個、基礎實驗室13間，專業實驗室45間、專業教研室11間、琴房16間、影院劇場2間、圖書館2間、倉庫2間。中心所產生的效應，在傳媒與藝術學科教育中起到了積極的作用。

《設計》：學院在人才培養方面更注重哪些能力？

王建民：學院發展定位是：“全媒體覆蓋”媒體傳播理論與科學技術、創意設計相互打通、交融，聚焦新型主流媒體，側重戰略與傳播創意與創新，走“內容、藝術、技術”三位一體的“跨界交叉融合”之路，全世界媒介生態的變遷和全球傳播機制，媒介生態的轉型亟須從理論研究上、人才培養上、教育理念上進行突破和創新！為建立新型主流媒體的國家戰略輸送和培養具有國際視野的復合型人才。

學院一直加強在新媒體實驗、實習、創新方面的環境建設，媒體實驗與實踐中心以適應時代發展的媒體文化為主導，教學上以培養學生的媒體藝術與媒體技術原創能力為抓手，將“三M”（Media Culture/媒體文化、Media Art/媒體藝術、Media Technology/媒體技術）理念滲透學院的各個專業，使專業之間互相支撐，優勢互補，并逐漸形成一個有自己特色的、堅固的專業學科群平臺。

隨著學院的發展，國際化的程度與發展趨勢日益彰顯，已成為數字媒體藝術人才與數字新聞人才培養的新型基地，同時成為成果轉化為社會文化產品的重要試驗區，希望通過藝術與媒體結合助力大學邁向一流，助力培養一流新媒體人才。

《設計》：這些年交互設計的整體發展情況？

王建民：從2000年左右開始至今已經20年，隨著互聯網技術的發展，交互設計進入國內教學、研究和產業實踐的視野，交互設計，用戶體驗，用戶中心設計等思維和方法已經深入人心，嵌入所有行業領域發展中。

伴隨著我國在技術發展、應用領域的創新，以及國內用戶群體的培植，行業應用中也從互聯網用戶體驗的跟隨，到移動互聯網用戶體驗的逐漸部分超越，到現在在很多行業應用領域的國際上領先。在教學體系中，我們的信息科學、軟件學科、電子與通信、設計學、心理學、社會學、管理科學等領域也逐步引入、借鑒和發展了用戶體驗和交互式設計領域的相關課程和科研。

近年來，隨著物聯網、5G發展、人工智能、大數據、區塊鏈、融合媒體等新型技術領域的發展，工業領域中為適應新技術的發展對于交互設計提出了新的機遇和挑戰。

《設計》：智能化設備人機交互和產品的生態系統設計在智能化這一趨勢下有哪些新的思維和方法，有怎樣的發展方向？

王建民：人工智能不僅表現在計算機自身數據處理和分析能力上，也表現在交互的“界面”上，界面不僅是傳統的被動信息輸入、輸出的呈現畫面，也表現在內在的智能通過顯示呈現在計算機各種外露行為和與人類交互過程中。在人工智能時代，我們發現，計算機已經不在是傳統的被動交互的設備，其行為變現也不在是單純的根據用戶的輸入，產生直接的計算結果，人工智能使得計算機設備和系統，有了仿人和類人的思考能力，其自身的行為表現并不單純依賴于外部用戶的交互輸入，同時由于其自身有著智能的“思考”，可以自己根據場景的發展，進行態勢感知的計算，作出自主的決策和判斷，表現出更多的主動交互行為。作為交互設計師，在這一設計背景的變化下，不僅需要研究傳統的用戶的思維方式和行為方式，而且同時需要考慮、理解和基于計算機的思維方式和主動發出的行為方式，只有同時考慮了人類智能和機器智能，才能更好地設計居于其中的兩個智能體之間的交互過程、行為和交互界面。

傳統的人機交互（Human-Computer Interaction），也逐步在人工智能和物聯網等技術影響下，泛化到到數年前的人與機器交互（ Human-Machine Interaction），和人與人工智能之間的交互（Human-AIInteraction）上，既然機器已經從計算機過渡到帶有智能計算、數據處理和數據傳輸的機器，我們的交互設計的方法研究也不再局限于經典的交互設計的“人-機-場景”的概念范疇。這些變化使得我們交互理論發生了深刻的變化，在研究交互設計的過程中，應該從以往的人類用戶為中心的設計思維過渡到“用戶+機器”雙用戶中心設計思維中，機器和人類開始在交互過程中處于“平等”的地位，在交互中不僅被動接收信息和處理、表現信息，而且會主動參與到交互整個過程中，所以我們在進行“用戶”調研、原型設計、“用戶”測試和產品發布后的“用戶”行為跟蹤等設計環節都以“用戶為中心”的設計思想作為基礎，將機器終端用戶也拉入設計的所有環節中都思考和給與重視。

《設計》：請您介紹同濟大學在交互設計領域的工作。

王建民：我們團隊在交互設計方面的工作起步于中山大學傳播與設計學院/信息科學與技術學院，大約從2005年開始成為國內最早開設交互設計課程和專業方向的高校。我們在數字媒體藝術、設計藝術學、計算機學科與技術、軟件工程等專業中開設《交互設計》課程，同時從事相關領域的產業合作，主要圍繞互聯網用戶體驗到移動互聯網用戶體驗，主要合作對象包含中國電信、華為、金山、TCL、康佳、創維、無限極等。

合作教學團隊出版的交互設計系列專著5本，設計和開發的交互設計物理、數字沙盤教具和網絡課程軟件已在國內10多個高校、高職院校交互設計相關課程的教學中廣泛使用，每學年面向同濟大學相關專業本科生、研究生開設《交互設計》《信息架構》《界面設計》等相關課程;同時借助與汽車企業聯合開展的智能汽車人機交互設計項目實踐，培養智能汽車交互設計相關本科生、研究生。

在2013年后轉入同濟大學藝術與傳媒學院成立用戶體驗實驗室和智能汽車交互設計實驗室，立足于汽車行業的交互設計與服務、創新咨詢的專業實驗室，特別是在智能汽車領域，著重于駕駛員行為研究、智能汽車交互設計、智能汽車后市場服務設計等領域，目的是用交互設計的理論方法探索行業領域中的用戶潛在需求，提升產品和服務的體驗競爭力。實驗室基于智能汽車交互設計，以及虛擬仿真測試平臺與國內外汽車相關的企事業單位建立了良好的研究伙伴關系：包括上汽乘用車、泛亞汽車、廣汽、吉利汽車、上海國際汽車城、上海機動車檢測中心、科大訊飛、奇瑞汽車、中科創達Kanzi汽車軟件事業部等企業，以及澳大利亞昆士蘭科技大學CARRS-Q、德國不來梅大學、德國沃爾姆大學、澳門科技大學系統工程研究所等、韓國國民大學、韓國延世大學等高校。實驗室除了在智能汽車交互設計的核心研究領域展開研究和技術服務外，自主開發了擁有知識產權的智能汽車安全駕駛HMI仿真測試平臺和系統軟件也已經應用到了上汽乘用車、華為、一汽紅旗、上海汽車城、三菱電機等合作項目中，用于各種駕駛場景的人機界面、駕駛員行為分析的仿真測試。團隊將交互設計理論與智能汽車交互設計項目實踐相結合形成了系統的智能汽車交互設計理論，2020年擬出版《智能汽車交互設計方法論》專著，獲得國家社科后期資助。個人獲得中國科協中國產學研合作促進會“中國產學研合作創新與促進獎”。

《設計》：智能化、網聯化在汽車領域有哪些應用？

王建民：全球汽車產業在做著深刻的變革，在產業里有個新四化：電動化、智能化、網聯化，共享化，通過新能源技術的采用，不僅在能源問題上提供了新的解決方案，同時推動了汽車在個人用車行為的變化;汽車使用行為的共享化是隨著互聯網應用形態的演變，帶來的汽車生態的變化;以前的汽車電子通過聯網和智能，生成新的功能應用，產生新的智能駕駛場景，通過聯網（車聯網和互聯網），呈現出一個與以往的互聯網、移動互聯網完全不同的生態形式。這些產業技術的演變，給我們帶來了嶄新的設計空間，在設計教學中，我們可以以此為背景，組織學生在一個新型的、冉冉升起的產業中，做出自己的創造和貢獻。

未來汽車產品形態既不是“底特律思維：汽車+電腦”，也不應該是“硅谷思維：電腦+汽車”，未來的汽車是一個帶有智能的生態產品，我們需要從全新的生態系統的角度上來理解，智能汽車伴隨著產業顛覆期的變革，將以智能駕駛座艙、智能駕駛、網聯應用、物聯網應用等新的形態和設計空間維度為我們提供更加廣闊的設計空間和領域。

《設計》：請您介紹下在汽車虛擬仿真方面的研究？

王建民：隨著汽車智能功能的增加，為了提高用戶的駕乘體驗，汽車HMI的設計也越來越復雜。為了確保汽車人機界面的安全性和可用性，在設計研發中應該不斷地對人機界面進行評測驗證。駕駛模擬器的使用可以降低測試過程中的資源消耗和事故發生率，已被國內外交通安全和汽車開發設計領域所廣泛關注和應用。國外駕駛模擬器的開發研究起步較早。在20世紀70年代汽車駕駛模擬器，主要用于研究碰撞事故中的駕駛員因素以及交通風險應對機制。近年來隨著高度自動化和全自動化車輛的技術實現越來越近，駕駛模擬器的使用正從驗證汽車技術可行性轉移到汽車HMI交互問題上。

國內在駕駛模擬器方面經歷了從引進國外產品到自行研制的發展過程。到20世紀70年代，我國才有了自己研制的汽車駕駛模擬器。目前，不同功能定位的駕駛仿真模擬器已在國內外科研院所、企業得到了廣泛的應用。同時為適應智能汽車HMI評估研究的需要，為提高仿真系統的交互性、數據采集等需要，國內專家對于駕駛模擬器的運動系統、視景系統、音響系統以及一套標準實用的軟件環境也進行了不少的研究工作，但是目前國內外開發的汽車虛擬環境在應對智能汽車HMI評估研究方面仍存在交互性不強、用戶行為參與度不夠、實時性不夠、不能根據HMI測試需要靈活變化等諸多問題需要解決。

在這樣的情況下，我們結合在交互設計、虛擬仿真方面的技術積累，已有的智能模擬駕駛座艙設計及建設經驗，進行模擬平臺硬件環境改造，開發了仿真模擬駕駛實驗環境。仿真平臺根據智能汽車HMI方面的測試需求，定制圍繞智能汽車HMI方面的用戶體驗、用戶研究、可用性測試等方面的測試設計、測試場景與屏幕程序等內容進行開發，為測試執行、測試結果分析等標準化、個性化提供全流程測試服務。在傳統交互設計可用性測試的基礎上，增加了智能駕駛場景設計、駕駛員行為認知評測，以及汽車HMI交互界面的美學評估等新的測試內容，手段和測試評估標準和評估手段。

2019年《智能汽車HMI設計仿真與認知測試軟件工具平臺》項目獲得工業和信息化部國際經濟技術合作中心“一帶一路創新設計榜《院士推優計劃》”百強獎。

《設計》：請您介紹下在虛擬仿真方面的研究。

王建民：結合交互設計的領域實踐積累，將交互設計與教學研究、行業應用進行結合，利用虛擬仿真技術，拓展交互過程的空間交互能力，以及空間表達能力。

參與2018國家重點研發計劃項目“云計算和大數據”專項“多模態自然交互的虛實融合開放式實驗教學環境”項目研發，負責子課題“虛擬仿真環境下研究探究式學習模型與交互行為分析”研究，致力于研究在云計算和大數據環境中，在虛擬仿真環境下研究探究式學習模型與交互行為手段，為基礎教學在虛擬環境中的拓展，進行理論和實踐方法的準備。

在虛擬仿真實驗教學方面，組織城市防災研究和新聞報道團隊，聯合同濟大學附屬東方醫院應急管理辦公室組成一支跨學科團隊，從事《城市風險突發事件新聞全景報道虛擬仿真實驗》研究和虛擬仿真系統的開發，結合專業課程《融合媒體報道》需求，著眼時下社會焦點事件一一城市突發應急事件，通過直觀有效的虛擬仿真系統為同學們了解突發公共事件的基本概念、親身體驗不同類型應急事件的場景，模擬策劃和解決事件中可能存在的問題，形成對于突發應急事件全媒體采寫、編評、發布、輿論引導和新聞倫理等各方面的傳播能力和職業素養，帶動同學們在掌握融合媒體報道基本技術手段，形成新技術條件下的新聞理論素養、批判性思維、團隊合作、新聞責任感多方位培養的目標。成果獲選2019年上海市虛擬仿真實驗教學項目，目前正在參評國家級虛擬仿真實驗教學項目。

《設計》：信息可視化在生活中有哪些應用及趨勢？

王建民：信息可視化是一個跨學科領域，囊括了數據可視化、信息圖形、知識可視化、科學可視化以及視覺設計方面的所有發展與進步，通過將可視化與領域分析相結合，可以將行業領域的專業數據通過可視圖形、國標進行“有意義”的呈現，幫助人們從大數據分析、領域動態變化、中發現內在數據規律;信息可視化為人機界面也帶來了新的通道和交互方式，幫助用戶透過“信息可視化”，與背后的行業領域數據進行人與信息的溝通和交流。

信息可視化是隨著人工智能對于大數據的處理能力的基礎上，為交互界面帶來的新的交互方式和交互體驗，也為基本上所有的行業應用領域的背后的數據帶來了可視、可交互、可理解的技術手段，透過合理的信息可視化界面，交互設計師和視覺設計師可以為交互界面帶來更加豐富的交互手段和交互界面形態。

《設計》：請您介紹下在信息可視化方面的研究和應用？

王建民：信息可視化為設計提供了一套新的技術手段，為我們組織在行業應用的設計表達和內在的數據信息架構邏輯呈現提供了一種新型的技術手段，在過去的交互設計科研項目中，我們利用信息可視化手段，在人機界面中呈現信息類產品背后的數據規律、交互內在的數據驅動特性，以及智能化表現的方式。

早期我們應用信息可視化手段進行社交媒體數據的內在關系、傳播形態等表達，在社交音樂標簽數據、微博數據可視化等進行了大量的應用。利用信息可視化手段進行社交媒體數據的關系網絡、傳播規律、傳播節點權重、信息傳播爆發點和傳播影響等，通過信息可視化，我們將針對社交媒體的大數據計算，和信息傳播表達進行了有機的結合，對于媒體傳播形態的表達，和跨專業領域的交流起到了良好的作用。

近年隨著我們在城域范圍內的電動汽車共享服務的交互設計，我們利用信息可視化進行了用車行為的表達，對于城市用車行為的潮汐現象，和城市關鍵節點的用車、取車、還車的過程通過可視化手段進行了良好的表達，對于整個系統的服務運行狀態，有了基本的掌握。這些可視化手段，對于我們對于整個服務系統的交互設計，有了一個積極的手段，可以幫助系統的運營商，在數據可視化的基礎上，完成對于整個系統的掌控，和服務的動態調整。

《設計》：設計師的知識結構有哪些改變？

王建民：目前我們訓練設計師已經不能僅限于在設計學、和藝術領域的訓練，需要著重思考人工智能為代表的計算機科學的滲透，因為我們做的大多數的設計，從產品設計、軟件設計、新興媒體設計等都與人工智能有著深刻的關系，我們的交互已經不是僅通過人的感官與“人造物”之間的交互，而是透過“人造物”表面交互的與其背后機器智能的交互。

我們的同學和從事交互設計的從業人員，需要同時考慮人類用戶的認知思維，和交互過程和能力手段，同時也需要從智能的角度上思考我們的機器，同時給予我們的機器同等的用戶地位，將其看作在交互過程中與人類一樣的交互過程積極的參與者，將人與機器同時認定為一定場景中交互過程的兩個帶有等同地位的“用戶”，我們對于交互過程的理解和設計才能有更加適度的設計，交互中同時考慮機器的認識能力、信息處理過程和交互表現手段。

從這一機理出發，我們的設計師，不能僅限于學習設計領域的專業知識，也需要對于計算機科學、人工智能等領域的知識有著深入的認識，豐富自己的專業知識范圍，加強自己與專業領域人員一起工作的能力。.