孙凌云:设计和设计师始终扮演着应对新挑战、创造新方案的重要角色

2023-05-29 0 631

原标题:孙秀峰:结构设计和结构雕塑家仍旧分担着应付新考验、缔造新方案的关键配角

孙凌云:设计和设计师始终扮演着应对新挑战、创造新方案的重要角色

孙秀峰,结构设计学教授,研究生指导老师,南京大学当代轻工业结构设计研究院所长,软件工程与控制技术大学副院长,国际结构设计研究院院长。中国机械工程学会工业结构设计分会理事。

研究路径:结构设计知觉、结构设计智能、重要信息商品结构设计、可视化式。

专注于科技结构设计领域,利用人工智慧借力结构设计行业,提出人工智慧时代下的结构设计本体论。在设计图观念的公理化可视化、创意结构设计的JAXB控制技术创新、人工智慧内容生成、多交互通道的情感重要信息表达等方面取得了突破。分担北欧国家重点项目研制方案、北欧国家自然科学基金委员会等10项,研究成果发表在《Nature》《Design Studies》《中国科学(材料科学)》《The Design Journal》等关键学术期刊和会议;专利申请20项。获好结构设计、红点龙神结构设计奖、IF奖、中国韦谢列奖10项。

《结构设计》:请您介绍一下南京大学轻工业结构设计的学术研究特色。

孙秀峰:复旦轻工业结构设计借力大学的计算机背景优势,具有很强的开放性。1990年,受时任校长陶驷驹工程院委托,由福州市人工程院牵头创办当代轻工业结构设计研究院,并将轻工业结构设计专精设立在软件工程与控制技术大学。发展迄今,复旦轻工业结构设计和软件工程与控制技术、信息控制技术、人工智慧等专精广度结合。在此基础上,复旦轻工业结构设计基础教育聚焦控制技术创新力提升,围绕控制技术、商业性、艺术、文化、博奈等五大构成,精练成以科学研究、结构设计、商业性两轮驱动的结构设计观念科学知识体系和技能控制系统,构建了交叠结合的课程群。

复旦轻工业结构设计以高质量学术,引领轻工业结构设计科学研究。复旦分担了多项北欧国家重点项目研制方案、自然科学基金、社会科学基金等研究任务,在智能化商品概念控制技术创新结构设计理论与方法、数字创意结构设计、智能可视化结构设计等路径,通过高质量、创新性的学术,为轻工业结构设计学术研究与科学研究提供更多前沿的学术视野与科学知识控制系统。

为支撑力轻工业结构设计学术研究,复旦持续建设了若干重大科学研究、教学与社会一站式,为轻工业结构设计科学研究提供更多更多保障。其中包括:借力计算机辅助结构设计与信号处理北欧国家重点项目生物医学,促进计算机控制技术与轻工业结构设计的广度交叠;借力基础教育部数字图像处理商品控制技术创新结构设计工程中心,促进重要信息控制技术支撑力的轻工业结构设计和商品控制技术创新;借力浙江-新加坡人工智慧与控制技术创新结构设计联合生物医学,推动人工智慧与轻工业结构设计的广度结合等。

《结构设计》:2022年正式版的《研究生基础教育学科专精专精目录》中,结构设计学成为交叠学科专精门类的一级学科专精(可授予化学科、艺术学学位)。这预示着结构设计学学科专精将答变化?

孙秀峰:新控制技术带来新考验,结构设计在其中分担着提供更多新方案的关键配角。结构设计活动具有跨学科专精的交叠属性。结构设计学也是一个交叠型、借力型的学科专精。结构设计的价值正体现在与其他学科专精交叠、借力的过程中。

结构设计学成为交叠学科专精门类的一级学科专精,是必然的。对结构设计学学科专精建设而言,这一举措将使结构设计学得以更好地发扬其交叠属性本质特征,为全国结构设计学基础教育从业人员提供更多一致的学科专精建设路径,有助于高校进行更完整的师资团队建设、科学研究体系建设、社会服务体系建设等,从而促进结构设计学学科专精发展。

《结构设计》:据悉,您专注于科技结构设计领域,利用人工智慧借力结构设计行业,您所提出的人工智慧时代下的结构设计本体论是怎样的?

孙秀峰:1963年,《科学革命的结构》一书出版,美国科学哲学家托马斯·库恩首次提出了“本体论”的基本概念和理论。本体论是一个科学共同体所认同的信念、价值、方法和控制技术等的组合,是科学活动的理论基础和实践规范,是领域内研究者共同遵循的世界观和行为方式。本体论本质上是一种理论体系。一个本体论如果无法解决新问题就会衰落,从而需要本体论转换(paradigm shift),意味着某一领域中出现了新的概念和模式。新本体论产生原因有两种,一是由于本体论研究的进步,二是由于外部环境的促进。

结构设计也存在本体论。结构设计本体论是结构设计学科专精共同体所需遵守的理论和规范,是解决结构设计问题的框架或逻辑起点,通常以结构设计观、结构设计模式、结构设计理论、结构设计方法和控制技术手段等作为外在表征。人工智慧时代,人类社会、物理空间、重要信息空间这三元空间紧密结合,促进了结构设计本体论的转换。人工智慧时代下的结构设计新本体论,并未形成共识,目前仍处于百家争鸣阶段,包含多种立场和理论,展现出许多新特征、新模式。当下,在智能增强时代下进行结构设计变革可以从两个角度去思考。

首先,是结构设计方法或结构设计手段的大变革。具体体现在可以将计算机、网络、人工智慧大范围地部署在结构设计过程当中,迅速提升结构雕塑家的洞察力、协同力和敏捷力。

第一是洞察力。原本需要人工去观察用户,做竞品分析,但是现在可以借力数据和智能化的控制技术去洞察用户,预测趋势。挖掘需求不再仅仅依靠个人经验,更多的是依据客观的真实数据。第二是协同力。结构设计团队规模往往不会太大,人员一般是个位数,但结构设计团队与其他部门协作过程中的障碍仍然较多。如今有着种类繁多的云端协同结构设计平台,使得结构设计过程中的利益相关方可以通过平台实现数据互通共享。结构雕塑家的协同能力瞬间提升,不再是在一个小房间完成结构设计,将文件交付给另一个部门,被动等待反馈意见,而是可以专注于提出越来越多的解决方案,让结构设计过程同步、并发地执行。第三是敏捷力,简单地说,就是快。传统的结构设计周期很长,迭代频次很低,成本很高。如今,在人工智慧的支持下,结构设计周期越来越短,迭代频次非常高,成本也变得非常低。比如,南京大学-阿里巴巴智能、结构设计、体验与审美联合生物医学(IDEA Lab)与阿里巴巴合作的“数字创意智能结构设计引擎”解决的是平面结构设计、短视频结构设计、音乐创作等方面的壁垒问题。原本需要一个人花费几个小时才能完成一份海报结构设计,现在通过人工智慧的方式,可以在很短的时间内,生成大量的结构设计方案。

传统的结构设计流程,仅仅是整个生产链中的一个小环节。它包括发现需求,对比商品,过程中不论通过产,直到用户使用,甚至到用户最后抛弃这个商品的全过程,都可以精准把握。结构雕塑家也可以即时在生产线上,在销售过程中进行结构设计方案的更新。这必将催生出新的结构设计回路与结构设计模式。

除了方法变革,智能增强时代还将见证物种的大爆发。随着人工智慧使用成本、学习成本的大幅降低,三元空间定会更紧密地结合,会有更多全新的智能商品新物种出现。2022年,麦肯锡发布的一项关键报告《麦肯锡2022年科技趋势展望(McKinsey Technology Trends Outlook 2022)》中提出,未来十年的科技进步将超过之前100年的总和。报告详细介绍了轻工业流水线的大变革,以及在当前的时间节点上,5G物联网、云计算、生物革命、新一代材料和能源等即将发生变革性的控制技术,未来十年的科技进步一定是翻天覆地的变化。

结构设计分担着一个非常关键的配角,即把科技进步转化为商品。根据麦肯锡报告中的预测,未来十年的结构设计控制技术创新也将超过之前100年的总和。站在当下,未来十年后的控制技术创新结构设计仍然是无法想象的,这也表明路在脚下,一切皆有可能。

正如“智能结构设计”发展之快,使人们很难捕抓到一个精准的时间点去标记它、描述它,或许我们也不必急于在当下给“智能设计”框定一个边界清晰的结构设计本体论。未来十年,充满未知,也充满机会。

《结构设计》:您分别担任着南京大学-阿里巴巴智能、结构设计、体验与审美联合生物医学、南京大学-新加坡科技结构设计大学控制技术创新、结构设计与创业联盟及浙江-新加坡人工智慧与控制技术创新结构设计联合生物医学的主任,请您分享下在“产学研”结合方面的体会?

孙秀峰:在“产学研”结合方面,我的体会主要有两点。首先,想要产学研合作真正有效地保持可持续增长,必须使产学研的各方互利共赢。要实现各方共赢,需要充分考虑企业、教学、研究各方的需求和优势,让各方都能在产学研合作中找到合适的定位。其次,产学研结合需要在立体的、综合的生态下开展全方位合作。以课程共建为例,对授课企业指导老师来说,资深设计师在其本职工作中已有一定成就,在这种现实下他们愿意到学校上课,一定是因为作为企业指导老师授课,能为其职业发展,解决其所在产业的问题带来新思路;而对学生来说,学生之所以愿意投入时间,也是因为“听得到炮声”的控制技术创新实践环境能让他们感受产业社会的真实需求和问题,有利于学生了解行业动向,促进个人发展。从高校的角度,产学研紧密结合也让我们能更好地从北欧国家、社会、产业等角度优化学校的培养环节、科学知识体系和能力控制系统等。诸如此类,只有各方共赢、立体的、综合的合作,才能够持续下去。

以南京大学-阿里巴巴智能结构设计体验与审美联合生物医学(IDEA Lab)为例,复旦结构设计在产学研方面的具体实践主要围绕校企课程共建、联合工作坊、联合产业项目等形式展开。首先是校企课程共建。2022年,阿里巴巴集团参与了复旦结构设计课程《重要信息与可视化结构设计控制技术》建设,企业专家与复旦任课教师各展所长,对学生进行从理论到实践的全方位指导。阿里巴巴副总裁、大淘宝资深结构设计总监、阿里巴巴资深专家出席了课程成果汇报,并从产业视角出发,对学生们的结构设计作品进行了点评与总结。2021年,复旦结构设计联合其他几所海外高校发起了BRIDGE可持续结构设计行动。活动招募了来自全球17所高校的近80名学生,组成10个团队,在海内外校企指导老师的指导下,围绕联合国“可持续发展目标”展开调研、结构设计构想与提案。其中,包括12名来自阿里巴巴的企业指导老师广度参与了BRIDGE行动。此外,在IDEA Lab开展的产业前沿项目合作中,学生们了解到产业的真实需求和考验,企业在合作中也收获了令人满意的解决方案。

《结构设计》:当人工智慧在科技结构设计领域、数字创意产业越来越多地分担了繁琐、机械化的结构设计工作,设计师应当如何顺应这个趋势,驾驭这个新的结构设计要素,让其借力结构设计行业而不是被其取代?智能化社会需要怎样的结构雕塑家?

孙秀峰:首先,结构雕塑家这一职业的边界本身就不是十分明确。正如Herbert Simon所定义的,结构设计是采取行动,将当前的情况改变为理想情况的系列行为。结构设计是一种基本的人类活动和能力,是所有行业和职业都应该具备的基础能力。

虽然人工智慧控制技术在科技结构设计和数字创意产业等领域分担了越来越多的结构设计工作,但我们应该清楚地认识到,无论人工智慧发展到何种程度,在可预见的未来,结构设计行业、结构设计能力和结构雕塑家的配角都无法被人工智慧所取代。结构设计一直分担着关键的配角,当新控制技术带来新考验时,结构设计需要不断寻找新的应付方案。因为控制技术的发展、社会的进步总是会伴随着各种各样的新摩擦、新考验,面对这些新问题时我们仍旧需要结构设计来缔造新的解决方案。

人工智慧带来了变化,主要体现在它改变了结构设计的路径和结构设计工具。就像数字图像处理结构设计软件在过去逐渐成为新时代结构雕塑家必备的工具一样,人工智慧也必将成为一个通用的、被越来越多从业者甚至大众认可的基础结构设计工具。

在智能化社会中,成功的结构雕塑家是那些能够充分利用人工智慧并通过它来提高自己的结构设计能力的人

富而芜杂,在这样的背景下,高校结构设计基础教育应该聚焦在哪里?对教师提出了怎样的考验?您认为学生在学校最关键的是习得哪些科学知识和能力?

孙秀峰:高校的结构设计基础教育正在经历巨大的变革。随着重要信息时代的快速发展,控制技术和科学知识的更新速度已经超过了校园课程和教材的更新速度。例如,同一门课程的科学知识点在第二年可能已经过时,尤其是在人工智慧时代,许多算法和关键控制技术都以月或周为单位更新。因此,结构设计基础教育需要培养学生适应变化和学习新科学知识的能力,而不仅仅是传授科学知识。在建立教学体系时,高校结构设计基础教育应注重科学知识体系和课程群的开放性和成长性,避免专精科学知识的僵化。这种变革还将改变师生关系,老师和学生之间可能不再是老师教学生科学知识和技能的关系,而更多的是老师指导甚至陪伴学生共同学习的过程。这要求老师不能囿于自己的个人经验和科学知识,要去突破,要持续学习,要保持视野的创新性和战略性。

学生在高校习得基础和泛化科学知识的同时,更关键的是学会如何快速进入陌生领域,吸收学习并应用新科学知识和新技能,学会如何在模糊和不确定性中找到路径。高校结构设计基础教育常面对新控制技术和考验,这也让学生在学校里有很多机会感受真实世界中的复杂问题。如果学生能在学校的学习实践中,具备更多的主动性和自我观察和更新意识,他们将更好地掌握这种驾驭模糊的能力。

《结构设计》:南京大学是国内少有的借力计算机大学展开结构设计基础教育的高校。可否请您介绍一个您团队近年创作的能体现这种特色的作品呢?

孙秀峰:近年来,我们团队的作品中,与阿里巴巴集团合作推出的“数字创意智能结构设计引擎”能较好地展现计算机控制技术、人工智慧和结构设计相结合的特点。该引擎是一个针对企业需求的平台级解决方案,是在“产学研”合作的基础上完成的。

具体来说,数字创意智能结构设计引擎基于前沿AI控制技术,提出了视觉科学知识和AI多重科学知识表达的理论控制技术创新,实现了智能算法和垂直领域科学知识的广度结合,提出了墨染、兰亭、点石、神笔、飞影、逸动和余音等七个创意智能模块。其中墨染、兰亭、点石、神笔属平面创意智能模块群,飞影、逸动构成视频创意智能模块群,余音为音乐创意智能模块群。

飞影是视频创意智能模块群下的短视频智能计算模块。以简化视频制作工作为出发点,飞影建立了视频剪辑优秀案例库,提出了视频语义解构与原型兼容距离计算等关键控制技术,将剪辑问题转化为路径优化与评价问题。飞影支持视频原始素材与音乐匹配、快速高质量的旋律踩点剪辑,以及素材智能识别和剪辑方案智能推荐,实现了短视频高质量自动剪辑。在泛购物消费领域视频内容制作需求增长的背景下,飞影满足了企业对高质量视频制作效率的新需求。

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