覃京燕

北京科技大學智能科學與技術學院副院長、教授、博士生導師

 

覃京燕，教育部長江學者特聘教授，北京科技大學智能科學與技術學院副院長、機械工程學院工業設計 系主任、計算機與通信工程學院博士生導師，首屆全國高校美育教學指導委員會委員，教育部工業設計教學指導委員會委員，中國工業設計學會信息與交互設計專委會執行主任，中國文化產業協會文化元宇宙專委會首席專家，主要從事人工智能與創新設計、大數據信息可視化、可持續設計、交互界面設計、數字娛樂設計、數字文化遺產及文化元宇宙與創意產業等領域的研究。近年來，主持國家重大專項課題、國家社會科學基 金、國家自然科學基金以及文化部、教育部人文社科項目等國家級省部級項目20余項，參與了國家重大專項、 歐盟、863項目、國家自科、國家社科重點項目等多項項目。科技部全國十大杰出青年設計師、新中國成立70 周年用戶體驗設計師70人、北京市科委工業設計杰出人才。獲得GM、CarStyling、德國紅點獎、紅星獎、DIA 中國設計智造大獎等國內外設計獎項50余項，發表論文170余篇，發明專利及軟件著作權等10余項。

 

摘要：人工智能在硬件、軟件、數據、算法、算力、安全、系統、生態8個方面與創新設計結合，進行ID識別、行為模式和需求關系的智能設計，智能感知、智能認知、智能控制、智能網絡、智能運算 將人類智能的關聯、預測和想象核心能力進行模擬學習，完成設想未來、計謀天下的設計活動，提高有意識構想行為，實現三體元宇宙（原宇宙、源宇宙）元設計創造未來可能性的概率。通過高信維、高感質、高交互、高價值和高顏值的設計評測，用科技美學科技倫理實現共生的數實生態文明可持續發展。

關鍵詞：元設計；三體元（原源）宇宙；數實生態文明

 

Abstract：Artificial Intelligence AI in hardware, data, software, algorithms, computing power, security and ecology 8 aspects is integrated with innovation design for ID recognition, behavior pattern and requirement relationships Intelligent Design. Intelligent perception, intelligent cognition, intelligent control, intelligent net-works, and intelligent computing will simulate human intelligence of association, prediction and imagination. To learn and transplant the three core competencies to complete envisioning the future and strategizing plan the world, to enhance conscious conceptual behavior, Intelligent Design achieves the 3 Body Metaverse The probability of metadesign creating future possibilities(original universe, quantum source universe, metaverse). Through five evaluation criteria of high information dimensions, high qualia, high interaction, high value, and high aesthetics, Intelligent Design may achieve sustainable development of being digital and ecological civilization in Human-Computer symbiosis through scientific aesthetics and technological ethics.

Keywords：Meta-design; Three body (quantum source universe, metaverse, original universe) ; being digital and ecological  civilization

 

《設計》：何為“智能設計”？請談談您對“智能設計”及其要素的理解。智能設計中涉及自動化、數據驅動、交互和持續優化等概念，智能設計中的“智能”和“設計”是怎樣的關系？

覃京燕：如果對人工智能做一個定義，簡單來說，人工智能就是模仿匹配預測平衡各種識別行為關系的關聯預測想象的能力；復雜來說，人工智能就是通過模仿關聯感知認知思維范式、匹配預測態勢行為模式和構建自主平衡的目的關系的意識達成能力。人工智能與創新設計，或者簡言之，稱為“智能設計”，則是應用模仿匹配預測進行識別行為關系的平衡，設想美好未來，計謀可期天下的有意識的構想實現行為。

智能設計，從智能的角度來分類，有分類識別的設計，有行為模式的設計，有精準匹配關系的設計；從人工智能和設計的應用角度來分類，智能設計涵蓋了智能產品設計、智能空間設計、智能城市規劃設計、智能交互設計、智能媒體設計、智能服裝設計、游戲人工智能、AI藝術等各個層面。傳統的各個設計領域都可以和人工智能結合，形成智能設計。

原來在設計領域里沒有的部分，也可以和人工智能結合，產生新的智能設計類型，如以生命3.0為典型代表的機器人設計、AI虛擬人設計、AI虛擬現實、MGC機器生成內容設計或AIGC人工智能生成內容、智能生物體設計、智能材料設計、智能能源設計、思維方式設計、人工情感設計、人工意識設計等，主要包含智益經濟發展、智美生活方式設計、智造生產工具設計、智能生命形態設計、智信城鄉更新、智活健康競技、智慧生存文明設計七大方面。

人工智能延展了信息價值的表現方式。信息的價值，從需求動力的直接實現物物交換，到大批量生產帶來的價格利潤與普惠通用的人類能力的工具提升，再到精準推薦、精準營銷的感受性感質(Qualia，也被稱為感受性)的達成，形成豐富的用戶體驗，以及群體智慧文明的傳承，信息的價值在不斷發生改變。感受性感質的關照，在設計和應用與用戶體驗功能、內容載體、整個流程都體現出非同質化多樣性的本質，群體價值又能達到規模經濟效應和系統性影響力和可持續發展動力。

自2022年11月Chat GPT發布以來，到2023年GPT4.0 Turbo的推出，生成式人工智能GAI提高了全球生產力，相應地在GPT相關人工智能領域全球英語職位發布的比例增加了21倍（領英調研數據）。AIGC人工智能生成內容方面不斷出現爆炸性發展，每月平均吸引20億人次訪問，而在2023年下半年更是狂飆至33億。 以MidJourney、Stable Diffusion、Character AI、   Google Bard、Pika等文生圖、文生影像的AIGC為例，人工智能作為輔助技術，在創新設計的工具更新以及創新設計的工作流程，以及設計產出內容等方面，在設計制作生成方面大量省時增效，提升了規模生產力。

智能設計中涉及人工智能技術與創新設計兩大方面。自動化、數據驅動、元宇宙、第三代互聯網、虛擬現實、機器學習等計算科學概念，都是在智能技術方面的體現，交互、美學、倫理和持續優化等概念，則體現在創新設計方面。智能設計中的“智能”和“設計”的關系更加相輔相成，兩者更加強調各自的能力與獨特優勢，包括生成式人工智能GAI導向參與式設計和內容設計，具身智能具身認知和實體人工智能PAI（Physical AI）導向具身交互和實體交互智能交互設計，高可信人工智能則對體驗設計有重要影響，大數據與AI結合對知識圖譜和信息可視化能夠產生重要輸出，機器學習計算科學與美學、倫理等結合則導向AI美學與科技美學、計算設計、文化計算、社會計算、審美計算、科技倫理等領域。

通過大模型的運用，AI可以幫助提升整個社會的生產效率和服務效率等，并且為設計提供科學工具，為設計方法之下生成制作海量設計產出品。在智能設計領域，智能交互與智能搜索、交互式敘事和沉浸式的交互廣告、用戶研究中的設計內容的精準推薦、文生圖等審美計算的自然語言處理、語音交互設計中的語音識別和處理、視覺設計、信息可視化、元宇宙中的計算機視覺等相關領域，人工智能的主要技能包括：機器學習、自然語言處理、數據結構、人工智能、計算機視覺、圖像處理、深度學習、TensorFlow、Pandas （軟件） 和 OpenCV 等，與創新設計結合，最終都導向在一維語音交互設計、二維視覺設計、三維影像設計、四維游戲設計等方面的設計表達，這也是智能設計教育重點培育的人才能力方向。

 

《設計》：北京科技大學人工智能研究院的工作重點有哪些？在智能設計方面是否有所側重？

覃京燕：北京科技大學人工智能研究院成立于2018年7月，圍繞國家在人工智能領域的重大需求，以智能無人系統與智能制造為特色，旨在打造人工智能基礎理論研究、智能無人系統關鍵技術研究、智能制造工程應用及人才培養的高地，建設一流創新平臺。北京科技大學智能科學與技術學院成立于2022年8月，是全國第一批獨立成立智能學院的35所高校之一。

早在20世紀70年代，北京科技大學涂序彥教授就從事人工智能領域的研究，開啟了人工智能在中醫專家系統應用的先河。涂教授在國際上首先提出“智能管理”新概念與“多級專家系統”等新方法，是中國人工智能學科的主要奠基人、中國人工智能學會的主要創始人之一。北京科技大學是中國人工智能學會發起單位之一，1987年-2000年中國人工智能學會掛靠北京科技大學，是全國最早從事人工智能教學科研的高校之一，也為國家培育了一批優秀的人工智能人才。

北京科技大學智能科學與技術學院現有智能仿生無人系統教育部重點實驗室、教育部GF創新團隊、“人工智能科學與工程”北京高校高精尖學科、華為技術有限公司-北京科技大學5G+工業視覺聯合創新實驗室、中國兵器裝備集團-北京科技大學智能仿生撲翼飛行機器人聯合實驗室、騰訊-北科智能設計實驗室、北京科技大學天津學院無人系統應用研究中心等科研平臺。智能設計方面注重自主無人系統和AIGC設計計算、人格計算與審美計算的研究，關注國家四個面向的發展，與國際化平臺，包括劍橋大學、RCA英國皇家藝術學院等在智能移動性、智能可持續設計、智能文化遺產等方面有相關合作研究。

在智能設計方面，2001年進入教學工作，一直都在致力于將人工智能和設計結合。2018年和卡內基梅隆大學同步在全球最早開設《人工智能與創新設計》的本科生一年級課程，2019年推出中英文慕課，本課程在2023年也獲評國家級一流本科課程稱號。北京科技大學的智能設計比較注重無人駕駛車元宇宙、AI虛擬人、AIGC審美計算、智能交互設計、多模態多維度信息交互界面設計、智能服務設計、綠色IT可持續設計、AI文化遺產與創意產業、虛擬制片和游戲人工智能等領域。

 

《設計》：您是如何進入智能設計這個領域的？您個人關注智能設計的哪些細分領域？

覃京燕：從小就喜歡交叉學科，對未知領域更著迷。從K12到大學本碩博，以及到了工作崗位，一直做的都是交叉學科的科研教學和項目，進入智能設計便是很自然而然的事情。智能設計在智能感知、智能認知、智能控制、智能交互、智能傳播與綠色IT可持續設計等方面，都是我比較感興趣的領域。

 

《設計》：在東西方政治經濟文化的差異前提下，國內人工智能教育和研究的發展有哪些特點和提升空間？

覃京燕：國內人工智能與創新設計教育，可提供建立國家層面的各種學科大模型，將設計的外部影響因素構建為各種設計資源與工具，提升設計快速將知識轉化為創意的能力。在科技倫理和AI科技美學方面，加強審美等三觀品鑒和設計評測能力。我們更多需要的是具有系統思維和專業縱深領域的高精尖能力的創新設計人才。

《設計》：智能設計的發展歷程是怎樣的？它與傳統設計有哪些區別和聯系？

覃京燕：我不擅長梳理發展歷程等內容，大體而言，人工智能發展在智能感知、智能認知、智能控制、智能網絡方面，走過了從局部到全局、從單模態到多模態、從低維度到高維度、從單一封閉非聯網走向多樣開源萬物智聯、從功能規格走向內容生態、從離身小數據非活態到具身大數據活數據自適應主動交互活信息架構、從數字虛擬走向XR各種虛擬現實、從非生長型生命1.0到生命3.0和生命X.0的多種生命樣態、從分離到融合的元宇宙三體宇宙的融合創新、從非量子的牛頓思維信息思維到量子思維、從人工智能與人類智能的非交互式學習走向交互式學習的融合智能的發展之路。智能設計不斷具有用戶參與式、元宇宙沉浸式、萬物智聯化、生命生長養成型、融合智能交互式人機共生、人事物境數智貨場關系轉化需求助推培育式、高可信人工智能與信望愛生態智能設計。

智能設計在發展路徑方面，會關注人工智能在環境感知計算、意識感知計算和情緒感知計算方面與創新設計進行全息交感的全面結合，將硬件、軟件、數據、算法、算力、安全、系統和生態進行系統創新，在產品功能、服務內容、媒介生態三大方面不斷發展。同時，以2022年11月出現的ChatGPT引入人工智能與人類智能的人在回路，以及具身智能，關注高可信人工智能、量子計算對人工智能的影響，以及我在30年前對量子物理的思考，到20年前提出量子思維，用于指導人工智能與創新設計，我會對未來更加感興趣。面向未來做出好的智能設計，自然就和傳統設計有所區別，但我不太有時間去梳理這些區別。

人工智能與創新設計的方式，更加強調全息交感生態系統全流程的元設計，關注信息化大數據帶來的系統觀和全域的視角，更加傾向于用戶參與和精準匹配的設計，鼓勵支持全民隨時參與的通用的普適性的設計，更加趨向于人類智能與人工智能的融合智能的設計，智能設計更加依托于萬物互聯的平臺，能夠跨越更大時空和代際的生命周期，支持更多的社會創新，能夠在時空信息11個維度中，進行轉化設計transform design 和過渡設計transit design，更加關注可信人工智能、穩健人工智能、通用人工智能的全流程的設計，既強調產品功能達成，更關注內容的生產機制，以及媒體系統平臺的設計，追求產品的品質、美學的品位、服務的品格、生態的品德的大設計。

人工智能與創新設計關注設計哲學、設計思維、設計方法與設計規則，采用人工智能進行設計的設計活動，也就是元設計的方法，通過綜合創新，探索未來并運用設計思維和設計工程，發現問題和解決問題，從第一科學原理的角度，運用智能設計的技能工具與方法流程，以及藝術與科學的交叉創新的想象能力，實現從0到1的突破式創新，同時又通過工業工程、機械工程、材料工程、管理工程、信息工程等支持，實現從1到N的規模生產力和規模效應。

“人工智能+大數據+互聯網+創新設計”的規模涌現，使得世界進化到智能創新新時代，人工智能與人類智能的融合智能催生政治、經濟、文化、社會發生聚變，人工智能、萬物互聯、大數據活數據、新材料新能源、新造物創新思維，是自然科學文化、社會科學文化、藝術設計文化的政產學研金用各界都關心的世界性教育課題。人工智能與創新設計，涵蓋科學與藝術的宏觀智能設計的思想理念、智能技術的交叉學科探索、智能產品服務生態系統設計等設計計算科學實踐。智能設計面臨學科交叉的挑戰和學術魅力，也是探索創新設計的設計本質（也就是元設計）的價值意義。

《設計》：設計本身是交叉學科，智能設計中交叉了哪些學科？對設計師提出了怎樣的要求？

覃京燕：設計的交叉來自三種文化的交叉，包括自然科學文化、社會科學文化和人文藝術文化。這三種文化智能設計都囊括其中，相比而言更強調計算機科學的技術賦能的作用，但對于三大邏輯，包括人性（心理文化）邏輯、技術邏輯和商業邏輯，智能設計更加關注生態系統層面。設計師需要更多全局觀、大局觀和未來觀，才能做出更好的設計。

 

《設計》：在“智能”的加持下，設計師面臨的是怎樣的新設計范式？

覃京燕：人工智能改變了人類移動性、人類感受性、人類體驗感、人類身份性、人類人格性、人類故事性，設計演變為包含武器智能產品、容器智能服務內容、元器元宇宙、靈器智能生命3.0和X.0、冥器綠色IT智能可持續設計等五大器的產品服務生態系統的設計，設計師面臨五大器的未來沉浸養成參與培育生態型的新設計范式。

設計師目前需要在硬件、軟件、數據、算法、算力、安全、系統和生態這8大人工智能要素方面，進行可持續生態智能系統的創新設計，其設計范式已然發生結構化的顛覆式改變。人工智能需要數據、算法、算力和網絡系統四大基礎條件，隨著人工智能算法的不斷演化，其發展需要面對數據、算法、算力和網絡系統四大要素所帶來的不確定性。應對不確定性，大數據分析與AI預測仿真預警管理，成為對抗不確定性可能性的概率選擇，將設想轉化為可能性的未來，也更加強調高感質、高交互、高信維、高價值和高顏值。

在高感質的設計方面，人工智能與創新設計更加關注用戶的感知與體驗，強調在環境感知計算之上，提供主動交互智能交互的高感質特性，通過感知智能和認知智能的計算，為用戶設計更加匹配的功能和內容，提高用戶體驗的滿意度。

在高交互的智能設計方面，不僅強調交互的反饋，更加關注前饋，以及將交互模型中前饋與反饋機制更加靈活無縫地轉化，形成交互式敘事的對話機制，在交互的類型中，應用環境感知、意識感知和情緒感知，增加強迫式主動交互和主動交互的形式，為用戶提供精準定制的智能數據內容服務。

在高信維的智能設計方面，人工智能支持多模態、多通道、多媒介、多平臺、多元化的機器生成內容MGC以及從聲音、圖形圖像、影像到三維實體以及交互式智能空間環境的多種信息維度的設計。

在高價值的智能設計方面，人工智能通過對人類思維能力的模仿學習，在智能產出方面生成規模數據資產的價值，通過機器生成內容MGC的方式，減少人力成本的消耗，提升從MP大批量生產的設計向MC大規模客戶定制設計的價值轉化。

在高顏值的智能設計方面，人工智能為設計提供了海量的排列組合型的設計方案，通過審美計算對審美法則的學習，智能設計提供了超越個體設計風格的多樣化的設計方案，超越人類設計的時間成本與信息繭房帶來的認知局限，兼具第一人稱視角、第二人稱視角和第三人稱視角，體現出有別于人類審美意識的新的審美體驗。

人工智能與創新設計，更加強調普惠的價值觀、世界觀、人生觀以及新的三觀，即未來觀、全局觀、大局觀（三觀設計貫穿設計流程的自始至終，包括：心智模型、思維范式、設計策略、信息架構、交互模型、視覺思維和視覺表達、媒體設計和迭代式的設計評價與設計優化，都很重要），面對三觀的未來設計，模仿甚至是超越人類智能的思維模式，從人類智能中學習解決問題的方式和關系過程轉化設計，成為智能設計的焦點任務所在。

 

《設計》：設計事關功能和美感，如何讓人工智能掌握審美？

覃京燕：人工智能與人類智能最大區別是失焦與聚焦兩種方式的差別。人類智能的審美是聚焦性質，通過對比、調和，最終導向主題突出的美的感質表達；而人工智能由于沒有自我本我超我的差別，沒有“我、我們、你們、他們、它們”的概念，對于內容的生成輸出是缺乏根據個人感受性來進行“主題突出”的審美抉擇判斷，由此而具有失焦的特性，具體表現為過程性、生長型、目標不明確的不確定性和不透明性。

我們需要從人工智能與創新設計的元設計視角，來讓人工智能按照人的感受性體驗以及人類智能的審美規則進行聚焦，形成審美的律令及算法規則，需思考應用人工智能模擬仿真關聯預測人類智能的創新設計方式，進行設計的設計，也就是元設計的核心本質，以及人工智能的技術邊界之下能夠做成哪些創新設計；智能設計需要了解人工智能如何做創新設計，創新設計的算法需求及技術邊界，AI智能科技倫理對設計可為不可為的能力與內容范疇的界定；AI科技美學對創新設計的評測引導與審美評判；元設計需洞察人工智能對于第一科學原理的遵循，思考創新設計的動因及三觀意義，包括世界觀、人生觀、審美價值觀，以及新三觀，包括未來觀、全局觀和大局觀，人工智能賦能改變創新設計的設計工具、設計流程、設計模型和設計方法結合的方法論；人工智能等科技引發創新設計的思維方式的革新，以及創新范式的改變，人工智能用于創新設計的設計策略、設計表達和設計思辨評測等具體設計原則。

人工智能無法掌握審美，只能根據審美的特征進行ID識別學習、行為方式和關系圖譜的構建。可以從統、象、生、場、中、簡、空、衡8個方面入手，在系統性、轉化性、生長性、場景化、養成型、沉浸式、三一原則的簡約、武器容器元器靈器冥器不同的精準匹配和三體元宇宙（原宇宙、源宇宙）的元思考、元設計、對稱平衡和可持續設計等角度，進行審美計算的輸出表達。關于這8個審美意識，本人有具體的論文對應，可做一些參考。

《設計》：智能設計涉及諸多高新科技方法路徑，帶來解決方案更高效的輸出，由此給設計師工作帶來的利弊如何看待？

覃京燕：人工智能等技術使得設計的前期生成內容較多，生成效率提高了，也可以提供宏大的知識圖譜，但是個體尺度的感受性和人因要素則缺乏相應的人的尺度體驗感受之下的設計評測基礎。智能設計之下，科技的快速學習能力，帶來對人類智能的挑戰，在具身認知、感受性、量子不確定性方面可以更加關注，將重點放在三觀品鑒的養成方面。

 

《設計》：對于設計教育及設計專業的教師和學生來說，應以怎樣的姿態迎接人工智能時代？

覃京燕：大膽嘗試，思考總體系統結構創新。簡易入門、變易為道、不易為本。

 

《設計》：請分享一些您認為在智能設計領域中具有創新性和啟發性的案例或項目。

覃京燕：拉斯維加斯球形劇院MSG Shpere、ChatGPT、GPT4.0 Turbo、Apple Vision Pro、Sora、谷 歌 地 球、谷歌視頻通話系統Starline、谷 歌 學 術、Pika、Meta 的地平線元宇宙游戲、智能胸針Humane AI Pin、英偉達的工業元宇宙 NVIDIA Omniverse、奔馳概念智能車 Mercedes AVTR、MIT媒體實驗室實體交互作品TRANSFORM、抖音剪映等短視頻應用、微信等，都是在階段性和局部領域很有啟發性的案例。

 

 

參考文獻：

 

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