受訪(fǎng)人物：王冠云，浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、浙江大學(xué)國(guó)際設(shè)計(jì)研究院，研究員，博士生導(dǎo)師，工業(yè)設(shè)計(jì)系副主任；浙江省杰出青年科學(xué)基金獲得者，小米青年學(xué)者；美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)人機(jī)交互系博士后，麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，浙江大學(xué)數(shù)字化藝術(shù)與設(shè)計(jì)博士。主要研究領(lǐng)域?yàn)橹悄墚a(chǎn)品設(shè)計(jì)、變形材料與設(shè)計(jì)、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造方法、實(shí)體交互技術(shù)、4D打印等；主持國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金多項(xiàng)；研究成果在Nature、Science Advances、CHI、UIST、UbiComp等頂尖期刊及會(huì)議上發(fā)表；設(shè)計(jì)作品榮獲紅點(diǎn)、iF、Ars Electronica、SXSW、Dezeen等國(guó)際設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)；設(shè)計(jì)作品受邀參加中國(guó)設(shè)計(jì)大展、迪拜國(guó)際設(shè)計(jì)周、倫敦設(shè)計(jì)雙年展等國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)展覽。

關(guān)鍵詞：智能設(shè)計(jì)；智能材料設(shè)計(jì)；具身化

觀點(diǎn)提純：“智能”賦予設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化和智能化的能力，能夠幫助設(shè)計(jì)師更高效地解決問(wèn)題。但這并不意味著設(shè)計(jì)師可以?xún)H僅通過(guò)‘智能’手段完成設(shè)計(jì)，反而設(shè)計(jì)師更需要拓寬自身的設(shè)計(jì)思維，思考更有價(jià)值的問(wèn)題和更加創(chuàng)新的解決方案，將智能技術(shù)作為設(shè)計(jì)輔助工具，處理好自身與智能技術(shù)的關(guān)系。在“智能”的加持下，設(shè)計(jì)師實(shí)際上更需要做的是轉(zhuǎn)變自身的角色和定位，更多地成為決策者和創(chuàng)意的指導(dǎo)者。

《設(shè)計(jì)》：何為“智能設(shè)計(jì)”？請(qǐng)談?wù)勀鷮?duì)“智能設(shè)計(jì)”及其要素的理解，以及智能設(shè)計(jì)中的“智能”和“設(shè)計(jì)”是怎樣的關(guān)系？

王冠云：“智能設(shè)計(jì)”是指將先進(jìn)的信息技術(shù)等融入到設(shè)計(jì)過(guò)程，輔助設(shè)計(jì)師完成設(shè)計(jì)的新范式。通常情況下，我們所理解的智能設(shè)計(jì)是利用大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理，包括現(xiàn)在很火的大模型等技術(shù)，用于優(yōu)化設(shè)計(jì)流程、提升創(chuàng)新性和效率，比如自動(dòng)生成草圖等設(shè)計(jì)方案、預(yù)測(cè)用戶(hù)需求、分析數(shù)據(jù)等，從而為設(shè)計(jì)的不同階段提供智能化的輔助。

但智能設(shè)計(jì)所包含的遠(yuǎn)不止這些，比如我一直關(guān)注和研究的“智能材料設(shè)計(jì)”，除了使用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行輔助之外，更重要的是利用材料的“智能屬性”完成設(shè)計(jì)。這里的“智能屬性”指材料在受到外部環(huán)境改變或相應(yīng)條件刺激的情況下自動(dòng)發(fā)生反饋，如形狀記憶合金、聚合物等。由此，我們可以依靠材料的“智能屬性”對(duì)環(huán)境進(jìn)行交互。我們團(tuán)隊(duì)所擅長(zhǎng)的4D打印研究思路便是如此。

我認(rèn)為智能設(shè)計(jì)中的“智能”和“設(shè)計(jì)”是相輔相成的。“設(shè)計(jì)”最開(kāi)始是由設(shè)計(jì)師借助自身的智慧、經(jīng)驗(yàn)、靈感等來(lái)解決實(shí)際中遇到的某一問(wèn)題。隨著科技的發(fā)展，“智能”賦予設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化和智能化的能力，能夠幫助設(shè)計(jì)師更高效地解決問(wèn)題。但這并不意味著設(shè)計(jì)師可以?xún)H僅通過(guò)“智能”手段完成設(shè)計(jì)，反而設(shè)計(jì)師更需要拓寬自身的設(shè)計(jì)思維，思考更有價(jià)值的問(wèn)題和更加創(chuàng)新的解決方案，將智能技術(shù)作為設(shè)計(jì)輔助工具，處理好自身與智能技術(shù)的關(guān)系。

《設(shè)計(jì)》：設(shè)計(jì)本身是交叉學(xué)科，智能設(shè)計(jì)交叉了哪些學(xué)科？在“智能”的加持下，設(shè)計(jì)師面臨的是怎樣的新設(shè)計(jì)范式？

王冠云：智能設(shè)計(jì)交叉了很多學(xué)科，比如計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、心理學(xué)、機(jī)械工程、電氣自動(dòng)化等，這些學(xué)科的知識(shí)和方法能夠幫助我們快速完成設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)的效率。除此之外，智能設(shè)計(jì)還交叉了材料科學(xué)、生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等學(xué)科，這些學(xué)科知識(shí)幫助設(shè)計(jì)師在特定領(lǐng)域和場(chǎng)景下完成設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)師提供必要的背景知識(shí)。

在智能時(shí)代，設(shè)計(jì)師需適應(yīng)新的設(shè)計(jì)范式。由于智能設(shè)計(jì)的學(xué)科交叉屬性，設(shè)計(jì)師需與其他領(lǐng)域進(jìn)行深度合作，借鑒彼此經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)，隨著技術(shù)快速發(fā)展，設(shè)計(jì)師需持續(xù)學(xué)習(xí)，掌握最新知識(shí)和技能，以保持競(jìng)爭(zhēng)力。還要充分利用智能設(shè)計(jì)工具，如人工智能技術(shù)，有助于設(shè)計(jì)師更專(zhuān)注于創(chuàng)意和細(xì)節(jié)。因此，在“智能”的加持下，設(shè)計(jì)師實(shí)際上更需要做的是轉(zhuǎn)變自身的角色和定位，更多地成為決策者和創(chuàng)意的指導(dǎo)者。

《設(shè)計(jì)》：請(qǐng)介紹下浙江大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系及有哪些特點(diǎn)？在智能設(shè)計(jì)方面是否有所側(cè)重？

王冠云：浙江大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系設(shè)立在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，天然具有學(xué)科交叉屬性，在全國(guó)也是獨(dú)一無(wú)二的存在。1990年，由時(shí)任校長(zhǎng)路甬祥院士提議、潘云鶴院士牽頭在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院創(chuàng)辦了浙江大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系。專(zhuān)業(yè)擁有以中國(guó)工程院院士、國(guó)務(wù)院設(shè)計(jì)學(xué)學(xué)科評(píng)議組成員等專(zhuān)家領(lǐng)銜的國(guó)內(nèi)一流師資隊(duì)伍。專(zhuān)業(yè)教師的背景涵蓋了工業(yè)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)、數(shù)字媒體技術(shù)、機(jī)械工程等學(xué)科，是極具特色的跨學(xué)科教師團(tuán)隊(duì)。

總體來(lái)講，浙江大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系從創(chuàng)立之日起就一直注重學(xué)科交叉能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生們不僅要掌握基本的設(shè)計(jì)概念和方法，更要有從多個(gè)角度分析和解決問(wèn)題的能力。所以浙江大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)系的學(xué)生普遍具有較強(qiáng)的綜合素質(zhì)，不僅會(huì)設(shè)計(jì)，更會(huì)借助相應(yīng)的技術(shù)來(lái)完成設(shè)計(jì)。

《設(shè)計(jì)》：您個(gè)人更關(guān)注智能設(shè)計(jì)的哪些細(xì)分領(lǐng)域？能否結(jié)合案例介紹一下？

王冠云：我個(gè)人更關(guān)注智能材料領(lǐng)域，特別是以智能材料的自主感知與自主驅(qū)動(dòng)為核心的智能交互設(shè)計(jì)技術(shù)。智能材料因其能夠感知外部刺激，主動(dòng)判斷并自發(fā)執(zhí)行相應(yīng)功能，為創(chuàng)造更精準(zhǔn)、更自然、更好用的交互產(chǎn)品與系統(tǒng)提供了可能性。

智能材料的自主變形特性是其重要的特色之一，在機(jī)器人、極端環(huán)境、新能源、智能產(chǎn)品系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。例如我們?nèi)ツ臧l(fā)表在《自然》期刊上的國(guó)際合作成果“人造種子載體（E-seed）”就是模擬自然界中自螺旋植物牻牛兒苗種子的形態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了種子在潮濕環(huán)境中自發(fā)螺旋式鉆土的特性（圖1）。

在智能制造的4D打印領(lǐng)域，智能材料具有重要研究與應(yīng)用價(jià)值。例如，我們通過(guò)規(guī)劃打印路徑控制熱塑材料殘余應(yīng)力的釋放方向，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該種變形驅(qū)動(dòng)方法，提出了多種低成本4D打印變形技術(shù)，極大地降低了4D打印技術(shù)的門(mén)檻：包括利用像素化原理分解可變形與非變形區(qū)域的4D打印線(xiàn)性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、基于各向同性收縮原理的4D打印立體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法、基于齒輪結(jié)構(gòu)的變形意大利面設(shè)計(jì)方法、基于非可展開(kāi)曲面的4D打印家具設(shè)計(jì)方法等。利用此類(lèi)變形技術(shù)可快速制造出傳統(tǒng)方法難以制造的復(fù)雜造型，并大大減少制造時(shí)間和成本，為定制化設(shè)計(jì)創(chuàng)造巨大的優(yōu)勢(shì)（圖2）。

再舉一個(gè)直觀的案例：我們將4D打印智能材料與電路結(jié)合，突破了傳統(tǒng)工藝只能制作二維平面電路板的界限，極大地拓展了電路板的三維外形設(shè)計(jì)空間，并實(shí)現(xiàn)了自我折疊機(jī)器人、智能交互產(chǎn)品等設(shè)計(jì)案例（圖3、4）。

除此以外，我們也有額外關(guān)注一些大模型驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)，比如Diffusion模型文生圖等，會(huì)用這些大模型來(lái)輔助團(tuán)隊(duì)完成一些科研等工作。

《設(shè)計(jì)》：請(qǐng)介紹下您的實(shí)驗(yàn)室智慧形態(tài)實(shí)驗(yàn)室，以及您對(duì)于“智慧形態(tài)”有哪些思考？

王冠云：智慧形態(tài)實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)跨學(xué)科的培養(yǎng)平臺(tái)，匯聚了來(lái)自不同背景、對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)、人機(jī)交互和變形界面感興趣的同學(xué)。我們鼓勵(lì)同學(xué)們交流學(xué)習(xí)，并支持他們結(jié)合自身專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)開(kāi)展不同類(lèi)型的科研項(xiàng)目（圖5）。

我們團(tuán)隊(duì)聚焦的智慧形態(tài)主要依賴(lài)變形材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們會(huì)研究材料變形的機(jī)制，不斷探索變形材料的應(yīng)用可能性。變形材料與設(shè)計(jì)涉及到我們生活的方方面面，在智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)中具有巨大的潛力，也涉及到生產(chǎn)制造的各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是隨著個(gè)性化設(shè)計(jì)需求的提升，變形材料設(shè)計(jì)、4D打印方法等能快速解決日益旺盛的市場(chǎng)需求。

《設(shè)計(jì)》：您的官網(wǎng)顯示教學(xué)內(nèi)容中有《設(shè)計(jì)思維與表達(dá)：這是一本書(shū)》《設(shè)計(jì)思維與表達(dá)：折紙機(jī)器人》兩門(mén)課程，您希望通過(guò)課程讓學(xué)生建立怎樣的設(shè)計(jì)思維？

王冠云：在我們的課程中，同學(xué)們將接受設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練，并學(xué)習(xí)掌握各類(lèi)前沿技術(shù)，如智能材料、3D打印、激光切割、電子控制等，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，不斷迭代，完成最終作品的設(shè)計(jì)創(chuàng)造。我們希望全方面鍛煉同學(xué)們從設(shè)計(jì)到制作，從具象到抽象的創(chuàng)造能力。我們注重挑戰(zhàn)學(xué)生的創(chuàng)意，鼓勵(lì)他們打破常規(guī)思考問(wèn)題，并親自動(dòng)手實(shí)現(xiàn)從概念到現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)化（圖6、7）。

《設(shè)計(jì)》：對(duì)于設(shè)計(jì)教育、設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教師和學(xué)生來(lái)說(shuō)，應(yīng)以怎樣的姿態(tài)迎接人工智能時(shí)代？

王冠云：我們應(yīng)該主動(dòng)地?fù)肀ё兓?，將人工智能視為提升效率和促進(jìn)創(chuàng)意的工具，并善于利用它來(lái)協(xié)同合作。作為設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教師，我們一方面要努力跟上時(shí)代，自己帶頭去學(xué)習(xí)新的技術(shù)和方法，另一方面要有意識(shí)地在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生接觸前沿知識(shí)，使用先進(jìn)技術(shù)輔助完成設(shè)計(jì)。而對(duì)于設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，我覺(jué)得應(yīng)該將眼光放長(zhǎng)遠(yuǎn)，培養(yǎng)前沿意識(shí)，不要把自己局限在設(shè)計(jì)和相關(guān)領(lǐng)域，而應(yīng)該尊重所有知識(shí)，珍惜所有學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。只有努力跟上時(shí)代的步伐，擁有更全面的知識(shí)和能力儲(chǔ)備，才能在人工智能時(shí)代甚至更遠(yuǎn)的未來(lái)找到自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

《設(shè)計(jì)》：隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，您認(rèn)為智能設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)和前景如何？您有哪些期待或展望？

王冠云：我認(rèn)為智能設(shè)計(jì)正朝著具身化的大方向發(fā)展。例如在智能材料領(lǐng)域，通過(guò)將智能材料的前沿探索運(yùn)用在實(shí)體技術(shù)上，實(shí)現(xiàn)材料的智能感知，將成為智能設(shè)計(jì)的重要發(fā)展方向。這種趨勢(shì)將極大地推動(dòng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的創(chuàng)新，提升設(shè)計(jì)的智能化、個(gè)性化水平。

我期待人工智能等技術(shù)的發(fā)展能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)領(lǐng)域帶來(lái)更多的新穎變化，為設(shè)計(jì)師創(chuàng)造出更多的可能性。另外，我認(rèn)為未來(lái)的智能設(shè)計(jì)將在“情感”上產(chǎn)生重大突破，具備真實(shí)人類(lèi)的情感，我們一定能看到更多突破性的智能設(shè)計(jì)作品涌現(xiàn)。