論文關(guān)鍵詞:概念生成交互認(rèn)知?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)

論文摘要:分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的認(rèn)知模型，探討設(shè)計(jì)中概念生成與交互的具體過(guò)程和作用。以設(shè)計(jì)理論研究和實(shí)踐運(yùn)用建立方法論基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)師個(gè)體設(shè)計(jì)或團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的過(guò)程、組織和策略提供設(shè)計(jì)方法。

Key words:conceptgeneration; interaction; cognition; innovation design

Abstract:The cognitivemodel of product design was analyzed. The concept generation and interactionprocesses and their effects on productdesignwere discussed. The purposes is to provide inpidualdesigners ordesign teamswith designmethods of the process， the organization， and the strategy in design process accordingto the design theories and their practical applications.

概念設(shè)計(jì)活動(dòng)是一個(gè)從設(shè)計(jì)任務(wù)的要求開始，到概念生成及其可視化的過(guò)程。不論是設(shè)計(jì)師的個(gè)體設(shè)計(jì)，還是團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)、協(xié)同設(shè)計(jì)，通過(guò)研究影響設(shè)計(jì)的行為和認(rèn)知因素就能揭示概念設(shè)計(jì)活動(dòng)的根本規(guī)律。或者說(shuō)是設(shè)計(jì)問(wèn)題中，研究從問(wèn)題域到解域的具體解決過(guò)程、任務(wù)和步驟，對(duì)于設(shè)計(jì)研究和設(shè)計(jì)實(shí)踐都具有重要意義。

1概念生成中的認(rèn)知行為

概念生成是指設(shè)計(jì)師或設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能迅速產(chǎn)生多個(gè)有用概念，是一個(gè)思維的過(guò)程，也是一種認(rèn)知活動(dòng)。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模型將設(shè)計(jì)作為分階段、線性或循環(huán)的過(guò)程進(jìn)行形式化表達(dá)(符號(hào)化表達(dá))。設(shè)計(jì)過(guò)程按照分類學(xué)分解為若干子階段和子任務(wù)。盡管各種設(shè)計(jì)模型命名原則不同，設(shè)計(jì)子流程某些主要種類大體一致。設(shè)計(jì)過(guò)程主要被分為:問(wèn)題/情境、綜合/生成、表達(dá)和評(píng)價(jià)。

MarvinMinsky在其有趣的書《思維的社會(huì)》中提出:無(wú)論是人類的思維還是人工智能的思維，都是由原本簡(jiǎn)單的元素相連而組成，當(dāng)這些元素組成一個(gè)整體時(shí)，他們又變?yōu)闊o(wú)限復(fù)雜的。

設(shè)計(jì)活動(dòng)中，概念生成的思維活動(dòng)應(yīng)是一種創(chuàng)造性思維的活動(dòng)。創(chuàng)造性思維的實(shí)質(zhì)，表現(xiàn)為“選擇”、“突破”、“重新建構(gòu)”這3者的關(guān)系與統(tǒng)一。創(chuàng)造性思維的關(guān)鍵點(diǎn)在善于進(jìn)行“重新建構(gòu)”，有效及時(shí)地抓住事物新的本質(zhì)，構(gòu)筑建新的思維支架。創(chuàng)造性思維包括:靈感思維、發(fā)散思維、收斂思維、分合思維、逆向思維和聯(lián)想思維[1]。從方法論上講，強(qiáng)化創(chuàng)造動(dòng)因的團(tuán)隊(duì)激智方法，如頭腦風(fēng)暴法、德爾菲法、CBS法、KJ法等，都會(huì)結(jié)合運(yùn)用各種創(chuàng)造性思維方法。

研究具體的設(shè)計(jì)思維過(guò)程需要建立認(rèn)知活動(dòng)模型[2]。上世紀(jì)80年代，就提出研究設(shè)計(jì)思維(design thinking)。Schon，D (1983)建立的設(shè)計(jì)模型能夠從認(rèn)知方面來(lái)獲取“設(shè)計(jì)師腦中的進(jìn)程”，即把設(shè)計(jì)當(dāng)作一種“反射性活動(dòng)”，從設(shè)計(jì)問(wèn)題到設(shè)計(jì)結(jié)果是一個(gè)接受(感知)—反射(解釋)—反應(yīng)(轉(zhuǎn)化)的反射活動(dòng)。Schon認(rèn)為，設(shè)計(jì)是“與視覺(jué)媒介的交互”，目的是“為進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供信息”的過(guò)程，即設(shè)計(jì)思維的本質(zhì)是通過(guò)與視覺(jué)媒介(包括紙媒介、數(shù)字媒介等)的交互過(guò)程，獲得新的設(shè)計(jì)信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。在這個(gè)研究中，設(shè)計(jì)情境(designScenario)被定義為2種屬性，也就是2種問(wèn)題形式:創(chuàng)造性設(shè)計(jì)與常規(guī)設(shè)計(jì); 2種限制情景:無(wú)限制問(wèn)題與限制問(wèn)題。

2設(shè)計(jì)過(guò)程中的交互

設(shè)計(jì)研究表明設(shè)計(jì)師通常不是顯性地意識(shí)到他們按照某種設(shè)計(jì)交互順序做設(shè)計(jì)的。對(duì)于實(shí)踐，研究案例表明設(shè)計(jì)師應(yīng)該有意識(shí)地運(yùn)用交互，來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。交互作為一種有效的設(shè)計(jì)方法，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)思維的本質(zhì)，是設(shè)計(jì)研究的重要課題。設(shè)計(jì)師在個(gè)體或團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)概念生成過(guò)程中的交互，是一種認(rèn)知活動(dòng)的交互，包括人機(jī)交互HCI(Human-Computer Interaction)，人人交互HHI (Human-Human interaction)。交互實(shí)質(zhì)上是“2個(gè)(或多個(gè))參與者之間交替聽、想、說(shuō)的循環(huán)過(guò)程”或者說(shuō)是“兩者之間(無(wú)論是生命體還是機(jī)器)連續(xù)的作用和反應(yīng)的過(guò)程”。對(duì)于設(shè)計(jì)，交互取決于設(shè)計(jì)表達(dá)和生成，表達(dá)是交互的對(duì)象，生成是交互的結(jié)果。事實(shí)上，設(shè)計(jì)表達(dá)和生成能力強(qiáng)的設(shè)計(jì)師其交互能力和水平也高。

交互的信息是交互的實(shí)質(zhì)，包括數(shù)據(jù)、圖像、語(yǔ)音、行為。交互過(guò)程中，交互媒介也可分為傳統(tǒng)的紙媒介(paper-based)和數(shù)字媒介(digitalmedia)，見圖1。基于紙媒介的交互，其交互信息是隱性的，基于數(shù)字媒介的交互信息被顯性化了。后者較于前者，更加系統(tǒng)化、更加完整表述和更易被人接受和操作。

從設(shè)計(jì)認(rèn)知活動(dòng)分析，交互可分為:與自由形態(tài)的交互，例如和自己的手繪之間的交互;與數(shù)字形態(tài)的交互，如與建立的幾何描述模型的交互;與由形態(tài)語(yǔ)法或拓?fù)錂C(jī)制發(fā)展而來(lái)的特定機(jī)制生成的數(shù)字表達(dá)的交互;和與由設(shè)計(jì)生成工具所表達(dá)生成的數(shù)字環(huán)境的交互[5]。

人機(jī)交互過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)輸入和輸出的過(guò)程，人通過(guò)人機(jī)界面向計(jì)算機(jī)輸入指令，計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)處理后把輸出結(jié)果呈現(xiàn)給用戶。人和計(jì)算機(jī)之間的輸入和輸出的形式是多種多樣的，因此交互的形式也是多樣化的。其中數(shù)據(jù)交互作為人通過(guò)輸入數(shù)據(jù)的方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流的一種方式，并且它是人機(jī)交互的重要內(nèi)容和形式。

人人的交互是一種交流的活動(dòng)，可表現(xiàn)為對(duì)話、問(wèn)答、演說(shuō)或者會(huì)議等，也通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)輔助人人交互，甚至通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的交互，人人交互不排斥人機(jī)交互。在數(shù)字環(huán)境下，可以設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)原型系統(tǒng)將多個(gè)參與人員和應(yīng)用程序集中起來(lái)，實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)的用戶能同步或異步地交互。也可以通過(guò)傳統(tǒng)媒介，運(yùn)用團(tuán)隊(duì)激智方法在同一地點(diǎn)同步的交互。

3概念設(shè)計(jì)認(rèn)知模型

概念生成的過(guò)程是怎樣的?它和交互是怎樣的關(guān)系?它在設(shè)計(jì)師的認(rèn)知行為中扮演的角色?設(shè)計(jì)概念是怎樣被提升、組合、適應(yīng)、重用、拋棄和丟失的。設(shè)計(jì)研究者和認(rèn)知學(xué)家都發(fā)展了各種程序模型來(lái)研究設(shè)計(jì)中的創(chuàng)造性行為。這些模型通常是從觀察設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)草案而分析發(fā)展來(lái)的。French(1985)提出了一個(gè)設(shè)計(jì)程序模型:分析問(wèn)題，概念生成，圖式(schema)化，和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。這些模型，闡明了設(shè)計(jì)中的工作步驟或思維步驟[7]。

從研究設(shè)計(jì)活動(dòng)的流程和內(nèi)容，來(lái)分析可能的交互機(jī)制。IDEF0是以結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計(jì)技術(shù)(StructuredAnalysis and De-sign Technique， SADT)為基礎(chǔ)建立了一種系統(tǒng)功能表達(dá)的工具。該模型幫助我們認(rèn)識(shí)概念生成程序的不同階段。在IDEF0中，由一個(gè)活動(dòng)所生成的內(nèi)容作為輸出，它可以被輸入、控制，或機(jī)制。這些活動(dòng)控制，見圖2。基于IDEF0 (May- er， 1992)，建構(gòu)了一個(gè)概念設(shè)計(jì)的認(rèn)知模型(Yan Jin and PawatChusilp， 2005)。

圖2的模型包含概念設(shè)計(jì)過(guò)程中4個(gè)關(guān)鍵的認(rèn)知活動(dòng)和一個(gè)交互機(jī)制:分析問(wèn)題，包括理解現(xiàn)存問(wèn)題和探索再設(shè)計(jì)中需要滿足和保留的需求和約束[4]。通過(guò)任務(wù)分析，設(shè)計(jì)目標(biāo)被提出，約束和需求被定義。作為問(wèn)題分析，問(wèn)題求解標(biāo)準(zhǔn)也從設(shè)計(jì)目標(biāo)中決定。問(wèn)題分析的輸出是一個(gè)完整的問(wèn)題情境描述。

想法( idea)生成，指生成新的初始概念。根據(jù)所給的問(wèn)題需求和約束條件，設(shè)計(jì)師從他們記憶中提取相關(guān)的記憶信息和知識(shí)來(lái)創(chuàng)造初始的設(shè)計(jì)概念。基于Finke(1992， Creative cogni-tion- theory， research， and application)， Oxman ( 2002， Thethinking eye: visual re-cognition in design emergence)和前面的認(rèn)知交互模型，想法生成活動(dòng)不只是記憶提取，而且是“兩者之間(無(wú)論是生命體還是機(jī)器)連續(xù)的作用和反應(yīng)的過(guò)程”。組成概念，是初始設(shè)計(jì)想法到設(shè)計(jì)概念的發(fā)展和構(gòu)建過(guò)程。這個(gè)活動(dòng)中設(shè)計(jì)師聯(lián)結(jié)思維中先前生成或別人的想法或概念，這種想法的聯(lián)結(jié)會(huì)轉(zhuǎn)換為更加成熟的設(shè)計(jì)概念，組成可以看作是新的生成。

概念評(píng)估，是評(píng)價(jià)組成的概念是否滿足設(shè)計(jì)需求，約束條件和評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。作為一個(gè)認(rèn)知的過(guò)程，評(píng)估意味著設(shè)計(jì)師確認(rèn)生成的概念是相關(guān)的、有用的、好的。相關(guān)的和有用的決定了概念是否滿足需求和約束條件，同時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)決定其好壞。

概念設(shè)計(jì)認(rèn)知模型中的交互機(jī)制，是為問(wèn)題分析、想法生成、組成概念以及概念評(píng)估提供的一個(gè)支撐平臺(tái)，通過(guò)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境的紙媒介，或是數(shù)字設(shè)計(jì)環(huán)境的數(shù)字媒介，設(shè)計(jì)信息通過(guò)交互機(jī)制，被交換和操作后形成設(shè)計(jì)認(rèn)知互動(dòng)。

作為交互機(jī)制本身存在一個(gè)二律背反，交互的信息越多越利于生成更多、更完備的設(shè)計(jì)概念，設(shè)計(jì)創(chuàng)新度也高;但交互的信息越多，設(shè)計(jì)師的精力和時(shí)間成本越高，不利于概念生成的。所以一個(gè)好的交互機(jī)制應(yīng)該是有條理，分階段，信息管理合理的。例如:參加一次團(tuán)隊(duì)激智的成員不宜多，避免交互過(guò)于繁復(fù)。設(shè)計(jì)一個(gè)交互機(jī)制應(yīng)該是符合倫理，意圖明確，注重實(shí)效，并包含合適的認(rèn)知和情感刺激的[3]。

4案例分析

這里對(duì)一個(gè)創(chuàng)新性設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析，這個(gè)案例為團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并且是多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)的過(guò)程。由一組研究生和相關(guān)專家組成的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)來(lái)完成一個(gè)產(chǎn)品——奧運(yùn)火炬的概念設(shè)計(jì)，生成其造型特征并用一個(gè)宣傳短片明晰和深化其概念，提供給后面進(jìn)一步的設(shè)計(jì)。明確設(shè)計(jì)任務(wù)后，向團(tuán)隊(duì)成員說(shuō)明設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)。

向設(shè)計(jì)師說(shuō)明要加強(qiáng)交互在概念生成中的運(yùn)用。見圖3，運(yùn)用草圖風(fēng)暴和書寫風(fēng)暴相結(jié)合作為交互機(jī)制，這種同步激智方法是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，規(guī)定約15min為一個(gè)循環(huán)，團(tuán)隊(duì)成員為10人。生成大量想法后，開始將這些想法進(jìn)行組合，由相關(guān)專家評(píng)定，按照獲得的信息進(jìn)行進(jìn)一步概念生成、組合，幾個(gè)循環(huán)后進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，生成故事板和火炬的造型特征。由于設(shè)計(jì)過(guò)程有明確的交互機(jī)制，設(shè)計(jì)概念生成更加有序、有效和快速。

為了進(jìn)一步研究交互機(jī)制對(duì)概念生成的影響，還把這個(gè)設(shè)計(jì)流程引入到實(shí)際設(shè)計(jì)公司，觀察在更加廣泛和實(shí)際的設(shè)計(jì)情景中，交互機(jī)制的應(yīng)用。采用近距離的觀察來(lái)發(fā)現(xiàn)實(shí)際設(shè)計(jì)環(huán)境下認(rèn)知活動(dòng)，并用自然語(yǔ)言法(NLP)對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行分析[6]。設(shè)計(jì)的對(duì)象為手機(jī)，觀察者作為團(tuán)隊(duì)的成員之一，研究發(fā)現(xiàn)，見圖4。

如圖4，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)活動(dòng)都可以解釋為設(shè)計(jì)師的信息處理通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程中交互機(jī)制里傳遞的信息，以設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)流程為標(biāo)準(zhǔn)，將其進(jìn)行分類和進(jìn)行定性描述。可以看到設(shè)計(jì)信息應(yīng)是顯性的，促進(jìn)性的。公式化的信息更加高效并符合設(shè)計(jì)問(wèn)題情景，但是會(huì)缺乏創(chuàng)新性。另外作為背離問(wèn)題情景的信息，不應(yīng)全部否定，其中部分信息具有高創(chuàng)新性，可以修改后重用。

5結(jié)語(yǔ)

概念設(shè)計(jì)的認(rèn)知模型明確了設(shè)計(jì)概念生成過(guò)程和交互過(guò)程，以及相互的聯(lián)系，可以更好地分析設(shè)計(jì)的本質(zhì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)交互的效率和設(shè)計(jì)創(chuàng)新性。從分析設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中概念生成和交互的行為特點(diǎn)，可以構(gòu)建更加完備的設(shè)計(jì)交互機(jī)制來(lái)促進(jìn)設(shè)計(jì)。

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