《设计》专访|蔡新元:人工智能使设计重返“意义”

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受访人物:蔡新元博士、教授,现任华中科技大学建筑与城市规划学院副院长、博士生导师;光影交互服务技术文化和旅游部重点实验室主任,数字光影技术湖北省工程研究中心主任,教育部动画、数字媒体专业教学指导委员会委员。入选中组部国家特聘专家,教育部新世纪优秀人才,武汉3551人才,兼任中国建筑装饰协会设计分会会长,中国电子视像行业协会空间显示分会会长,中国工业设计协会信息交互专委会执行主任,中国文化馆协会设计与展陈委员会会长,中国媒体建筑学会副主任,湖北省动漫协会副会长等职,同时担任武汉市政协委员,武汉市政府决策咨询委员会委员,武汉城市合伙人。

长期从事数字媒体艺术理论与教育,数字光影艺术环境与景观,人工智能艺术与设计等领域的教学和研究工作。先后主持了国家文化产业发展重大专项,国家社科基金艺术学重点项目等科研项目20余项;并先后完成了国庆70周年“光耀湖北”彩车,武汉长江灯光秀等多项国家、省、市重大文化与科技融合工程。

关键词:智能设计;素养力;跨学科力;社会力

观点提纯:“设计教育及设计专业的教师和学生需要对人工智能时代下的设计学科有着更全面的认知,有针对性地提升培养专业性的素养力、设计学的跨学科力、后人类式的社会力三层关键能力”

“在科技迅速发展的时代,亟须结合人工智能新背景、新生产力、新应用场景进行人才培养目标调整,要培养创新型、应用型、复合型人才,面向国家创新需求,培养集‘交叉知识背景、创新实践能力、学科专业素养’于一体的艺术设计专业拔尖人才。”

《设计》:由华中科技大学光影交互服务技术文化和旅游部重点实验室发起成立、全国300多所高校和行业相关重点企业加入的“中国人工智能艺术教育协同创新平台”主要具备哪些功能?将开展哪些方向的研究开发和协同创新?在推动国内数字化人才培养,加强AI艺术教育和关联产业的创新与成果转化方面有何规划?

蔡新元:人工智能设计是时代发展的潮流,引发了关于设计创作、高校设计人才培养目标、教育教学形态,以及人机关系乃至整个人类理解方式的变革。随着AI的进一步发展,如何尽可能地为艺术家、设计师与学生提供探索和试验的新工具和资源,AI时代背景下设计教育如何变革与创新?设计人才培养的新模式有哪些?拥抱新变革又何以避免负面影响?这些问题值得每个人思考。

中国人工智能艺术教育协同创新平台是华中科技大学光影交互服务技术文旅部重点实验室发起成立的一个致力于推动全国高校艺术设计教育与人工智能技术融合发展的协作组织,截至目前已经有345所大专院校报名加入,使命是建设全国高校人工智能艺术教育协作网络,推动人工智能时代艺术设计学科教育的观念、课程、工具与实践的进化,培养具有中国式现代化观念、能够驾驭人工智能技术和现代艺术设计方法的新一代艺术家与设计师。我们希望集结这样一个平台,通过“AI+课程”“AI+实践”“AI+科研”三维度,开设教材编写、工作营实践、基金申报、项目实操、学者访问等路径,将提升教育体系中教师这一主体的研究能力作为支点,来推动人工智能语境下中国艺术教育的发展。

目前所发布的ArtI Designer超级艺术计算平台属于协同创新平台第一个阶段的产物,我们正在围绕人工智能艺术教育协同创新平台,推进全国大学生人工智能艺术大赛(ArtI Competition)、全国高校人工智能艺术大展(ArtI Exhibition)和全国人工智能艺术大会(ArtI Yangtze Forum)等多个事项来构建一个中国人工智能艺术教育的生态场。

现如今,在科技迅速发展的时代,亟须结合人工智能新背景、新生产力、新应用场景进行人才培养目标调整,要培养创新型、应用型、复合型人才,面向国家创新需求,培养集“交叉知识背景、创新实践能力、学科专业素养”于一体的艺术设计专业拔尖人才。基于这个目标我们已经开展以“大国巨匠·科学家精神绘本书系”为依托的人工智能艺术创作实践,该书系以水墨、水彩、油画版画等多种风格描摹出35位荣获“国家最高科学技术奖”的科学家从童颜到鹤发,躬身科研的珍贵图像。学生切实地参与到绘本出版的全流程中,一方面,将教学从课堂延展至社会生产,以多样化教学手段为学生开拓思维,另一方面,用创新助力产业转型升级,在实践中推动技术创新及应用发展,这样一种“产业协同育人”的新模式是人工智能时代知识生产和科技创新模式变革的一次积极实践。


 “大国巨匠·科学家精神绘本书系”

《设计》:中国首个面向中国艺术教育领域的AI内容创作平台——“ArtI Designer超级艺术计算平台”日前横空出世,请您谈谈该平台开发的过程和成立的目标。平台能为学生、教师和自由创作者提供哪些服务?

蔡新元:2022年以来,机器学习与深度学习极速发展,以Diffusion、ChatGPT为代表的颠覆性AI应用取得了突破性发展,也正因如此,2022年被称为AIGC元年。在过去对于人工智能的讨论更多地停留在计算机技术层,例如算法、数据、计算能力等方面。随着人工智能在生活中的渗透率越来越高,“AI”加速“跑”入人们的生活中并正在全球范围内影响着各个领域,艺术创作领域也不例外。

对于AIGC作品的态度也呈现着两极分化的现象,一类是全面支持人工智能,认为这是一种创新性的尝试和实验,能够带来新的艺术表现形式和创作方式,拓展艺术创作的边界;另一类则是嗤之以鼻的反人工智能,认为人工智能是一种无意义的排列与组合,无法产出有价值的作品,对AIGC保持着警惕性。《Science》杂志的2022年度十大科学突破评选中,AI生成内容(AIGC)作为人工智能领域的重要突破也赫然在列,其中引用的图片是Jason Allen凭借Midjourney AI图像生成器创作的作品《Theatre Dopera Spatial 太空歌剧院》,这幅作品在美国新兴数字艺术竞赛中获得了第一名,这一次的AI与艺术创作的融合引起了轩然大波,直至今日依旧未平息。但事实上,无论我们对AIGC是崇尚抑或是反对,它都在重塑我们对创造性对艺术的认识,也正以前所未有的方式改变和推动艺术创作的发展,因此,如何借助人工智能推进艺术教育的变革与创新成为艺术教育亟须解决的问题。

《Theatre Dopera Spatial 太空歌剧院》

正是在这样的一个背景下,我们联合武汉超算及武汉人工智能计算双中心启动ArtI Designer超级艺术计算平台的研发,本平台的开发是对人工智能在艺术教育领域应用的突破性尝试。ArtI Designer作为中国首个面向中国艺术教育领域的AI 内容创作平台,能够为学生、教师以及自由创作者提供更加高效、智能的艺术设计工具,以应对人工智能时代所提出的各种设计挑战和需求。具体具备以下特征:

ArtI Designer超级艺术计算平台

首先,完成从教育到职业的闭环。平台包含“基础-专业-开发者”三大模式,涉及 AI绘画与造型艺术、AI 摄影与图像艺术、AI 装置与公共艺术、AI 建筑与景观设计、AI 环境与室内设计、AI时尚与服饰设计、AI 平面与视觉设计、AI 产品与交互设计、AI 视频与游戏设计9 大类别,融入艺术设计全学科,为学生、老师、自由创作者提供精准化、多样化的服务供给。

其次,搭载超强算力。整合算力资源,与武汉超算中心、武汉人工智能计算中心双中心开展技术协作与知识共享,为平台注入150P云计算资源,以支持平台的计算需求,为用户高效创作提供算力支持。

再次,呈现全中文系统。平台提供全中文用户界面,基于多模态深度语义理解,语义知识结构化,实现无障碍描述词输入;自主独立运行,突破网络限制与壁垒,为用户自由访问与使用提供了可能性。

最后,构建综合生态场。打造中国人工智能艺术教育的课程、交流、展示、交易多模块融合系统,为学生、教师和自由创作者提供全方位的支持,促进知识共享,推动艺术和科技的融合,为中国的人工智能艺术教育生态系统注入新的活力。

《设计》:智能设计的发展历程是怎样的?它与传统设计有哪些区别和联系?

蔡新元:智能设计的发展历程可以追溯到人工智能技术的兴起。1956年,美国达特茅斯学院举办了一次历史性的会议,约翰·麦卡锡、马文·闵斯基、克劳德·香农等学者聚在一起,讨论用机器来模仿人类学习以及其他方面的智能,“artificial intelligence(人工智能)”的概念被首次提出,这次会议标志着人工智能作为一个独立的学科正式诞生。随着人工智能技术的不断发展,人们开始尝试将人工智能技术应用于设计领域。例如,20世纪80年代,专家系统的代表CAD(Computer Aided Design),计算机辅助设计被广泛应用于设计领域,所谓专家系统即一种模拟人类专家解决特定领域问题的计算机程序系统,它通过知识推理与判断,来模拟人类专家的决策过程,本质上是由知识驱动的。大数据时代的到来与计算能力的提升推动着人工智能逐步由知识驱动转向数据驱动。机器学习技术让计算机从数据中“学习”信息,而不再依赖预先设定的方程或模型,这种转变与人工智能的发展趋势是一致的,表明数据在人工智能中扮演着越来越重要的角色。到了21世纪初,随着深度学习技术的兴起,智能设计取得了突破性的进展。深度学习技术让机器自动学习和优化设计参数,极大地提高了设计的效率和精度。通过对人脑的模拟,帮助智能设计系统更好地理解数据和进行决策。人工智能的应用范围不断扩大,在智能家居、智能交通、智能制造等各个应用层面都产生了显著的影响,其对于设计的影响也就不言而喻了。

过去技术作为一种权力来辅助设计师,在权力加持下,设计师获得身份的认同感,传统的设计过程往往由专业设计师主导。而当人工智能介入后,极大地降低了技术准入的门槛,精英对艺术的垄断宣告终结,非专业设计人员同样可以参与到设计创新中。以往由技术所构建的壁垒正在逐渐被打破,设计变得“民主化”,并且回归到根本上来,即创意和审美。2011年发射的JUNO号探测器,飞越了16亿公里,于2016年抵达了遥远的木星,我利用JUNO号发回的数百张壮美的木星影像,训练出一个极富创意能力的人工智能系统,并利用这个数字创意系统,设计了《木星》系列服装。我本身是没有系统地学习过服装设计的,但是我使用AIGC在短时间内就产出了成百上千个服装设计的创意,创造出远超惯常的视觉效果。这些原本数百小时才能做出的服装设计,在人工智能介入后,只需要几个小时就可以完成。而我在这个过程中则是需要凭借自身的审美与创意能力在2.4G的《木星》设计图纸中去做判断与挑选。这恰恰说明了人工智能时代下的设计,本质是创意,边界会消失,工具是语言,而方法则是生成。AI的介入使得艺术的观念,主体、对象、程序,艺术家等都产生了颠覆性的变革,它正以前所未有的方式改变和推动艺术创作的发展,这一现象可以被视为一个全新的艺术范式的诞生。


《木星》系列服装部分展示

《设计》:在“智能”的加持下,设计师面临的是怎样的新设计范式?

蔡新元:智能设计的概念与内核是一个不断演进和发展的过程,其关键节点包括专家系统技术的早期应用、CIMS(Computer Integrated Manufacturing System)的迅速发展以及人机智能化设计系统的出现等。当前,“智能”加持下的设计是指应用现代信息技术,特别是人工智能技术,来辅助设计过程的一种新型设计模式。该模式下,神经网络、机器学习等技术被广泛应用于设计中,以支持设计过程的自动化和优化,“智能”加持下的设计具有以下三大特征:

信息作为设计基点。当前,信息已成为社会发展的重要资源,对信息的处理、整合与利用能力成为决定设计优劣的关键因素。因此,以信息为基点的设计范式更能适应时代发展的需求。未来的各类设计活动可被统构为以人机协同为重要表征的“信息沟通、信息生产、信息判断”三个环节,可能面临着“沟通成本过载、生产目标偏移、判断意识缺位”等风险。

创意作为设计核心。人工智能在许多方面都能为设计提供强大的支持,但人类创意仍发挥着不可替代的作用。一方面,当前人机对齐在文化、情感、美学等层面仍有待完善,机器无法直接理解此类深层次需求,创意充当需求与机器间的对齐介质;另一方面,人工智能破除了设计师长久以来以设计工具构筑的设计霸权,使设计重返“意义”,创意充当构建产物与意义的桥梁。

协同作为设计路径。协同作为设计路径主要基于以下两个要点:其一,协同成为可能。人工智能具备扩展性与兼容性,能有效地集成不同领域的数据和知识,形成以“设计师+AI”为实体的“集成智囊团”,能够高效产出多角度、全方位的解决方案;其二,协同成为要求。智能时代下的设计面临对象多样、需求多元、迭代迅速等问题,单一专业或个人的能力往往难以应对极具复杂性的综合问题,协同创新是设计的必由之路。

在“智能”的加持下,设计师需要构建信息化的设计观念,合理利用智能工具延展创意,全面打通跨领域合作,以开放积极的心态应对设计生态的变化和挑战。

《设计》:对于设计教育及设计专业的教师和学生来说,应以怎样的姿态迎接人工智能时代?

蔡新元:人工智能已经渗透进社会各个领域,教育领域也不例外。设计教育及设计专业的教师和学生需要对人工智能时代下的设计学科有着更全面的认知,有针对性地提升培养专业性的素养力、设计学的跨学科力、后人类式的社会力三层关键能力。

首先是面向个人,培养专业性的素养力。世界进入数字化与智能化时代,新时代人才需要具备的新的“核心素养”。面向人工智能时代,艺术设计学科的专业能力应从3个方面进行培养。跨界创新能力是核心,是指设计专业者所必备的创新意识和跨学科整合能力;沟通协作能力是桥梁,在设计学中涉及人人、人物、人机之间的沟通与协同;批判思维能力是前提,不仅是强调理性、逻辑思考的能力,同时更是一种发现问题和解决问题的能力。

其次是面向学科,培养设计学的跨学科能力。设计学所具备的交叉属性是显而易见的,例如工业设计,其学理基础涵盖了物理学、人体工程学、材料学、美学、心理学等多个学科领域,但由于交叉融合得并不够深入,难以全面了解不同设计专业之间的关联性,亟待需要突破传统设计学科框架,融合“大设计”理念,探索“智能设计+X学科”。例如,麻省理工学院媒体实验室(The MIT Media Lab)所提出的“无定向研究” 就将由跨学科力带来的开放性和探索性体现得淋漓尽致。

最后是面向社会,培养后人类式的社会力。“设计为人服务”的价值观是一直以来设计发展的核心动力。威廉·莫里斯所提出的设计是用来服务社会大众的,将设计推向了社会,需要囊括社会中千千万万的人。在人工智能时代,用户的数字身份、化身与其他数字存在共同构成了这种社会中的人智主体,这种后人类式的数字化身可以实现多位一体的共存与共生。设计服务对象发生了主体性变化,这不仅形成了新的社会意识和社会需求,还重塑了人与人、人与技术之间的关系。保持“设计为人服务”的核心理念,塑造人工智能时代下的社会共情,以未来为导向的设计思维,培养面向后人类式的社会力成为当下设计人才的关键性需求。

《设计》:请分享一些您认为在智能设计领域中具有创新性和启发性的案例或项目。

蔡新元:纵观艺术设计发展的过程,不难发现,每一次艺术或设计的重大变革往往都是伴随着技术的发展,这个变革极大可能颠覆传统的艺术表达形式,甚至改变艺术价值的衡量标准。例如,在摄影术的出现之前,西方的主流绘画风格是以“摹仿”为主的写实主义绘画,这种风格追求自然逼真,强调画面造型的严谨性,注重对物象的精确刻画和再现。但当摄影术出现后,人们无需依赖艺术家的技巧和主观意识即可更加快速地真实记录和再现自然,也正因为此,绘画逐渐摆脱了纯粹模仿的束缚,开始出现以“表现”“抽象”等表现手法,并逐渐形成新的艺术风格。所有的艺术形态都是伴随着生产力催动下的文明变迁而生的,人工智能艺术与设计同样如此,其作品模态通常包含静态、动态、交互三种。

在静态图像类,最典型的应属2018年佳士得拍卖会上的一幅名为《埃德蒙·德·贝拉米像》的作品,这幅人物肖像拍出了432,500美元的高价,它是由法国艺术团体Obvious利用人工智能技术创作的该家族的第四代成员,第11幅家族成员肖像画。这幅画作是基于15000张作于14至20世纪的肖像画组成的数据集,并借助“生成对抗网络”算法(GAN)所完成的。这幅画成为艺术史上第一幅在大型拍卖行被成功拍卖的人工智能画作,完成了艺术品的最终环节——交易。《埃德蒙·德·贝拉米像》不仅印证了人工智能对于艺术的拓展艺术的边界和表现形式,更是推动了艺术价值和标准的重新审视,在人工智能艺术史上具有划时代的意义。

《埃德蒙·德·贝拉米像》

在动态影像类,我带领团队以《少年》为核心主题,将Stable Diffusion生成艺术的数字内容与校园生活的实景相结合,虚实共叙。最后通过建筑Mapping的方式,把AI生成艺术与建筑投影相结合,探寻AI生成艺术沉浸式空间路径。以人工智能技术赋能建筑投影项目,拓宽艺术表达的边界,发掘AIGC更具艺术性多元化的表达方式。



《少年》

由丹麦设计师、艺术家伯恩·卡尔曼(Bjørn Karmann)设计的Paragraphica AI相机可以算作人工智能设计在交互类的代表性案例。Paragraphica AI相机是一台完全无镜头的相机,它由时间、天气、温度、日期、事件以及景点等提示词(Prompt)提供动力,通过 GPS 感知当前位置信息,并进行参数微调生成影像,准确还原指定地点和时间的景象。Paragraphica AI相机既作为客观的物体存在,同时也以虚拟的镜头存在,创造出了一种全新看待世界的方式。



Paragraphica相机