物聯網背景下工業設計創新理念研究論文
物聯網背景下工業設計創新理念研究論文
網路的三次變革：從網際網路到物聯網
1.物與物交流的物聯網時代
物聯網（Web3)的物與物之間交流不同於Web1的人與物交流與Web2的人與人交流，其主要區別在於：Web1的物主要指計算機，人與計算機打交道，網際網路透過計算機終端提供服務，交流之主體是人與計算機；Web2的人與人交流更凸現了實時性和多媒體特徵，人們之間的透過文字、圖片、動畫、語音和影片的形式即時資訊互動，超越了人機互動介面，交流之主體是人與人（圖1）；而物聯網之物與物交流是透過感測技術、無線傳輸技術和網際網路絡將具有感知的物品連線在一起，“形成了一個更加智慧的生產和生活體系”2，交流之主體則是更為廣泛的包括人類在內之智慧物。
2.物聯網使具有“智慧”之物成為可能
物（things）指客觀世界中萬物之總稱，“物也者，大共名也”(荀子正名)。而物聯網中的“物”是指能夠透過網路聯絡起來的“物”，換句話說，能否實現此物與彼物的相聯，關鍵在於“物”是否具有相連的條件，即物聯網中的“物”是否具有環境感知、身份識別、資訊接收和行為決策等智慧特徵。只有具有這些特徵的“物”構成的“智慧地球”，才可能實現物聯網中物與物的“對話”。因此，物聯網中的“物”並非是物質世界中所有的物，而是具有一定智慧之物3。智慧是指對事物能迅速、靈活、正確地理解和解決的能力4。按照這一定義，以產品類“物”為例，要使其具有“智慧”似乎是不可能的事。但是，感測器的應用使產品有了“感覺器官”，RFID的應用使產品有了可識別的身份，再透過無處不在行動網路使產品有了判斷和處理問題的大腦，原本無意識的物體變成了有智慧的物品。也可以說物聯網中“物”必須具有一定程度的智慧，至少要讓物聯網路知曉你是誰（能識別）、在何處（能定位）和做什麼（能感知和溝通）。
設計物件的更新：從常規智慧產品到智慧型物品
從產品設計視角，為了區分常規的智慧產品設計與面向物聯網的產品設計，我們將後者的設計物件稱之為“智慧型物品”。從本質上說“智慧型產品”的也屬於“智慧產品”一類，但其與一般意義的上智慧產品有所不同。
1.“智慧”有限的智慧產品
常規的智慧產品也可以具有感知、決策和執行等功能，如智慧導航儀、智慧洗衣機和智慧冰箱等。這類產品是機械、電子、資訊和人工智慧技術的結晶，美國西北大學教授Norman認為“由於機器的智慧並不存於機器中，而是存在於設計者的大腦中；因此，當意外事件發生時，由於設計者不在場，所以機器往往就不靈了”5。機器的“失靈”並不等於機器完全沒有“智慧”，而是設計者使機器所具有的“智慧”不能應對“意外事件”。理由有二：第一，設計者設定的或設想的智慧處理程式與實際情況不符，因為設計者的智慧總是有限的，不可能窮盡所的可能性；第二，特殊情況下超出了智慧產品的應對能力，從而出現錯誤。譬如，GPS導航儀由於無法反映道路擁堵、交通管制或維護等實時情況，從而導致錯誤的導航。
2.“智慧”無限的智慧物品
與常規的智慧產品相比，物聯網中的“物”並不是一個孤立的人工智慧產品，而是網路中的一個節點或終端，其智慧與網路有密不可分的關係，離開了網路，其智慧成了無本之木和無源之水。以3G手機為例，如果沒有了網路不僅不能上網，甚至電話都不能用了。另一方面，來自物聯網的智慧使產品更具有智慧，如物聯網導航儀可以隨時接收實時道路情況，選擇最佳的行駛線路；物聯網冰箱會及時提示使用者購買將要用完食物，進入商家購買介面享受商家自動配送服務。從“戴物聯網‘表’保老人平安”到“‘智慧型旅遊’開啟智慧時代”無不具有“智慧”的烙印。對於基於物聯網技術的物聯網終端產品來說，與其稱為智慧產品，莫如定位於“智慧型物品”更為合適。正如前述，這種“智慧型物品”是物聯網環境下的產物，完全依賴於物聯網而存在。因而，“智慧型物品”的“智慧”存在於物聯網中之中。名為Nabaztag(後更名Karotz，圖2）的無線智慧兔子，法國Violet公司將其稱為首款Facebook硬體。
Karotz是為社群網路整合打造的，具有“智慧”的“智慧型物品”。當連線至網際網路時，內建網路攝像頭可在語音識別軟體的指揮下拍攝照片，並將照片上傳至Facebook，且還能閱讀Twitter資訊流和天氣播報等內容。在此基礎上Violet公司還推出了Android版和iOS版的一款應用程式，能在Android或iOS移動裝置上向Karotz智慧兔傳送文字資訊，從而讓Karotz“講話”。
從設計“智慧產品”到設計“智慧型物品”，設計師的思維方式將發生變化：智慧產品具有智慧不再是固化的和有限的，而是動態的和可擴充套件的。設計者雖然不能讓產品本身的智慧應對所有情況，但可以讓產品接收來自網路的“智慧”變得更加“智慧”。設計師不只是設計產品物件本身，而是要設計好產品與物聯網對接的形式和獲得智慧的路徑。
設計策略的變革：從一體化解決方案到智慧解決方案
物聯網的發展和應用給人們的生活方式帶來了革命性變化，許多過去認為是天方夜談的事情，如今已變成了現實。千里之外，人們可以看到家中的情景，智慧家居讓小偷們“失業”；憑藉一部手機，就能遠端輕鬆指揮智慧家居，顯示了智慧生活的神奇魅力1。顯然要實現這樣的目標，得益於革命性的“智慧解決方案”。
1.一體化解決方案產生的非“聰明”產品
“產品設計的核心是為滿足消費者的需求所提供的產品創新方案”2。這種創新方案並非是一蹴而就，而是對多個產品解決方案的評價、篩選、組合和決策，其根本目標總是為了滿足產品服務的物件——產品消費者（間接使用者或直接使用者）的需要，實現這一目標必然會涉及到產品解決方案的選擇問題。對於常規的產品設計來說，滿足使用者需求的解決方案主要立足產品物件本身，即利用產品本體所具有的特性和功能來實現設計目標。設計者基於獨立的、有界的或者封閉的產品空間，提出一體化解決方案。立足於產品本身的一體化解決方案由於受自身條件的約束，在由使用者、產品和場景構成的產品系統中，使用者始終是起主導作用的主體，產品總是為使用者服務的客體，二者的主從屬關係也總是恆定的。如家用智慧洗衣機，可以自動選擇最佳的洗衣程式，但確不能保證一定能將衣物洗淨；家用智慧電冰箱，可以提供最佳的食品儲存溫度，但確不可能提醒使用者食品是否超過了保質期。這是因為侷限於一體化的產品解決方案，由於缺乏“智慧”是不“聰明”的產品。
2.智慧解決方案催生的“聰明”產品
智慧解決方案超越了一體化解決方案的侷限，將立足於產品本身的解決思路擴充套件到開放的物聯網空間，利用以“更透徹的感知、更全面的互聯互通、更深入的智慧化為特徵”1的智慧方法來實現常規產品無法企及的目標。實現智慧解決方案的基礎是物-物之間的透徹識別和全面互聯構成的有機網路，依託的是物聯網海量、高速、實時的資料超常處理能力和系統、全面和深入的智慧決策和行動技術。縱觀物聯網的主要應用領域，如智慧醫療、智慧交通、智慧電網、智慧農業、智慧安防、智慧建築、智慧生活和智慧家居等均是採用智慧解決方案的結果。
採用智慧解決方案不僅可以構建具有“更深入的智慧化”的各類智慧的應用系統，還可以設計出“聰明”的各類物聯網終端產品。正如國際電信聯盟於2005年的報告中所描繪的那樣：“當司機出現操作失誤時汽車會自動報警；公文包會提醒主人忘帶了什麼東西；衣服會告訴洗衣機對顏色和水溫的要求等”。海爾釋出的世界上首臺物聯網冰箱，不僅可以儲存食物，而且可以透過與網路連線，實現了冰箱與冰箱裡的食品、與超市的食品、與人類之間自由溝通2。例如Wifi體重計(圖3)就像我們的便攜私人健身教練一樣，使用者可以隨時隨地、隨心所欲地諮詢健身相關資料。可幫助使用者堅持完成節食和健身計劃，還可以將資料共享到其他健身App中。憑藉內建的Wi-Fi連線，可以自動記錄使用者所有的體重資料和阻抗測量值，並透過無線方式傳輸到使用者的iPhone、iPad和iPodtouch上。使用者透過下載免費的iTunesApp，便可隨時安全登入檢視完整的體重、體重指數（BMI）、脂肪和肌肉量等資訊。與智慧型物品需要依賴於物聯網技術一樣，設計師要實現設計能夠理解人意圖的“聰明”產品也必將以基於物聯網的'智慧解決方案為設計策略，這種設計策略採用開放的創新設計思維，體現了直接方式與間接支援、產品終端與網路系統的交集與整合。
設計思維的轉變：從服務設計到智慧服務設計
服務設計命題的提出，為產品設計提供了一種全新的思維方式，是物質條件不斷提升的前提下，從為生存到為生活方式而設計的設計理念變革之使然。從本質上說，立足於非物質的服務設計是為了“將設計的理念融入到服務的規劃與流程本身，從而提高服務質量，改善消費者的使用體驗”3，而物聯網技術的應用和普及則為單純的服務設計轉換為智慧服務設計提供了可能性。
1.從為“一次性行為”到“服務性行為”之設計思維轉變
傳統意義上的產品設計主要針對使用者購買產品的“一次性行為”，由於從“購買——使用——廢棄”全過程完全由使用者自主進行，產品提供的服務功能是在有限的設計過程中完成的，使用者的按受的服務也是在一個有界空間進行的。在服務設計之中，所謂的產品只不過是為使用者提供服務的一個節點或產品終端，設計不再囿於相對獨立的產品和不可拓展的服務。可以認為，為“一次性行為”的設計是有限的，而為“服務性行為”的設計是無限的。從“有限的服務”到“無限的服務”促使了設計思維的轉變與創新：首先，由於產品與服務融為一體的服務設計是“包括服務模式、商業化模式、產品平臺和互動介面的的一體化設計”1，因而這種設計必定是多學科的團隊行為，服務體系的構建需要不同背景開發人員同力完成。其二，實現“無限的服務”，需要一個合適的運作平臺，該平臺允許眾多的第三方設計公司可以在平臺上釋出、斷更新和擴充服務功能和內容，以滿足使用者的無限需求。蘋果公司的AppStore和iTunes、GooglePlay以及諾基亞的OviStore等正是這種平臺的具體體現。
2.從為“接受服務”到為“智慧服務”之設計思維轉變
物聯網的引入使服務系統的感知服務成為可能。接受服務的物件進入服務提供環境之後，由無處不在的計算技術和網路構成智慧系統就能夠自動識別接受服務的物件，從而提供相應的服務。如應用於北京故宮、成都都江堰、南京中山陵和杭州虎跑寺等景點的自動導遊系統藉助集智慧多媒體導遊和GPS全球定位系統，隨時感知遊客所處的景點位置，自動進行詳細的講解。這種服務模式雖然只是基於物聯網技術的服務雛形，但其“智慧”特色已見端倪。基於物聯網的智慧服務系統的設計不只是對使用者需求、產品終端、計算技術和網際網路絡的整合，其服務物件和形式也將發生變化。服務物件將由消費者擴充套件為物聯網中的“物節點”，如汽車自動駕駛、不停車自動繳費、寵物位置定位、遠端資訊採集和安全防護監控等。服務的形式將由接受服務擴充套件為基於感知識別的更智慧的個性化“智慧服務”，如根據感知到的病人狀況，提供醫療諮詢和診治建議、根據感知到的家庭養花的物理資訊（品種、溼度、溫度和養分等）提供自動養護等。物聯網的引入對服務設計注入了新的生命力，設計創新與科學技術的結合，將使真正智慧化的智慧服務成為現實。
武漢僑亞百老匯資訊科技有限公司利用物聯網、網際網路、無線通訊等資訊化技術，提出“資訊化養老”服務模式，希望將智慧養老服務模式延伸至老人家中。E-脈手錶的服務內容涵蓋老年人生活的各個方面，包括生活照料、家政服務、康復護理、醫療保健、精神慰藉等，該方案以網路和電話為主要實現形式，整合社會上已成熟的專業化老年服務機構力量，結合資訊化終端E-脈手錶和智慧健康養老服務站為老人搭建了一個居家養老的資訊化服務平臺2。
結語
人類正在步入充滿憧憬的物聯網時代，我們在享用物聯網智慧化產品的時候，物聯網的環境下的資訊保安問題也非常令人擔憂，處理不當將會導致個人重要資訊的丟失或者洩露，甚至會危害國家政治和經濟安全。2012年4月至7月期間，歐洲委員會就物聯網問題向公眾諮詢意見，考慮出臺必要的管理條例以規範該領域的活動，尤其是資料保密和安全保障問題。2013年夏季，歐委會還會就這一問題進行深入討論和研究3。物聯網環境下的安全機制需要在很長久的實踐中逐步完善。然而，智慧化物聯網產品發展的主旋律是不會改變的。
在人們關注物聯網技術開發與應用的同時，不應忽略設計在物聯網中的角色和價值。物聯網需要技術的創新，物聯網系統的設計更需要設計思維的創新，而後者的創新將更新產品設計中的許多觀點：由於物聯網的存在，產品將變得更“聰明”和更“智慧”；用“智慧型物品”取代“智慧型產品”並非只是稱謂的變化，而是依據於物聯網的“智慧解決方案”，設計師將從設計產品本身轉變為設計產品獲得“智慧”的途徑；將單純服務設計升格為智慧服務設計，更能體現“以人為本”的設計理念，服務物件的廣泛化和服務形式的智慧化將依託於物聯網而成為現實。（本文作者：李世國、昝赤玉 單位：江南大學設計學院、江南大學產品創意與文化研究中心）