本书共10章,内容包括:导论、能力与流程、人工智能的基础、机器学习的变革、界面与交互、虚拟和真实、心智与体验、从算法驱动到以人为本等。
我们所处的世界一直都在变化。人与物理空间并行的二元世界,已经转换为人类社会、物理世界和信息空间所构成的三元空间。而随着人工智能、大数据等颠覆性科技的迅速发展,智能增强时代正在加快到来。三元空间正在向人、物理世界、智能机器、虚拟世界的四元空间转换。在这些转换中,设计一直都在扮演非常重要的角色,是将先进科技转化为现实生产力的关键环节,是人类文明发展的重要推动力。
今天,人工智能成为世界变化的重要推动力。如何将人工智能从理论、方法和技术,转化为对世界、对社会、对用户有价值、有益处的产品、系统或者服务?本书围绕这一问题展开。从“设计是什么”和“人工智能是什么”作为出发点,讨论面向应用的人工智能、面向人工智能的人因要素、人与智能系统的界面,以及进行智能产品设计的基本流程和方法等内容。
本书是一本人工智能教材。由于人工智能的理论、方法和模型都正处于待续迭代、不断更新的过程中,各种开发工具、低门槛的开发平台迅速出现。因此,本书的组织刻意避免聚焦于具体算法、具体模型和具体工具。本书也是一本设计教材。设计教育领域常常以实践见长,相应的理论和方法还在持续发展。基于这些考虑,本书采用“介绍理念、引发思考、传授方法、提供资源、构建平台”的模式组织内容。也正因如此,对于使用本书学习智能产品设计的读者,有如下建议。
1.利用资源,在开放空间中学习。本书每个章节都附有学习资源;这些资源都经过仔细思考和筛选,是相关领域优秀实践者的经验积累,提供了很多实用的方法、工具等内容。本书的微信公众号、网站等平台也在搜集和更新相关的学习资源,供读者参考。
2.主动思考,在讨论总结中学习。本书正文中有很多思考题。有的问题是本领域的前沿问题,尚没有取得领域共识的答案;有的问题是针对易错、易混淆概念的拓展。思考这些问题,将极大地帮助理解相应概念。
3.手脑并用,在动手实践中学习。本书没有基于具体的开发平台给出实践性的指南。但是,学习智能产品设计一定要通过实践的方式进行。本书及配套网站和公众号都提供了设计实践所需的开发工具、数据集、开发平台等信息;这些信息将为大家动手实践带来重要参考。
孙凌云,教授,博士生导师。浙江大学求是青年学者,黄廷方讲席教授,光华龙腾奖中国设计业十大杰出青年(2019)。现任浙江大学国际设计研究院副院长,浙江大学新加坡科技设计大学创新、设计与创业联盟主任,浙江大学一北斗航天联合创新设计工程中心副主任。主要研究方向包括:设计思维与人工智能、信息产品设计等。代表性成果包括草图思维的形式化建模方法、创意设计的柔性众包方法与系统、数字媒体智能设计系统等。承担国家自然科学基金、国家973项目子课题等10余项,在《Design Studies》、《中国科学》等期刊和会议发表论文30余篇,发明专利20余项。获好设计、德国红点、IF等设计奖多项。
第1章 导论
1.1 人工智能与设计
1.1.1 人工智能改变世界
1.1.2 设计(也)改变世界
1.2 人工智能产品
1.2.1 影响产业生态的人工智能产品
1.2.2 人工智能领域的独角兽企业
1.3 新一代人工智能
1.3.1 人工智能的发展历程
1.3.2 新一代人工智能的发展方向
1.3.3 人工智能的本质
1.3.4 人工智能的相关技术
1.4 智能产品的构成要素
1.4.1 技术要素
1.4.2 人因要素
1.4.3 商业要素
1.4.4 文化要素
1.5 开始学习
1.6 参考文献
第2章 能力与流程
2.1 智能产品的设计能力
2.1.1 专业能力
2.1.2 普适能力
2.2 智能产品的设计差异
2.2.1 侧重点的差异
2.2.2 开发模式的差异
2.2.3 团队构成的差异
2.3 智能产品的设计流程
2.3.1 机会发现与团队构建
2.3.2 产品调研与需求定义
2.3.3 概念生成与测试评价
2.3.4 产品开发与生产制造
2,3.5 产品发布与运营维护
2.4 学习资源
25参考文献
第3章 人工智能的基础
3.1 什么是人工智能
3.1.1 人工智能的基本内容
3.1.2 人工智能的分类
3.2 算法:人工智能的基本动作
3.2.1 求解
3.2.2 识别
3.2.3 预测
3.2.4 其他动作
3.3 数据和知识:人工智能的燃料
3.3.1 数据获取
3.3.2 数据存储
3.3.3 知识表示
3.4 算力:人工智能的发动机
3.5 学习资源
3.6 参考文献
第4章 机器学习的变革
4.1 什么是机器学习
4.2 神经网络:机器学习的基本算法
4.2.1 分类
4.2.2 人工神经网络
4.2.3 生成
4.3 大数据:机器学习的燃料棒
4.3.1 智能时代的数据
4.3.2 数据标注
4.3.3 知识图谱
4.4 算力:机器学习的反应堆
4.4.1 训练与推断
4.4.2 端和云
4.5 案例:涂鸦式绘画系统AlPainting
4.5.1 数据集
4.5.2 算法实现
4.5.3 算力支持
4.6 学习资源
4.7 参考文献
第5章 界面与交互
5.1 智能产品中的界面
5.1.1 信息、媒介和交互
5.1.2 人机界面的发展
5.1.3 自然人机交互
5.2 视觉通道
5.2.1 触摸屏
5.2.2 视觉输出
5.2.3 视觉输入
5.3 语音交互
5.3.1 语音用户界面
5.3.2 语音虚拟助手
5.3.3 语音交互的特点
5.4 眼动输入
5.4.1 眼动检测i
5.4.2 眼动输入的应用
5.5 手势与体态输入
5.5.1 手势与体态的识别
5.5.2 手势与体态识别的应用
5.6 脑机接口
5.6.1 大脑活动的检测
5.6.2 脑机接口的应用
5.7 学习资源
5.8 参考文献
……
第6章 虚拟和真实
第7章 心智与体验
第8章 从算法驱动到以人为本
第9章 从机器思维到设计思维
第10章 发展中的支撑技术
附录 实践案例:增强感知的智能头盔——齐行