物聯(lián)網(wǎng)背景下工業(yè)設計創(chuàng )新理念研究論文
網(wǎng)絡(luò )的三次變革：從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)
1.物與物交流的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代
物聯(lián)網(wǎng)（Web3)的物與物之間交流不同于Web1的人與物交流與Web2的人與人交流，其主要區別在于：Web1的物主要指計算機，人與計算機打交道，互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)計算機終端提供服務(wù)，交流之主體是人與計算機；Web2的人與人交流更凸現了實(shí)時(shí)性和多媒體特征，人們之間的通過(guò)文字、圖片、動(dòng)畫(huà)、語(yǔ)音和視頻的形式即時(shí)信息互動(dòng)，超越了人機交互界面，交流之主體是人與人（圖1）；而物聯(lián)網(wǎng)之物與物交流是通過(guò)傳感技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )將具有感知的物品連接在一起，“形成了一個(gè)更加智慧的生產(chǎn)和生活體系”2，交流之主體則是更為廣泛的包括人類(lèi)在內之智慧物。
2.物聯(lián)網(wǎng)使具有“智慧”之物成為可能
物（things）指客觀(guān)世界中萬(wàn)物之總稱(chēng)，“物也者，大共名也”(荀子正名)。而物聯(lián)網(wǎng)中的“物”是指能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)系起來(lái)的“物”，換句話(huà)說(shuō)，能否實(shí)現此物與彼物的相聯(lián)，關(guān)鍵在于“物”是否具有相連的條件，即物聯(lián)網(wǎng)中的“物”是否具有環(huán)境感知、身份識別、信息接收和行為決策等智慧特征。只有具有這些特征的“物”構成的“智慧地球”，才可能實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)中物與物的“對話(huà)”。因此，物聯(lián)網(wǎng)中的“物”并非是物質(zhì)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(chǎn)品類(lèi)“物”為例，要使其具有“智慧”似乎是不可能的事。但是，傳感器的應用使產(chǎn)品有了“感覺(jué)器官”，RFID的應用使產(chǎn)品有了可識別的身份，再通過(guò)無(wú)處不在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )使產(chǎn)品有了判斷和處理問(wèn)題的大腦，原本無(wú)意識的物體變成了有智慧的物品。也可以說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)中“物”必須具有一定程度的智慧，至少要讓物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )知曉你是誰(shuí)（能識別）、在何處（能定位）和做什么（能感知和溝通）。
設計對象的更新：從常規智能產(chǎn)品到智慧型物品
從產(chǎn)品設計視角，為了區分常規的智能產(chǎn)品設計與面向物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品設計，我們將后者的設計對象稱(chēng)之為“智慧型物品”。從本質(zhì)上說(shuō)“智慧型產(chǎn)品”的也屬于“智能產(chǎn)品”一類(lèi)，但其與一般意義的上智能產(chǎn)品有所不同。
1.“智能”有限的智能產(chǎn)品
常規的智能產(chǎn)品也可以具有感知、決策和執行等功能，如智能導航儀、智能洗衣機和智能冰箱等。這類(lèi)產(chǎn)品是機械、電子、信息和人工智能技術(shù)的結晶，美國西北大學(xué)教授Norman認為“由于機器的智能并不存于機器中，而是存在于設計者的大腦中；因此，當意外事件發(fā)生時(shí)，由于設計者不在場(chǎng)，所以機器往往就不靈了”5。機器的“失靈”并不等于機器完全沒(méi)有“智能”，而是設計者使機器所具有的“智能”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能處理程序與實(shí)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能產(chǎn)品的應對能力，從而出現錯誤。譬如，GPS導航儀由于無(wú)法反映道路擁堵、交通管制或維護等實(shí)時(shí)情況，從而導致錯誤的導航。
2.“智能”無(wú)限的智慧物品
與常規的智能產(chǎn)品相比，物聯(lián)網(wǎng)中的“物”并不是一個(gè)孤立的人工智能產(chǎn)品，而是網(wǎng)絡(luò )中的一個(gè)節點(diǎn)或終端，其智能與網(wǎng)絡(luò )有密不可分的關(guān)系，離開(kāi)了網(wǎng)絡(luò )，其智能成了無(wú)本之木和無(wú)源之水。以3G手機為例，如果沒(méi)有了網(wǎng)絡(luò )不僅不能上網(wǎng)，甚至電話(huà)都不能用了。另一方面，來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)的智能使產(chǎn)品更具有智慧，如物聯(lián)網(wǎng)導航儀可以隨時(shí)接收實(shí)時(shí)道路情況，選擇最佳的行駛線(xiàn)路；物聯(lián)網(wǎng)冰箱會(huì )及時(shí)提示用戶(hù)購買(mǎi)將要用完食物，進(jìn)入商家購買(mǎi)界面享受商家自動(dòng)配送服務(wù)。從“戴物聯(lián)網(wǎng)‘表’保老人平安”到“‘智慧型旅游’開(kāi)啟智能時(shí)代”無(wú)不具有“智慧”的烙印。對于基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，與其稱(chēng)為智能產(chǎn)品，莫如定位于“智慧型物品”更為合適。正如前述，這種“智慧型物品”是物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的產(chǎn)物，完全依賴(lài)于物聯(lián)網(wǎng)而存在。因而，“智慧型物品”的“智能”存在于物聯(lián)網(wǎng)中之中。名為Nabaztag(后更名Karotz，圖2）的無(wú)線(xiàn)智能兔子，法國Violet公司將其稱(chēng)為首款Facebook硬件。
Karotz是為社群網(wǎng)絡(luò )整合打造的，具有“智能”的“智慧型物品”。當連接至互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，內置網(wǎng)絡(luò )攝像頭可在語(yǔ)音識別軟件的指揮下拍攝照片，并將照片上傳至Facebook，且還能閱讀Twitter信息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版的一款應用程序，能在A(yíng)ndroid或iOS移動(dòng)設備上向Karotz智能兔發(fā)送文字信息，從而讓Karotz“講話(huà)”。
從設計“智能產(chǎn)品”到設計“智慧型物品”，設計師的思維方式將發(fā)生變化：智能產(chǎn)品具有智能不再是固化的和有限的，而是動(dòng)態(tài)的和可擴展的。設計者雖然不能讓產(chǎn)品本身的智能應對所有情況，但可以讓產(chǎn)品接收來(lái)自網(wǎng)絡(luò )的“智能”變得更加“智慧”。設計師不只是設計產(chǎn)品對象本身，而是要設計好產(chǎn)品與物聯(lián)網(wǎng)對接的形式和獲得智能的路徑。
設計策略的變革：從一體化解決方案到智慧解決方案
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應用給人們的生活方式帶來(lái)了革命性變化，許多過(guò)去認為是天方夜談的事情，如今已變成了現實(shí)。千里之外，人們可以看到家中的情景，智能家居讓小偷們“失業(yè)”；憑借一部手機，就能遠程輕松指揮智能家居，顯示了智慧生活的神奇魅力1。顯然要實(shí)現這樣的目標，得益于革命性的“智慧解決方案”。
1.一體化解決方案產(chǎn)生的非“聰明”產(chǎn)品
“產(chǎn)品設計的核心是為滿(mǎn)足消費者的需求所提供的產(chǎn)品創(chuàng )新方案”2。這種創(chuàng )新方案并非是一蹴而就，而是對多個(gè)產(chǎn)品解決方案的評價(jià)、篩選、組合和決策，其根本目標總是為了滿(mǎn)足產(chǎn)品服務(wù)的對象——產(chǎn)品消費者（間接用戶(hù)或直接用戶(hù)）的需要，實(shí)現這一目標必然會(huì )涉及到產(chǎn)品解決方案的選擇問(wèn)題。對于常規的產(chǎn)品設計來(lái)說(shuō)，滿(mǎn)足用戶(hù)需求的解決方案主要立足產(chǎn)品對象本身，即利用產(chǎn)品本體所具有的特性和功能來(lái)實(shí)現設計目標。設計者基于獨立的、有界的或者封閉的產(chǎn)品空間，提出一體化解決方案。立足于產(chǎn)品本身的一體化解決方案由于受自身條件的約束，在由用戶(hù)、產(chǎn)品和場(chǎng)景構成的產(chǎn)品系統中，用戶(hù)始終是起主導作用的主體，產(chǎn)品總是為用戶(hù)服務(wù)的客體，二者的主從屬關(guān)系也總是恒定的。如家用智能洗衣機，可以自動(dòng)選擇最佳的洗衣程序，但確不能保證一定能將衣物洗凈；家用智能電冰箱，可以提供最佳的食品保存溫度，但確不可能提醒用戶(hù)食品是否超過(guò)了保質(zhì)期。這是因為局限于一體化的產(chǎn)品解決方案，由于缺乏“智慧”是不“聰明”的產(chǎn)品。
2.智慧解決方案催生的“聰明”產(chǎn)品
智慧解決方案超越了一體化解決方案的局限，將立足于產(chǎn)品本身的解決思路擴展到開(kāi)放的物聯(lián)網(wǎng)空間，利用以“更透徹的感知、更全面的互聯(lián)互通、更深入的智能化為特征”1的智慧方法來(lái)實(shí)現常規產(chǎn)品無(wú)法企及的目標。實(shí)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(lián)構成的有機網(wǎng)絡(luò )，依托的是物聯(lián)網(wǎng)海量、高速、實(shí)時(shí)的數據超常處理能力和系統、全面和深入的智能決策和行動(dòng)技術(shù)�？v觀(guān)物聯(lián)網(wǎng)的主要應用領(lǐng)域，如智能醫療、智能交通、智能電網(wǎng)、智能農業(yè)、智能安防、智能建筑、智能生活和智能家居等均是采用智慧解決方案的結果。
采用智慧解決方案不僅可以構建具有“更深入的智能化”的各類(lèi)智慧的應用系統，還可以設計出“聰明”的各類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品。正如國際電信聯(lián)盟于2005年的報告中所描繪的那樣：“當司機出現操作失誤時(shí)汽車(chē)會(huì )自動(dòng)報警；公文包會(huì )提醒主人忘帶了什么東西；衣服會(huì )告訴洗衣機對顏色和水溫的要求等”。海爾發(fā)布的世界上首臺物聯(lián)網(wǎng)冰箱，不僅可以?xún)Υ媸澄�，而且可以通過(guò)與網(wǎng)絡(luò )連接，實(shí)現了冰箱與冰箱里的食品、與超市的食品、與人類(lèi)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，用戶(hù)可以隨時(shí)隨地、隨心所欲地咨詢(xún)健身相關(guān)資料�？蓭椭脩�(hù)堅持完成節食和健身計劃，還可以將數據共享到其他健身App中。憑借內置的Wi-Fi連接，可以自動(dòng)記錄用戶(hù)所有的體重數據和阻抗測量值，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳輸到用戶(hù)的iPhone、iPad和iPodtouch上。用戶(hù)通過(guò)下載免費的iTunesApp，便可隨時(shí)安全登錄查看完整的體重、體重指數（BMI）、脂肪和肌肉量等信息。與智慧型物品需要依賴(lài)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，設計師要實(shí)現設計能夠理解人意圖的“聰明”產(chǎn)品也必將以基于物聯(lián)網(wǎng)的'智慧解決方案為設計策略，這種設計策略采用開(kāi)放的創(chuàng )新設計思維，體現了直接方式與間接支持、產(chǎn)品終端與網(wǎng)絡(luò )系統的交集與整合。
設計思維的轉變：從服務(wù)設計到智慧服務(wù)設計
服務(wù)設計命題的提出，為產(chǎn)品設計提供了一種全新的思維方式，是物質(zhì)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(zhì)上說(shuō)，立足于非物質(zhì)的服務(wù)設計是為了“將設計的理念融入到服務(wù)的規劃與流程本身，從而提高服務(wù)質(zhì)量，改善消費者的使用體驗”3，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用和普及則為單純的服務(wù)設計轉換為智慧服務(wù)設計提供了可能性。
1.從為“一次性行為”到“服務(wù)性行為”之設計思維轉變
傳統意義上的產(chǎn)品設計主要針對用戶(hù)購買(mǎi)產(chǎn)品的“一次性行為”，由于從“購買(mǎi)——使用——廢棄”全過(guò)程完全由用戶(hù)自主進(jìn)行，產(chǎn)品提供的服務(wù)功能是在有限的設計過(guò)程中完成的，用戶(hù)的按受的服務(wù)也是在一個(gè)有界空間進(jìn)行的。在服務(wù)設計之中，所謂的產(chǎn)品只不過(guò)是為用戶(hù)提供服務(wù)的一個(gè)節點(diǎn)或產(chǎn)品終端，設計不再囿于相對獨立的產(chǎn)品和不可拓展的服務(wù)�？梢哉J為，為“一次性行為”的設計是有限的，而為“服務(wù)性行為”的設計是無(wú)限的。從“有限的服務(wù)”到“無(wú)限的服務(wù)”促使了設計思維的轉變與創(chuàng )新：首先，由于產(chǎn)品與服務(wù)融為一體的服務(wù)設計是“包括服務(wù)模式、商業(yè)化模式、產(chǎn)品平臺和交互界面的的一體化設計”1，因而這種設計必定是多學(xué)科的團隊行為，服務(wù)體系的構建需要不同背景開(kāi)發(fā)人員同力完成。其二，實(shí)現“無(wú)限的服務(wù)”，需要一個(gè)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發(fā)布、斷更新和擴充服務(wù)功能和內容，以滿(mǎn)足用戶(hù)的無(wú)限需求。蘋(píng)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(wù)”到為“智慧服務(wù)”之設計思維轉變
物聯(lián)網(wǎng)的引入使服務(wù)系統的感知服務(wù)成為可能。接受服務(wù)的對象進(jìn)入服務(wù)提供環(huán)境之后，由無(wú)處不在的計算技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )構成智慧系統就能夠自動(dòng)識別接受服務(wù)的對象，從而提供相應的服務(wù)。如應用于北京故宮、成都都江堰、南京中山陵和杭州虎跑寺等景點(diǎn)的自動(dòng)導游系統借助集智能多媒體導游和GPS全球定位系統，隨時(shí)感知游客所處的景點(diǎn)位置，自動(dòng)進(jìn)行詳細的講解。這種服務(wù)模式雖然只是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的服務(wù)雛形，但其“智慧”特色已見(jiàn)端倪�；谖锫�(lián)網(wǎng)的智慧服務(wù)系統的設計不只是對用戶(hù)需求、產(chǎn)品終端、計算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的整合，其服務(wù)對象和形式也將發(fā)生變化。服務(wù)對象將由消費者擴展為物聯(lián)網(wǎng)中的“物節點(diǎn)”，如汽車(chē)自動(dòng)駕駛、不停車(chē)自動(dòng)繳費、寵物位置定位、遠程信息采集和安全防護監控等。服務(wù)的形式將由接受服務(wù)擴展為基于感知識別的更智能的個(gè)性化“智慧服務(wù)”，如根據感知到的病人狀況，提供醫療咨詢(xún)和診治建議、根據感知到的家庭養花的物理信息（品種、濕度、溫度和養分等）提供自動(dòng)養護等。物聯(lián)網(wǎng)的引入對服務(wù)設計注入了新的生命力，設計創(chuàng )新與科學(xué)技術(shù)的結合，將使真正智能化的智慧服務(wù)成為現實(shí)。
武漢僑亞百老匯信息技術(shù)有限公司利用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)通信等信息化技術(shù)，提出“信息化養老”服務(wù)模式，希望將智能養老服務(wù)模式延伸至老人家中。E-脈手表的服務(wù)內容涵蓋老年人生活的各個(gè)方面，包括生活照料、家政服務(wù)、康復護理、醫療保健、精神慰藉等，該方案以網(wǎng)絡(luò )和電話(huà)為主要實(shí)現形式，整合社會(huì )上已成熟的專(zhuān)業(yè)化老年服務(wù)機構力量，結合信息化終端E-脈手表和智能健康養老服務(wù)站為老人搭建了一個(gè)居家養老的信息化服務(wù)平臺2。
結語(yǔ)
人類(lèi)正在步入充滿(mǎn)憧憬的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們在享用物聯(lián)網(wǎng)智慧化產(chǎn)品的時(shí)候，物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下的信息安全問(wèn)題也非常令人擔憂(yōu)，處理不當將會(huì )導致個(gè)人重要信息的丟失或者泄露，甚至會(huì )危害國家政治和經(jīng)濟安全。2012年4月至7月期間，歐洲委員會(huì )就物聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題向公眾咨詢(xún)意見(jiàn)，考慮出臺必要的管理條例以規范該領(lǐng)域的活動(dòng)，尤其是數據保密和安全保障問(wèn)題。2013年夏季，歐委會(huì )還會(huì )就這一問(wèn)題進(jìn)行深入討論和研究3。物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的安全機制需要在很長(cháng)久的實(shí)踐中逐步完善。然而，智慧化物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品發(fā)展的主旋律是不會(huì )改變的。
在人們關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用的同時(shí)，不應忽略設計在物聯(lián)網(wǎng)中的角色和價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)需要技術(shù)的創(chuàng )新，物聯(lián)網(wǎng)系統的設計更需要設計思維的創(chuàng )新，而后者的創(chuàng )新將更新產(chǎn)品設計中的許多觀(guān)點(diǎn)：由于物聯(lián)網(wǎng)的存在，產(chǎn)品將變得更“聰明”和更“智慧”；用“智慧型物品”取代“智能型產(chǎn)品”并非只是稱(chēng)謂的變化，而是依據于物聯(lián)網(wǎng)的“智慧解決方案”，設計師將從設計產(chǎn)品本身轉變?yōu)樵O計產(chǎn)品獲得“智慧”的途徑；將單純服務(wù)設計升格為智慧服務(wù)設計，更能體現“以人為本”的設計理念，服務(wù)對象的廣泛化和服務(wù)形式的智慧化將依托于物聯(lián)網(wǎng)而成為現實(shí)。（本文作者：李世國、昝赤玉 單位：江南大學(xué)設計學(xué)院、江南大學(xué)產(chǎn)品創(chuàng )意與文化研究中心）
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