物聯(lián)網(wǎng)背景下工業(yè)設(shè)計(jì)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(qū)別在于：Web1的物主要指計(jì)算機(jī)，人與計(jì)算機(jī)打交道，互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)計(jì)算機(jī)終端提供服務(wù)，交流之主體是人與計(jì)算機(jī)；Web2的人與人交流更凸現(xiàn)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、語(yǔ)音和視頻的形式即時(shí)信息互動(dòng)，超越了人機(jī)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在內(nèi)之智慧物。
2.物聯(lián)網(wǎng)使具有“智慧”之物成為可能
物（things）指客觀世界中萬(wàn)物之總稱，“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”，換句話說(shuō)，能否實(shí)現(xiàn)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(shí)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(gòu)成的“智慧地球”，才可能實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物與物的“對(duì)話”。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(duì)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“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(yīng)用使產(chǎn)品有了“感覺(jué)器官”，RFID的應(yīng)用使產(chǎn)品有了可識(shí)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(shí)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(shí)別）、在何處（能定位）和做什么（能感知和溝通）。
設(shè)計(jì)對(duì)象的更新：從常規(guī)智能產(chǎn)品到智慧型物品
從產(chǎn)品設(shè)計(jì)視角，為了區(qū)分常規(guī)的智能產(chǎn)品設(shè)計(jì)與面向物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，我們將后者的設(shè)計(jì)對(duì)象稱之為“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，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(guī)的智能產(chǎn)品也可以具有感知、決策和執(zhí)行等功能，如智能導(dǎo)航儀、智能洗衣機(jī)和智能冰箱等。這類產(chǎn)品是機(jī)械、電子、信息和人工智能技術(shù)的結(jié)晶，美國(guó)西北大學(xué)教授Norman認(rèn)為“由于機(jī)器的智能并不存于機(jī)器中，而是存在于設(shè)計(jì)者的大腦中；因此，當(dāng)意外事件發(fā)生時(shí)，由于設(shè)計(jì)者不在場(chǎng)，所以機(jī)器往往就不靈了”5。機(jī)器的“失靈”并不等于機(jī)器完全沒(méi)有“智能”，而是設(shè)計(jì)者使機(jī)器所具有的“智能”不能應(yīng)對(duì)“意外事件”。理由有二：第一，設(shè)計(jì)者設(shè)定的或設(shè)想的智能處理程序與實(shí)際情況不符，因?yàn)樵O(shè)計(jì)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(yīng)對(duì)能力，從而出現(xiàn)錯(cuò)誤。譬如，GPS導(dǎo)航儀由于無(wú)法反映道路擁堵、交通管制或維護(hù)等實(shí)時(shí)情況，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的導(dǎo)航。
2.“智能”無(wú)限的智慧物品
與常規(guī)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(jié)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(jī)為例，如果沒(méi)有了網(wǎng)絡(luò)不僅不能上網(wǎng)，甚至電話都不能用了。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(dǎo)航儀可以隨時(shí)接收實(shí)時(shí)道路情況，選擇最佳的行駛線路；物聯(lián)網(wǎng)冰箱會(huì)及時(shí)提示用戶購(gòu)買將要用完食物，進(jìn)入商家購(gòu)買界面享受商家自動(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(duì)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)線智能兔子，法國(guó)Violet公司將其稱為首款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(dāng)連接至互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)攝像頭可在語(yǔ)音識(shí)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(bào)等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上Violet公司還推出了Android版和iOS版的一款應(yīng)用程序，能在Android或iOS移動(dòng)設(shè)備上向Karotz智能兔發(fā)送文字信息，從而讓Karotz“講話”。
從設(shè)計(jì)“智能產(chǎn)品”到設(shè)計(jì)“智慧型物品”，設(shè)計(jì)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(kuò)展的。設(shè)計(jì)者雖然不能讓產(chǎn)品本身的智能應(yīng)對(duì)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(shè)計(jì)師不只是設(shè)計(jì)產(chǎn)品對(duì)象本身，而是要設(shè)計(jì)好產(chǎn)品與物聯(lián)網(wǎng)對(duì)接的形式和獲得智能的路徑。
設(shè)計(jì)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(yīng)用給人們的生活方式帶來(lái)了革命性變化，許多過(guò)去認(rèn)為是天方夜談的事情，如今已變成了現(xiàn)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(jī)，就能遠(yuǎn)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(xiàn)這樣的目標(biāo)，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(shè)計(jì)的核心是為滿足消費(fèi)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(duì)多個(gè)產(chǎn)品解決方案的評(píng)價(jià)、篩選、組合和決策，其根本目標(biāo)總是為了滿足產(chǎn)品服務(wù)的對(duì)象——產(chǎn)品消費(fèi)者（間接用戶或直接用戶）的需要，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)必然會(huì)涉及到產(chǎn)品解決方案的選擇問(wèn)題。對(duì)于常規(guī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，滿足用戶需求的解決方案主要立足產(chǎn)品對(duì)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(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。設(shè)計(jì)者基于獨(dú)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?xiàng)l件的約束，在由用戶、產(chǎn)品和場(chǎng)景構(gòu)成的產(chǎn)品系統(tǒng)中，用戶始終是起主導(dǎo)作用的主體，產(chǎn)品總是為用戶服務(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(jī)，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食品是否超過(guò)了保質(zhì)期。這是因?yàn)榫窒抻谝惑w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(kuò)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(xiàn)常規(guī)產(chǎn)品無(wú)法企及的目標(biāo)。實(shí)現(xiàn)智慧解決方案的基礎(chǔ)是物-物之間的透徹識(shí)別和全面互聯(lián)構(gòu)成的有機(jī)網(wǎng)絡(luò)，依托的是物聯(lián)網(wǎng)海量、高速、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)超常處理能力和系統(tǒng)、全面和深入的智能決策和行動(dòng)技術(shù)。縱觀物聯(lián)網(wǎng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，如智能醫(yī)療、智能交通、智能電網(wǎng)、智能農(nóng)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(jié)果。
采用智慧解決方案不僅可以構(gòu)建具有“更深入的智能化”的各類智慧的應(yīng)用系統(tǒng)，還可以設(shè)計(jì)出“聰明”的各類物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品。正如國(guó)際電信聯(lián)盟于2005年的報(bào)告中所描繪的那樣：“當(dāng)司機(jī)出現(xiàn)操作失誤時(shí)汽車會(huì)自動(dòng)報(bào)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(jī)對(duì)顏色和水溫的要求等”。海爾發(fā)布的世界上首臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)冰箱，不僅可以儲(chǔ)存食物，而且可以通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)了冰箱與冰箱里的食品、與超市的食品、與人類之間自由溝通2。例如Wifi體重計(jì)(圖3)就像我們的便攜私人健身教練一樣，用戶可以隨時(shí)隨地、隨心所欲地咨詢健身相關(guān)資料。可幫助用戶堅(jiān)持完成節(jié)食和健身計(jì)劃，還可以將數(shù)據(jù)共享到其他健身App中。憑借內(nèi)置的Wi-Fi連接，可以自動(dòng)記錄用戶所有的體重?cái)?shù)據(jù)和阻抗測(cè)量值，并通過(guò)無(wú)線方式傳輸?shù)接脩舻膇Phone、iPad和iPodtouch上。用戶通過(guò)下載免費(fèi)的iTunesApp，便可隨時(shí)安全登錄查看完整的體重、體重指數(shù)（BMI）、脂肪和肌肉量等信息。與智慧型物品需要依賴于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一樣，設(shè)計(jì)師要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)策略，這種設(shè)計(jì)策略采用開(kāi)放的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維，體現(xiàn)了直接方式與間接支持、產(chǎn)品終端與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的交集與整合。
設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)變：從服務(wù)設(shè)計(jì)到智慧服務(wù)設(shè)計(jì)
服務(wù)設(shè)計(jì)命題的提出，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)是為了“將設(shè)計(jì)的理念融入到服務(wù)的規(guī)劃與流程本身，從而提高服務(wù)質(zhì)量，改善消費(fèi)者的使用體驗(yàn)”3，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和普及則為單純的服務(wù)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為智慧服務(wù)設(shè)計(jì)提供了可能性。
1.從為“一次性行為”到“服務(wù)性行為”之設(shè)計(jì)思維轉(zhuǎn)變
傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要針對(duì)用戶購(gòu)買產(chǎn)品的“一次性行為”，由于從“購(gòu)買——使用——廢棄”全過(guò)程完全由用戶自主進(jìn)行，產(chǎn)品提供的服務(wù)功能是在有限的設(shè)計(jì)過(guò)程中完成的，用戶的按受的服務(wù)也是在一個(gè)有界空間進(jìn)行的。在服務(wù)設(shè)計(jì)之中，所謂的產(chǎn)品只不過(guò)是為用戶提供服務(wù)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)或產(chǎn)品終端，設(shè)計(jì)不再囿于相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)品和不可拓展的服務(wù)。可以認(rèn)為，為“一次性行為”的設(shè)計(jì)是有限的，而為“服務(wù)性行為”的設(shè)計(jì)是無(wú)限的。從“有限的服務(wù)”到“無(wú)限的服務(wù)”促使了設(shè)計(jì)思維的轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)是“包括服務(wù)模式、商業(yè)化模式、產(chǎn)品平臺(tái)和交互界面的的一體化設(shè)計(jì)”1，因而這種設(shè)計(jì)必定是多學(xué)科的團(tuán)隊(duì)行為，服務(wù)體系的構(gòu)建需要不同背景開(kāi)發(fā)人員同力完成。其二，實(shí)現(xiàn)“無(wú)限的服務(wù)”，需要一個(gè)合適的運(yùn)作平臺(tái)，該平臺(tái)允許眾多的第三方設(shè)計(jì)公司可以在平臺(tái)上發(fā)布、斷更新和擴(kuò)充服務(wù)功能和內(nèi)容，以滿足用戶的無(wú)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(tái)的具體體現(xiàn)。
2.從為“接受服務(wù)”到為“智慧服務(wù)”之設(shè)計(jì)思維轉(zhuǎn)變
物聯(lián)網(wǎng)的引入使服務(wù)系統(tǒng)的感知服務(wù)成為可能。接受服務(wù)的對(duì)象進(jìn)入服務(wù)提供環(huán)境之后，由無(wú)處不在的計(jì)算技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成智慧系統(tǒng)就能夠自動(dòng)識(shí)別接受服務(wù)的對(duì)象，從而提供相應(yīng)的服務(wù)。如應(yīng)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(dǎo)游系統(tǒng)借助集智能多媒體導(dǎo)游和GPS全球定位系統(tǒng)，隨時(shí)感知游客所處的景點(diǎn)位置，自動(dòng)進(jìn)行詳細(xì)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。基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不只是對(duì)用戶需求、產(chǎn)品終端、計(jì)算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的整合，其服務(wù)對(duì)象和形式也將發(fā)生變化。服務(wù)對(duì)象將由消費(fèi)者擴(kuò)展為物聯(lián)網(wǎng)中的“物節(jié)點(diǎn)”，如汽車自動(dòng)駕駛、不停車自動(dòng)繳費(fèi)、寵物位置定位、遠(yuǎn)程信息采集和安全防護(hù)監(jiān)控等。服務(wù)的形式將由接受服務(wù)擴(kuò)展為基于感知識(shí)別的更智能的個(gè)性化“智慧服務(wù)”，如根據(jù)感知到的病人狀況，提供醫(yī)療咨詢和診治建議、根據(jù)感知到的家庭養(yǎng)花的物理信息（品種、濕度、溫度和養(yǎng)分等）提供自動(dòng)養(yǎng)護(hù)等。物聯(lián)網(wǎng)的引入對(duì)服務(wù)設(shè)計(jì)注入了新的生命力，設(shè)計(jì)創(chuàng)新與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合，將使真正智能化的智慧服務(wù)成為現(xiàn)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)線通信等信息化技術(shù)，提出“信息化養(yǎng)老”服務(wù)模式，希望將智能養(yǎng)老服務(wù)模式延伸至老人家中。E-脈手表的服務(wù)內(nèi)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(fù)護(hù)理、醫(yī)療保健、精神慰藉等，該方案以網(wǎng)絡(luò)和電話為主要實(shí)現(xiàn)形式，整合社會(huì)上已成熟的專業(yè)化老年服務(wù)機(jī)構(gòu)力量，結(jié)合信息化終端E-脈手表和智能健康養(yǎng)老服務(wù)站為老人搭建了一個(gè)居家養(yǎng)老的信息化服務(wù)平臺(tái)2。
結(jié)語(yǔ)
人類正在步入充滿憧憬的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，我們?cè)谙碛梦锫?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(dān)憂，處理不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致個(gè)人重要信息的丟失或者泄露，甚至?xí)：?guó)家政治和經(jīng)濟(jì)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)題向公眾咨詢意見(jiàn)，考慮出臺(tái)必要的管理?xiàng)l例以規(guī)范該領(lǐng)域的活動(dòng)，尤其是數(shù)據(jù)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(jī)制需要在很長(zhǎng)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(yīng)用的同時(shí)，不應(yīng)忽略設(shè)計(jì)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(tǒng)的設(shè)計(jì)更需要設(shè)計(jì)思維的創(chuàng)新，而后者的創(chuàng)新將更新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的許多觀點(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”并非只是稱謂的變化，而是依據(jù)于物聯(lián)網(wǎng)的“智慧解決方案”，設(shè)計(jì)師將從設(shè)計(jì)產(chǎn)品本身轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)產(chǎn)品獲得“智慧”的途徑；將單純服務(wù)設(shè)計(jì)升格為智慧服務(wù)設(shè)計(jì)，更能體現(xiàn)“以人為本”的設(shè)計(jì)理念，服務(wù)對(duì)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(xiàn)實(shí)。（本文作者：李世國(guó)、昝赤玉 單位：江南大學(xué)設(shè)計(jì)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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