物聯網背景下工業設計創新理念研究論文
網絡的三次變革：從互聯網到物聯網
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，互聯網通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征，人們之間的通過文字、圖片、動畫、語音和視頻的形式即時信息互動，超越了人機交互界面，交流之主體是人與人（圖1）；而物聯網之物與物交流是通過傳感技術、無線傳輸技術和互聯網絡將具有感知的物品連接在一起，“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”是指能夠通過網絡聯系起來的“物”，換句話說，能否實現此物與彼物的相聯，關鍵在于“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、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”，才可能實現物聯網中物與物的“對話”。因此，物聯網中的“物”并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，傳感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，再通過無處不在移動網絡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，至少要讓物聯網絡知曉你是誰（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：從常規智能產品到智慧型物品
從產品設計視角，為了區分常規的智能產品設計與面向物聯網的產品設計，我們將后者的設計對象稱之為“智慧型物品”。從本質上說“智慧型產品”的也屬于“智能產品”一類，但其與一般意義的上智能產品有所不同。
1.“智能”有限的智能產品
常規的智能產品也可以具有感知、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。這類產品是機械、電子、信息和人工智能技術的結晶，美國西北大學教授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，當意外事件發生時，由于設計者不在場，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品的應對能力，從而出現錯誤。譬如，GPS導航儀由于無法反映道路擁堵、交通管制或維護等實時情況，從而導致錯誤的導航。
2.“智能”無限的智慧物品
與常規的智能產品相比，物聯網中的“物”并不是一個孤立的人工智能產品，而是網絡中的一個節點或終端，其智能與網絡有密不可分的關系，離開了網絡，其智能成了無本之木和無源之水。以3G手機為例，如果沒有了網絡不僅不能上網，甚至電話都不能用了。另一方面，來自物聯網的智能使產品更具有智慧，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用戶購買將要用完食物，進入商家購買界面享受商家自動配送服務。從“戴物聯網‘表’保老人平安”到“‘智慧型旅游’開啟智能時代”無不具有“智慧”的烙印。對于基于物聯網技術的物聯網終端產品來說，與其稱為智能產品，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”是物聯網環境下的產物，完全依賴于物聯網而存在。因而，“智慧型物品”的“智能”存在于物聯網中之中。名為Nabaztag(后更名Karotz，圖2）的無線智能兔子，法國Violet公司將其稱為首款Facebook硬件。
Karotz是為社群網絡整合打造的，具有“智能”的“智慧型物品”。當連接至互聯網時，內置網絡攝像頭可在語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Android或iOS移動設備上向Karotz智能兔發送文字信息，從而讓Karotz“講話”。
從設計“智能產品”到設計“智慧型物品”，設計師的思維方式將發生變化：智能產品具有智能不再是固化的和有限的，而是動態的和可擴展的。設計者雖然不能讓產品本身的智能應對所有情況，但可以讓產品接收來自網絡的“智能”變得更加“智慧”。設計師不只是設計產品對象本身，而是要設計好產品與物聯網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，智能家居讓小偷們“失業”；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。這種創新方案并非是一蹴而就，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對象——產品消費者（間接用戶或直接用戶）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。對于常規的產品設計來說，滿足用戶需求的解決方案主要立足產品對象本身，即利用產品本體所具有的特性和功能來實現設計目標。設計者基于獨立的、有界的或者封閉的產品空間，提出一體化解決方案。立足于產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、產品和場景構成的產品系統中，用戶始終是起主導作用的主體，產品總是為用戶服務的客體，二者的主從屬關系也總是恒定的。如家用智能洗衣機，可以自動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了保質期。這是因為局限于一體化的產品解決方案，由于缺乏“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局限，將立足于產品本身的解決思路擴展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、更深入的智能化為特征”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絡，依托的是物聯網海量、高速、實時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技術。縱觀物聯網的主要應用領域，如智能醫療、智能交通、智能電網、智能農業、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。正如國際電信聯盟于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么東西；衣服會告訴洗衣機對顏色和水溫的要求等”。海爾發布的世界上首臺物聯網冰箱，不僅可以儲存食物，而且可以通過與網絡連接，實現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(圖3)就像我們的便攜私人健身教練一樣，用戶可以隨時隨地、隨心所欲地咨詢健身相關資料。可幫助用戶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，可以自動記錄用戶所有的體重數據和阻抗測量值，并通過無線方式傳輸到用戶的iPhone、iPad和iPodtouch上。用戶通過下載免費的iTunesApp，便可隨時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于物聯網技術一樣，設計師要實現設計能夠理解人意圖的“聰明”產品也必將以基于物聯網的'智慧解決方案為設計策略，這種設計策略采用開放的創新設計思維，體現了直接方式與間接支持、產品終端與網絡系統的交集與整合。
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，立足于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用戶購買產品的“一次性行為”，由于從“購買——使用——廢棄”全過程完全由用戶自主進行，產品提供的服務功能是在有限的設計過程中完成的，用戶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用戶提供服務的一個節點或產品終端，設計不再囿于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，由于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、產品平臺和交互界面的的一體化設計”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發布、斷更新和擴充服務功能和內容，以滿足用戶的無限需求。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。接受服務的對象進入服務提供環境之后，由無處不在的計算技術和網絡構成智慧系統就能夠自動識別接受服務的對象，從而提供相應的服務。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的自動導游系統借助集智能多媒體導游和GPS全球定位系統，隨時感知游客所處的景點位置，自動進行詳細的講解。這種服務模式雖然只是基于物聯網技術的服務雛形，但其“智慧”特色已見端倪。基于物聯網的智慧服務系統的設計不只是對用戶需求、產品終端、計算技術和互聯網絡的整合，其服務對象和形式也將發生變化。服務對象將由消費者擴展為物聯網中的“物節點”，如汽車自動駕駛、不停車自動繳費、寵物位置定位、遠程信息采集和安全防護監控等。服務的形式將由接受服務擴展為基于感知識別的更智能的個性化“智慧服務”，如根據感知到的病人狀況，提供醫療咨詢和診治建議、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，將使真正智能化的智慧服務成為現實。
武漢僑亞百老匯信息技術有限公司利用物聯網、互聯網、無線通信等信息化技術，提出“信息化養老”服務模式，希望將智能養老服務模式延伸至老人家中。E-脈手表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，該方案以網絡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，結合信息化終端E-脈手表和智能健康養老服務站為老人搭建了一個居家養老的信息化服務平臺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，物聯網的環境下的信息安全問題也非常令人擔憂，處理不當將會導致個人重要信息的丟失或者泄露，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咨詢意見，考慮出臺必要的管理條例以規范該領域的活動，尤其是數據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，而后者的創新將更新產品設計中的許多觀點：由于物聯網的存在，產品將變得更“聰明”和更“智慧”；用“智慧型物品”取代“智能型產品”并非只是稱謂的變化，而是依據于物聯網的“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，服務對象的廣泛化和服務形式的智慧化將依托于物聯網而成為現實。（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）
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