来源:Frontiers of Digital Education 发布时间:2025/9/23 15:31:24
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FDE 探索数智设计人才培养——以前瞻机器人应用场景下人智共创为例

论文标题:Exploring the Cultivation of Digital Intelligence Design Talents: A Case Study of Human–AI Co-Creation in Forward-Looking Robotic Application Scenarios

期刊:Frontiers of Digital Education

作者:Jun Deng, Yimeng Zhang, Tin-Man Lau, Shuhan Huang

发表时间:25 Mar 2025

DOI:10.1007/s44366-025-0045-z

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随着大语言模型(LLMs)和生成式人工智能(GenAI)在设计领域的应用日益深入,其在激发创意、生成内容和评估设计概念等方面的作用愈发显著。在此背景下,武汉大学开设“设计思维与概念设计”课程,尝试将LLMs与GenAI整合以培养学生创新技能和有效运用AI辅助设计工具的能力。同时,已有研究表明AI在设计各阶段应用潜力巨大。

研究论文

基于此,武汉大学邓俊副教授等在Frontiers of Digital Education(《数字教育前沿(英文)》)期刊上发表了一篇题为Exploring the Cultivation of Digital Intelligence Design Talents: A Case Study of Human–AI Co-Creation in Forward-Looking Robotic Application Scenarios (《探索数智设计人才培养——以前瞻机器人应用场景下人智共创为例》)的文章,通过武汉大学课程中两个机器人设计案例,探讨AI在设计教育中的应用,分析其提升效率、激发创意的潜力与局限,为培养数字智能设计人才提供方向。

研究采用案例研究、自主学习策略和反思分析,以武汉大学“设计思维与概念设计”课程为实践场景,开展人智共创教学实验。课程面向产品设计专业大三学生,为期32小时,在概念设计实践和设计实施阶段融入人智共创。实验分为三个阶段:集体智慧创新的发散思维阶段、人智共创的发散与收敛思维结合阶段、利用AI图像生成工具加速设计方案形式开发的细化阶段。

图1 基于人智共创的发散和收敛思维

案例研究呈现了两个典型项目。其一,为濒危兰花原位保护机器人系统概念设计,在发散思维阶段,学生通过小组讨论结合AI工具生成并评估设计方案,确定聚焦微观折叠机器人方向,借助AI获取濒危植物数据等,明确机器人用于兰花种子收集和原位保护的目的;在产品形态开发阶段,综合AI建议,利用多工具协作生成视觉图像,最终设计出微昆虫机器人和巢系统。其二,珊瑚礁区幽灵渔具清洁机器人系统设计,从旋转结构出发,通过AI拓展思路,确定针对幽灵渔具问题,设定多项目标,经AI辅助研究,采用母子协作结构,设计出具有流线型主体、灵活机械臂和仿生推进系统的机器人。

图2 濒危兰科植物原位保护机器人系统的概念设计

图3 珊瑚礁区域的幽灵渔具移除机器人系统设计方案

研究指出,实验步骤和方法有效,26名学生均完成任务,作业质量提升;集体智慧与人智共创结合提高了设计效率,AI在数据处理、创意生成等方面作用显著,其输出为设计优化提供参考,还促进了跨学科整合。但也存在不足,AI在颠覆性创新上有限,生成设计细节和逻辑一致性欠缺,需设计师手动筛选深化,因此设计师要明确人机能力边界,发挥自身独特优势。

人智共创已成为企业创新支柱,但面临诸多挑战,如教学资源和时间限制影响学生跨学科知识理解。未来需应对资源分配不均、创意局限等挑战,遵循联合国教科文组织框架,强调以人为本、终身学习,将AI合理融入教育系统。

文章信息

Jun Deng, Yimeng Zhang, Tin-Man Lau, Shuhan Huang. Exploring the Cultivation of Digital Intelligence Design Talents: A Case Study of Human–AI Co-Creation in Forward-Looking Robotic Application Scenarios. Frontiers of Digital Education, 2025, 2(1): 9

https://doi.org/10.1007/s44366-025-0045-z

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作者信息

邓俊,武汉大学城市设计学院副教授、设计系主任,武汉大学“351人才计划”珞珈青年学者,武汉大学数智教育教学研究中心成员。围绕“数智教育”主题积极探索“数智设计人才”培养,推动学科交叉与协同创新,获中国“好设计”奖、德国IF设计奖、德国红点奖。致力于人智交互与数智设计、“情智共融”的机器人设计,主持教育部人文社科研究项目,中国博士后基金项目,核心参与国家社科基金重大项目、国家自然科学基金面上项目等。

张祎濛,浪尖集团教育事业部总经理。兼任武汉大学,湖北大学,哈工大深圳,深圳职业技术大学等高校外聘导师。D+M全产业链设计创新研修班负责人,曾组织三十多所高校设计专业的专业考察与实践。基于设计行业人才诉求,积极践行校企合作,推广全产业链设计创新服务生态体系,探索新时代复合型设计人才培养方案。

刘天民,美国奥本大学工业设计系终身教授。被Design Intelligence杂志评为美国年度设计教育家之一,两次获得CADC颁发的乌尔姆教授席位,PlayCore学者网络成员,自2013年起担任工业设计硕士项目主席。研究与教学领域包括家具设计、设计语义学、文化美学、游戏设计、设计方法、新产品开发、3D计算机建模及快速成型技术。

黄舒涵,武汉大学城市设计学院2021级产品设计专业本科生,以预推免综测、面试排名均第一的成绩保研至武汉大学设计学攻读研究生。主干课程成绩优异,曾获多项奖学金、优秀学生、优秀团员称号,获挑战杯全国一等奖、NCDA国家级一等奖、互联网+湖北省金奖。

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期刊介绍

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