产品创新设计中的多态交互式感知计算与建模

Innovative product design is a design activity co-affected by multiple roles including designer、user and decision maker. The design process is an convergent and divergent process with iterations, and each iteration is a key node involving the perception and decision of different roles in different iteration stages, which is defined as "polymorphic perception" in this project. Taking the perceptual computing technology as research tool, the project focuses on the design perception information in innovative product design process. The project will analyze the polymorphism and interaction of perception information by experiment, and focuses on the polymorphic perception information. The generating、transmitting and interacting of polymorphic perception information will also be stuedied. On this basis, the project will probe the interaction modes of polymorphic perception information with interactive machine learning and active feedback computing to construct a comprehensive polymorphic interactive perception information model. Finally, a design-assisting system will be constructed with the introduction of evolutionary algorithms in order to improve the intelligence and effectiveness of computer aided design, and this will be testified in complicated product design(automobile design will be used as example here)

产品创新设计是一项受设计师、用户、决策者等多角色决策影响较大的设计活动。设计本身是一个多次迭代的发散收敛过程，且每次迭代都是设计过程的关键节点，涉及不同角色（设计师、用户和决策者）在不同迭代阶段的感知和决策，是一个多态感知过程。本项目以产品创新设计领域新兴的感知计算为研究工具，重点对创新设计领域的设计感知信息进行深入研究。课题组拟对设计感知信息的多态性、交互性等进行实验分析，研究设计中的多态感知信息，从而对产品创新设计领域的多态感知信息产生、传递及其相互作用进行表达。在此基础上，通过交互式机器学习与主动反馈式计算研究多态感知信息参与式设计的交互模式，从而构建完善的多态交互式感知信息模型。然后，通过将多态交互式进化算法引入辅助设计的研究，来提高计算机主动辅助设计的智能化和有效性，并在具体的复杂产品（汽车）设计中进行应用验证。

课题组对创新设计领域的设计感知信息进行了深入研究，结合观察、问卷、实验、情境构建等研究方法对设计感知中由于多角色差异所引发的多态性和交互性进行了研究，重点研究了多态交互式感知信息的表示与识别方法。课题组根据实验研究结果，构建了产品案例库和感知语义库，从体量、形面、图形三个维度案例进行特征标定。结合情境构建、心智模型、以及复杂网络分析等方法构建了多态交互式感知信息模型，重点研究在创新设计过程中，多角色感知信息的多样性关联及规则化交互方式，以帮助设计团队作为创新主体，获得用户与管理者真实的期望意图。在对交互式感知信息计算的研究过程中，课题组采用遗传算法的基本思想来构建基于解空间的优化搜索，并在多维特征参数与角色感知信息之间建立基于感知敏感度的感知曲线，并由此构建多态适应度机制，实现了一种模拟的人机交互方式进化算法。课题组构建了一套多角色感知信息评价设计系统，以帮助设计师实现基于多角色感知信息的交互设计。本课题研究，提出了创新设计中多态感知交互的模式，并结合交互式感知信息计算方法，实现了多态感知信息对设计师创新设计的动态、交互式辅助，具有较强的理论及应用价值。