智慧型產品設計(2020年高等教育出版社出版的圖書)

《智慧型產品設計》是由孫凌雲編著，高等教育出版社於2020年9月23日出版的新一代人工智慧系列教材。該書可作為人工智慧專業、計算機類相關專業、設計學相關專業的本科高年級或研究生學習智慧型產品設計的教材。由於書中各章內容相對獨立，教師可根據課程計畫和學生專業背景需要選擇講授內容。

該書共10章。第1章導論、第2章能力與流程，主要介紹智慧型產品設計的背景和概況。第3章人工智慧的基礎、第4章機器學習的變革，從巨觀和套用角度介紹人工智慧和機器學習的技術核心和能力邊界。第5章界面與互動、第6章虛擬和真實、第7章心智與體驗，介紹智慧型產品中的人機關係。第8章從算法驅動到以人為本、第9章從機器思維到設計思維，介紹智慧型產品設計的思維模式和相關方法。第10章介紹發展中的支撐技術。

基本介紹

• 書名：智慧型產品設計
• 作者：孫凌雲
• 類別：新一代人工智慧系列教材
• 出版社：高等教育出版社
• 出版時間：2020年9月23日
• 頁數：360 頁
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787040543117
• 字數：350千字
• CIP核字號：2020104891

成書過程

該書由孫凌雲教授編著，參與該書各章材料蒐集和內容編寫的研究生和博士後有：高暐玥（第2章）、李澤健（第3—4章）、謝欣航（第5—7章）、周志斌（第8—9章）。此外，周子洪、周贇湛、尤偉濤、宋震麟等學生也為該書編寫做出了貢獻。孫守遷、湯永川、柴春雷、張克俊、王冠雲、陶冶、陳實、江浩等教師亦圍繞該書主題做了研究工作。湖南大學譚浩教授、同濟大學徐江教授、浙江工業大學程時偉教授審閱了該書全部初稿，並給出了意見和建議。

該書的編寫得到了阿里巴巴達摩院和設計委員會、阿里巴巴-浙江大學前沿技術聯合研究中心、中國創新設計產業戰略聯盟、浙江大學計算機輔助設計與圖形學國家重點實驗室、浙江省設計智慧型與數字創意重點實驗室、浙江大學計算機科學與技術學院、浙江大學國際設計研究院、新加坡科技設計大學等機構的支持。

2020年9月23日，《智慧型產品設計》由高等教育出版社出版發行。

內容簡介

該書定位於幫助讀者理解智慧型產品設計的背景，掌握相關方法和關鍵概念，了解所需要的能力和基本設計流程。該書的內容組織如下：第1章介紹人工智慧與設計的基本概念，新一代人工智慧的發展歷程、方向和主要特色，以及智慧型產品的基本構成要素；第2章介紹智慧型產品設計的能力要求、軟體和硬體智慧型產品的設計差異以及其設計流程；第3—4章從套用的視角介紹人工智慧和機器學習的基本知識，這兩章分別從基本算法—數據—算力介紹人工智慧以及深度學習的原理和特徵；第5—6章主要介紹人機互動的基本知識，其中第5章主要介紹人機界面和視覺、語音、眼動、手勢、體態和腦機等新的互動通道，第6章則從三元空間出發，介紹虛擬現實、增強現實等智慧型產品熱點領域的主要特徵、支撐技術和設計挑戰；第7—9章介紹智慧型產品設計中人的要素，其中，第7章重點介紹用戶心智、用戶體驗、情感計算和情感化設計等產品設計的基礎知識，在此基礎上，第8章介紹從算法驅動到以人為本轉換過程中的關鍵要素，第9章介紹從機器思維到設計思維的轉換和配合過程中的方法和工具；第10章介紹影響智慧型產品設計的部分新技術，重點介紹柔性電子、生物製造、可程式材料、大批量定製等領域的特點和典型實例。書中還給出生動、真實案例，重點和難點內容設定了思考題目，關鍵章節給出深入學習所需要的學習資源和參考文獻。

教材目錄

前輔文 第1章 導論 1.1 人工智慧與設計 1.1.1 人工智慧改變世界 1.1.2 設計（也）改變世界 1.2 人工智慧產品 1.2.1 影響產業生態的人工智慧產品 1.2.2 人工智慧領域的獨角獸企業 1.3 新一代人工智慧 1.3.1 人工智慧的發展歷程 1.3.2 新一代人工智慧的發展方向 1.3.3 人工智慧的本質 1.3.4 人工智慧的相關技術 1.4 智慧型產品的構成要素 1.4.1 技術要素 1.4.2 人因要素 1.4.3 商業要素 1.4.4 文化要素 1.5 開始學習 1.6 參考文獻 第2章 能力與流程 2.1 智慧型產品的設計能力 2.1.1 專業能力 2.1.2 普適能力 2.2 智慧型產品的設計差異 2.2.1 側重點的差異 2.2.2 開發模式的差異 2.2.3 團隊構成的差異 2.3 智慧型產品的設計流程 2.3.1 機會發現與團隊構建 2.3.2 產品調研與需求定義 2.3.3 概念生成與測試評價 2.3.4 產品開發與生產製造 2.3.5 產品發布與運營維護 2.4 學習資源 2.5 參考文獻 第3章 人工智慧的基礎 3.1 什麼是人工智慧 3.1.1 人工智慧的基本內容 3.1.2 人工智慧的分類 3.2 算法：人工智慧的基本動作 3.2.1 求解 3.2.2 識別 3.2.3 預測 3.2.4 其他動作 3.3 數據和知識：人工智慧的燃料 3.3.1 數據獲取 3.3.2 數據存儲 3.3.3 知識表示 3.4 算力：人工智慧的發動機 3.5 學習資源 3.6 參考文獻 第4章 機器學習的變革 4.1 什麼是機器學習 4.2 神經網路：機器學習的基本算法 4.2.1 分類 4.2.2 人工神經網路 4.2.3 生成 4.3 大數據：機器學習的燃料棒 4.3.1 智慧型時代的數據 4.3.2 數據標註 4.3.3 知識圖譜 4.4 算力：機器學習的反應堆 4.4.1 訓練與推斷 4.4.2 端和雲 4.5 案例：塗鴉式繪畫系統AI Painting 4.5.1 數據集 4.5.2 算法實現 4.5.3 算力支持 4.6 學習資源 4.7 參考文獻 第5章 界面與互動 5.1 智慧型產品中的界面 5.1.1 信息、媒介和互動 5.1.2 人機界面的發展 5.1.3 自然人機互動 5.2 視覺通道 5.2.1 觸控螢幕 5.2.2 視覺輸出 5.2.3 視覺輸入 5.3 語音互動 5.3.1 語音用戶界面 5.3.2 語音虛擬助手 5.3.3 語音互動的特點 5.4 眼動輸入 5.4.1 眼動檢測 5.4.2 眼動輸入的套用 5.5 手勢與體態輸入 5.5.1 手勢與體態的識別 5.5.2 手勢與體態識別的套用 5.6 腦機接口 5.6.1 大腦活動的檢測 5.6.2 腦機接口的套用 5.7 學習資源 5.8 參考文獻 第6章 虛擬和真實 6.1 三元空間中的虛擬和現實 6.1.1 虛擬與現實

6.1.2 增強現實的特點 6.1.3 增強現實的發展 6.1.4 增強現實的套用 6.2 增強現實的支撐技術 6.2.1 增強現實的支撐硬體 6.2.2 增強現實的核心算法 6.2.3 增強現實的開發平台 6.3 增強現實的典型套用 6.3.1 教育和娛樂 6.3.2 設計和消費 6.3.3 生產和製造 6.3.4 醫療和健康 6.4 增強現實的設計與挑戰 6.4.1 信息組織 6.4.2 互動挑戰 6.5 學習資源 6.6 參考文獻 第7章 心智與體驗 7.1 用戶的心智 7.1.1 用戶心智的特徵 7.1.2 格式塔原則 7.1.3 用戶行為模型 7.2 用戶體驗要素 7.2.1 體驗的基本概念 7.2.2 用戶體驗層次模型 7.2.3 CUBI用戶體驗模型 7.2.4 馬斯洛人類需求層次 7.3 情感計算與情感化設計 7.3.1 情感的構成 7.3.2 情感的描述 7.3.3 情感的識別 7.3.4 情感化設計 7.4 情感體驗計算 7.4.1 情感體驗結構模型 7.4.2 情感體驗中的情緒單元 7.4.3 情感體驗計算模型 7.4.4 情感體驗驅動的設計流程 7.5 學習資源 7.6 參考文獻 第8章 從算法驅動到以人為本 8.1 從技術到產品 8.2 算法的挑戰 8.2.1 從算法到產品 8.2.2 算法的評價 8.3 數據的挑戰 8.3.1 數據的價值 8.3.2 偏見和歧視 8.3.3 隱私保護 8.4 以人為本的人工智慧 8.4.1 算法的用戶體驗 8.4.2 智慧型的人本挑戰 8.5 學習資源 8.6 參考文獻 第9章 從機器思維到設計思維 9.1 兩種思維模式 9.1.1 設計思維 9.1.2 機器思維 9.1.3 兩種思維的比較 9.2 智慧型產品的設計方法 9.2.1 智慧型產品設計的思考要素 9.2.2 智慧型產品的概念設計方法 9.2.3 智慧型產品的互動設計 9.3 智慧型產品的概念設計畫布 9.3.1 概念設計畫布的構成 9.3.2 套用實例：學術英語翻譯 9.4 實用設計工具 9.4.1 綠野仙蹤實驗 9.4.2 快速原型開發 9.5 學習資源 9.6 參考文獻 第10章 發展中的支撐技術 10.1 柔性電子 10.1.1 柔性電子的主要特點 10.1.2 柔性電子的典型領域 10.2 生物製造 10.2.1 生物製造的主要特點 10.2.2 生物製造的典型實例 10.3 可程式材料 10.3.1 可程式材料的主要特點 10.3.2 可程式材料的典型實例 10.4 大批量定製和設計新範式 10.4.1 大批量定製 10.4.2 設計新範式 10.5 學習資源 10.6 參考文獻 附錄 實踐案例：增強感知的智慧型頭盔——齊行 附1 機會發現 附2 產品調研 附2.1 用戶研究 附2.2 市場調研 附2.3 競品分析 附2.4 需求定義 附3 概念設計 附3.1 造型、結構與電路 附3.2 算法、數據與算力 附4 原型發布 附4.1 產品命名 附4.2 敘事邏輯

（註：目錄排版順序為從左列至右列）

教學資源

• 課程資源

《智慧型產品設計》的數字課程與紙質教材一體化設計，為讀者提供教學課件、智慧型產品設計案例等資源。

課程大綱

第1章導論 第2章能力與流程 第3章人工智慧的基礎 第4章機器學習的變革 第5章界面與互動

第6章虛擬和真實 第7章心智與體驗 第8章從算法驅動到以人為本 第9章從機器思維到設計思維

（註：課程大綱排版從左到右列）

教材特色

該書是一本人工智慧教材。由於人工智慧的理論、方法和模型都正處於待續疊代、不斷更新的過程中，各種開發工具、低門檻的開發平台迅速出現，因此，該書的組織避免聚焦於具體算法、具體模型和具體工具。

該書也是一本設計教材。設計教育領域常常以實踐見長，相應的理論和方法還在持續發展，基於這些考慮，該書採用“介紹理念、引發思考、傳授方法、提供資源、構建平台”的模式組織內容。

作者簡介

孫凌雲，浙江大學計算機科學與技術學院教授、博士生導師，浙江大學國際設計研究院副院長，研究興趣：人工智慧、設計智慧型、信息與互動設計、創新設計理論與方法。