AI時(shí)代，我們依然在一屆又一屆的戴森設計大獎的獲獎?wù)呱砩峡吹搅恕叭恕钡牟豢商娲�性和主體性，而這也印證了戴森始終信奉的“原創(chuàng )思維，突破創(chuàng )新”的理念。

戴森正通過(guò)創(chuàng )新科技以及其背后獨特的工程師文化，解決那些常被人們所忽視的問(wèn)題，塑造一個(gè)創(chuàng )新驅動(dòng)的未來(lái)。同時(shí)，這也讓年輕一代的新生力量看到成為發(fā)明家的可能，以創(chuàng )新之力，繪制一個(gè)更加美好的明天。

十字路口，人行道綠燈亮起，路旁等候的行人幾乎同時(shí)在第一時(shí)間踏上斑馬線(xiàn)，只有一位年輕人左顧右盼，來(lái)回確認沒(méi)有車(chē)輛后才小心翼翼地走過(guò)馬路，因為右轉車(chē)道的綠燈也同時(shí)亮起，但他“聽(tīng)不到”疾馳的車(chē)輛，無(wú)法準確感知速度和距離，只能通過(guò)“看”來(lái)保障安全。

聽(tīng)障人群每天都生活在丟失聲音細節的世界里，耳內充滿(mǎn)了嘈雜的噪音。走在路上，對于他們來(lái)說(shuō)是一件危險的事。

而對另一群人而言，走路本身也是一件奢侈的事，穿衣、洗漱、吃飯……每天看似簡(jiǎn)單而重復的動(dòng)作，腦卒中患者卻常常因為肢體功能障礙無(wú)法正常進(jìn)行。

▲特殊人群在日常生活中常常面臨障礙和潛伏的危險。（視覺(jué)中國/圖）

 

一個(gè)健全人，常常無(wú)法意識到特殊人群在日常生活中面臨的障礙和潛伏的危險，但改變正在發(fā)生。

一件“衣服”可以讓聽(tīng)障人群用皮膚的觸覺(jué)“聽(tīng)見(jiàn)”聲音，仿佛“穿上”一種全新的感官，得以重新?lián)肀н@個(gè)世界；一副“手套”可以幫助腦卒中患者在家中進(jìn)行手指康復訓練，就像重新?lián)碛辛丝梢钥刂剖种高\動(dòng)的神奇力量；而脖子上穿戴一個(gè)“頸套”，腦卒中患者就可以隨時(shí)訓練低頭、張嘴、吞咽等動(dòng)作。

過(guò)去兩年，人工智能（AI）如巨人般踏入我們的現實(shí)生活，在柯林斯詞典中，AI被定義為“通過(guò)計算機程序模擬人類(lèi)心理功能”，在技術(shù)的加持下，仿佛人類(lèi)的一切需求都可以通過(guò)模仿和復制來(lái)滿(mǎn)足。

然而，在2024戴森設計大獎中國大陸賽區的獲獎作品中，一群年輕的發(fā)明者提出了自己對于這個(gè)世界的理解，他們不僅“看見(jiàn)”了那些時(shí)常被大眾忽視的群體，也“聽(tīng)見(jiàn)”了那些未被言說(shuō)的真切渴望。

▲2024戴森設計大獎中國大陸賽區前三強。（戴森/圖）

 

盡管AI在模仿人類(lèi)創(chuàng )造力方面取得了顯著(zhù)進(jìn)步，但洞察現實(shí)世界，提出問(wèn)題并創(chuàng )造解決方案的“發(fā)明家”角色，在A(yíng)I時(shí)代依然不可或缺，也是對人類(lèi)智慧和人文關(guān)懷的最佳詮釋。

一、設計向善的初心

2020年秋天，懷著(zhù)對設計的熱愛(ài)與好奇，鄭青云選擇了設計創(chuàng )意學(xué)院的產(chǎn)品設計專(zhuān)業(yè)。

“設計向善，是一個(gè)設計者應有的素養�！闭n堂上的一句話(huà)，改變了他觀(guān)察生活的視角。從此，鄭青云仿佛多了一只看世界的眼睛，那些曾經(jīng)“視而不見(jiàn)”的群體，開(kāi)始頻繁出現在他的視野中。

在軟件研究所實(shí)習期間，鄭青云接觸到觸覺(jué)交互技術(shù)，并認識了同在研究所實(shí)習的蔣勝圣和博士師姐林宏南，開(kāi)始聚焦于如何更好地運用這項技術(shù)。

在一次醫院心理科的調研訪(fǎng)談中，鄭青云“偶然”發(fā)現了聽(tīng)力障礙患者會(huì )因無(wú)法正常溝通而出現心理問(wèn)題。而聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)，看似沒(méi)有關(guān)聯(lián)，但也許出于一個(gè)設計師的敏銳度，鄭青云想到，和視覺(jué)障礙一樣，如果有其他感官的輔助，“他們的生活將會(huì )非常不一樣”。

他決定抓住這個(gè)靈感，和蔣勝圣、林宏南一起組建了“VirtX”團隊，投入到使用觸覺(jué)交互技術(shù)輔助聽(tīng)障人群的研究中。

▲VirtX團隊成員決定投入到使用觸覺(jué)交互技術(shù)輔助聽(tīng)障人群的研究中。（VirtX團隊/圖）

 

這樣的“偶然”也發(fā)生在同樣做好了準備的李元靖（團隊）和朱兆鵬（團隊）身上，在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)，他們同時(shí)將目光對準了腦卒中患者。

機械工程專(zhuān)業(yè)的李元靖在接觸到了軟體機器人技術(shù)后，設計了一款氣動(dòng)驅動(dòng)器，并采用了人體膚色的硅膠制作，“觸感和人的皮膚類(lèi)似”，這使他意識到這項技術(shù)在康復領(lǐng)域的潛力，他首先想到了自己常年飽受其困擾的扁平足問(wèn)題，決定研究扁平足康復機器人。

2023年2月，李元靖在一個(gè)科創(chuàng )營(yíng)上介紹了自己的項目，才發(fā)現原來(lái)扁平足問(wèn)題普遍存在。于是他和包括錢(qián)青云在內的6位來(lái)自不同院校和不同專(zhuān)業(yè)背景的同學(xué)，組成CO-JUMP團隊共同研究。

面對研究領(lǐng)域的空白和資金、時(shí)間的挑戰，團隊通過(guò)一系列的市場(chǎng)調研，決定從更急迫的腦卒中患者需求出發(fā)，設計一款幫助腦卒中患者恢復手部功能的軟體康復手套。

李元靖說(shuō)：“當時(shí)醫生普遍反饋的一個(gè)問(wèn)題就是現有的設備容易在指關(guān)節處造成一定的張力，引發(fā)患者的二次損傷，而且價(jià)格也比較貴�！�

腦卒中俗稱(chēng)“腦中風(fēng)”，2023年國家衛健委統計數據顯示，我國現有超過(guò)2800萬(wàn)的腦卒中患者，因其高發(fā)病率、高致殘率和高死亡率等特點(diǎn)，造成了嚴重的疾病負擔[1]。

為了改善腦卒中患者的治療和康復效果，在大學(xué)的實(shí)驗室里，國際工業(yè)設計工程專(zhuān)業(yè)的研究生朱兆鵬、何琦和印楠，已經(jīng)圍繞腦卒中開(kāi)展了多個(gè)設計課題。

何琦坦言，“接觸了大量腦卒中患者后，我們才知道他們連（正常）吃東西、喝水都做不到�！睘榱税l(fā)明一款專(zhuān)為吞咽障礙患者設計的可穿戴設備，他們三人組成了咽韻團隊。

▲中風(fēng)患者在做物理治療。（視覺(jué)中國/圖）

 

剛剛畢業(yè)，并以設計師為職業(yè)的何琦對“設計發(fā)明”有了更深的理解：“更重要的是‘人’本身，不管他是患者還是普通用戶(hù)，都需要更深入、更全面、更共情地去理解用戶(hù)的需求�！�

將人的需求作為發(fā)明的驅動(dòng)力，而非僅僅追求技術(shù)的展示或設計概念的前衛性，創(chuàng )新才真正具有價(jià)值和意義。

年輕一代發(fā)明家正以其獨特的視角和方法，為發(fā)明設計領(lǐng)域注入更多新生力量。

二、把“人”作為方法

在人們的想象中，開(kāi)創(chuàng )性的發(fā)明更像是“靈光一現”，或是如阿基米德洗澡時(shí)出現的“尤里卡時(shí)刻”，但現實(shí)是，發(fā)明是一個(gè)不斷發(fā)現問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。

在進(jìn)實(shí)驗室之前主要做消費產(chǎn)品設計的朱兆鵬，在關(guān)注醫療健康領(lǐng)域后，不僅經(jīng)歷了心態(tài)上的變化，更察覺(jué)到了患者的心理需求。

“之前會(huì )認為治病救人是醫生的職責，但在設計實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現其實(shí)不同的專(zhuān)業(yè)背景都可以為大眾健康盡一份力�！彼�提到，創(chuàng )新的產(chǎn)品能給患者帶來(lái)的改變不僅是身體上的改善，還有心理上的療愈。

其所在的咽韻團隊發(fā)現，現有的吞咽障礙評估方法，一類(lèi)是專(zhuān)業(yè)醫護人員實(shí)操加上量表評估，因為時(shí)間成本高，臨床上并不常用；另一類(lèi)是通過(guò)X光、內窺鏡等儀器直接觀(guān)察，但這類(lèi)檢查不僅昂貴，還因為內窺鏡的侵入性讓人很不舒服，很多老年人存在抵觸心理。

于是，他們決定發(fā)明一個(gè)低成本、非侵入性的吞咽障礙評估方法，以減輕患者的心理壓力。

為了建立起吞咽障礙評估的數據集，何琦需要一次次去到病房采集患者吞咽時(shí)的喉部肌肉運動(dòng)信號。

“躺在病床上的腦卒中患者很多都是五六十歲，甚至七八十歲的老奶奶、老爺爺，只能插胃管來(lái)輸入營(yíng)養”，病房里一字排開(kāi)的病床和插管儀器給何琦帶來(lái)了很大的沖擊，“因為我在實(shí)驗室里看文獻時(shí)，（患者）他們只是冰冷冷的文字�！�

由于吞咽不同量的水會(huì )導致肌肉電信號的差異，采集這些信號的過(guò)程自然變得復雜，每位患者每次都需要經(jīng)過(guò)三輪細致的測試。

在長(cháng)達近六個(gè)月的數據收集過(guò)程中，何琦深感醫生和護士的協(xié)助至關(guān)重要，同樣也對那些愿意努力配合研究的患者們充滿(mǎn)感激，“我們要采集全面的電信號，每位患者就大概需要1個(gè)小時(shí)，吞八到九杯水”。

醫護、患者和設計團隊朝著(zhù)共同目標努力，為研究迎來(lái)了一個(gè)好的開(kāi)始，何琦提到，“數據集的質(zhì)量和最終訓練出來(lái)的模型效果都是非常好的�！�

▲咽韻團隊利用MATLAB建立了一個(gè)分類(lèi)模型并進(jìn)行了測試，在PSD識別中達到了95.8%的準確率。（咽韻團隊/圖）

 

把人作為方法，亦始終貫穿在CO-JUMP團隊的組隊和設計過(guò)程中。

當發(fā)現主動(dòng)驅動(dòng)的康復手套易給患者造成損傷，對痙攣患者的手指張開(kāi)訓練效果也甚微，而氣動(dòng)康復手套的手指張開(kāi)是放氣狀態(tài)，驅動(dòng)力不足后，他們便開(kāi)始思考：“有沒(méi)有一款驅動(dòng)器的結構既能減輕患者關(guān)節壓力，又能更好地輔助康復訓練，同時(shí)減輕體積、方便攜帶？”

在深入研究了肌腱驅動(dòng)和流體驅動(dòng)方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，CO-JUMP團隊創(chuàng )新性地提出了被動(dòng)波紋管驅動(dòng)器（PBA）的概念，以實(shí)現軟式可穿戴機器人的自然順應性、便攜性和良好的可控性。

在團隊中，藝術(shù)與科技專(zhuān)業(yè)的錢(qián)青云，會(huì )更關(guān)注手套整體的穿戴體驗，他基于初代產(chǎn)品提出疑問(wèn)：“小臂和手背上的驅動(dòng)結構能否也做得更小更輕一點(diǎn)，更符合人體工學(xué)？”而機械工程出身的李元靖，一開(kāi)始的反應是否定的，“要保證電機的輸出力和裝置的正常運行，是不可能做小的�！�

反復溝通后，雙方達成了一致，重新投入到電機選型和電路設計中，設計出一款兼顧性能和使用體驗的康復手套，可以實(shí)現居家場(chǎng)景的康復需求。

▲醫生在試戴初代版本的CO-JUMP軟體機器人康復手套。（CO-JUMP團隊/圖）

 

正如詹姆斯·戴森在自傳《發(fā)明：詹姆斯·戴森創(chuàng )造之旅》中所言，“善于發(fā)明的工程師永遠不會(huì )滿(mǎn)足于他們的最新發(fā)明。他們往往會(huì )疑惑地看著(zhù)它說(shuō)‘我知道怎么讓它變得更好了’�！�

“如果一塊布可以像觸覺(jué)屏幕一樣，顯示各種各樣的觸覺(jué)感受和圖案，將是一件多么奇妙的事！”為了讓電觸覺(jué)渲染從前沿技術(shù)轉化為可以真正服務(wù)于人的產(chǎn)品，VirtX團隊也提出了自己的解決方案。

經(jīng)過(guò)長(cháng)達半年多的努力，一塊可以實(shí)現針扎、輕撫、拍擊、按壓四種觸覺(jué)感受的5×5厘米布面誕生了。

還未好好享受這種“從0到1”的喜悅，為了讓這塊布料真正變成一件可以“穿在身上的衣服”，VirtX團隊又馬不停蹄地投入到跑工廠(chǎng)的環(huán)節中去。

“從布做成衣服需要裁剪到一定尺寸，但這個(gè)布的邊緣是有講究的，它的經(jīng)緯電極不能同時(shí)出現，否則會(huì )影響穩定的電氣連接。我們問(wèn)了很多工廠(chǎng)，都答復我（實(shí)現）這種特種布料的任意尺寸調節是不現實(shí)的，成本過(guò)高�！盫irtX團隊的鄭青云對當時(shí)的情形仍記憶猶新，“我有點(diǎn)慌了，開(kāi)始懷疑這東西是不是真的不能做？”

▲從一塊布到做成衣服，還有很長(cháng)一段路要走。（VirtX團隊/圖）

 

他們并未就此放棄，而是輾轉于各個(gè)地方的工廠(chǎng)�！拔覀冏詈笤谝患夜�廠(chǎng)里，了解到一塊普通的布是怎么織成衣服后，我就和他一起做�！痹诟鞣N磨合中，VirtX 團隊“織成”了這件諸多工廠(chǎng)表示不可能做的“衣服”。

“怎么去做好一個(gè)設計師？方法就是做個(gè)‘人’�！编嵡嘣埔琅f記得專(zhuān)業(yè)課上老師說(shuō)的這句話(huà)。

在這些以人為中心驅動(dòng)的設計中，人既是目的，更是方法。年輕一代的發(fā)明者并沒(méi)有選擇一條更簡(jiǎn)單地復制解決方案的道路，而是勇敢地踏上了一條更為曲折的創(chuàng )新之路。

三、發(fā)明家是科技的尺度

當完整的“衣服”出現在實(shí)驗室那一刻， VirtX 團隊的蔣勝圣非常感動(dòng)，他曾擔心因為自己的設計不合理，衣服一通電就冒煙，“從設計藍圖，到加工出來(lái)一塊小小的電路板，再到這件‘衣服’， 心情就像坐了過(guò)山車(chē)一樣。從我們手里誕生了一個(gè)新的東西，所以拿到手里時(shí)忐忑不安，生怕弄壞了！”

懸著(zhù)的心剛剛落下，為了實(shí)現“穿上它就像穿一件T恤”的理想狀態(tài)，VirtX團隊又投入到持續不斷的迭代過(guò)程中。

“就像我一直崇拜的詹天佑先生，他主持修建第一條由中國人自行設計建造的京張鐵路時(shí)，想到了用南美礦山‘之’字形線(xiàn)路縮短隧道長(cháng)度，實(shí)現了世界罕見(jiàn)的八達嶺爬坡高度�！� 擁有工程背景的蔣勝圣提到，面對海量紡織電極線(xiàn)時(shí)，他受到了詹天佑思想的影響，也從生活中發(fā)現靈感，想到了LED大屏，用少量的線(xiàn)傳輸大量的數據。

2024年，VirtX所基于的底層核心技術(shù)在A(yíng)CM人機交互領(lǐng)域的頂級國際學(xué)術(shù)會(huì )議(ACM Conference on Human Factors in Computing Systems, CHI 2024)上進(jìn)行了發(fā)表，并同步申請了多項發(fā)明專(zhuān)利、實(shí)用新型及外觀(guān)專(zhuān)利。為了讓這項發(fā)明真正服務(wù)于聽(tīng)障人群，他們又報名參加了戴森設計大獎。

“我經(jīng)�？创魃�設計大獎官網(wǎng)上的過(guò)往作品，甚至不是得獎的作品，它是我的一個(gè)靈感來(lái)源，了解一些最具前沿想法的人都在干些什么事情�！盫irtX團隊的鄭青云非常認可戴森設計大獎所倡導的發(fā)明家精神，“因為發(fā)明既不是設計，也不是技術(shù)，而是這些東西的合集�！�

獲得2024年中國大陸賽區冠軍后，VirtX團隊希望能有更多機會(huì )去往國際舞臺展示這項傾注了他們大量時(shí)間和情感的發(fā)明，為產(chǎn)品進(jìn)一步落地爭取更多支持，“聽(tīng)障人群是我們的起點(diǎn)，也是我們的終點(diǎn)”。

▲與VirtX產(chǎn)品配套的開(kāi)發(fā)生態(tài)。（VirtX團隊/圖）

 

一直把詹姆斯·戴森視為自己偶像的CO-JUMP團隊的錢(qián)青云，今年已是第三年參加戴森設計大獎。

“創(chuàng )新，或者說(shuō)創(chuàng )造，是人類(lèi)一種發(fā)自本能的渴望�！卞X(qián)青云認為，這種渴望也是人與AI的本質(zhì)區別，“我們給手套也搭載了AI游戲用于康復訓練，但它依然只是設計流中的一環(huán)，涉及用戶(hù)的真正痛點(diǎn)，還是需要人去跟醫生、患者實(shí)際溝通。我覺(jué)得要真正解決一些實(shí)際生活中的問(wèn)題，還是得先從理解痛點(diǎn)出發(fā)，再去倒推研究我們所需要的技術(shù)方案�！�

雖然CO-JUMP軟體機器人康復手套是今年戴森設計大獎中國大陸賽區的亞軍，也是錢(qián)青云三年來(lái)拿到的最好成績(jì)，但他也深知做出一款能真正投入商業(yè)化的好產(chǎn)品，后面還有很多路要走，“我很感謝戴森設計大獎這個(gè)平臺，讓公眾更了解我們的產(chǎn)品，也吸引更多資源來(lái)促成產(chǎn)品落地�！�

▲團隊成員在講解及演示CO-JUMP軟體機器人康復手套的使用方式。（CO-JUMP團隊/圖）

 

咽韻團隊最終提交的作品是一款集吞咽障礙評估、監測與康復訓練于一體的平臺，除了頸部可穿戴硬件，還有可與之連接的健康管理軟件。

為了實(shí)現吞咽障礙的分級評估，咽韻團隊的印楠在平臺的設計上運用了AI分類(lèi)模型來(lái)準確判讀腦卒中患者的吞咽動(dòng)作，“AI模型可以更加高效、經(jīng)濟”。在這個(gè)過(guò)程中，同團隊的朱兆鵬認為AI作為工具解放了勞動(dòng)力，而人的智慧也不斷拓寬了AI的應用邊界。

獲得2024年戴森設計大獎中國大陸賽區季軍給了咽韻團隊更多動(dòng)力，團隊計劃在接下來(lái)一年中繼續推進(jìn)平臺的數據采集和模型迭代。

“腦卒中是一個(gè)長(cháng)期的慢性疾病，所以我們希望患者在居家環(huán)境下也可以繼續使用我們的產(chǎn)品，隨時(shí)隨地根據軟件上為他們制定的康復計劃進(jìn)行真實(shí)有效的鍛煉。發(fā)明創(chuàng )新最終需要帶來(lái)社會(huì )價(jià)值�！�

▲咽韻團隊將平臺命名為Dysphagia Dynamics，團隊成員在介紹平臺的使用方式。（咽韻團隊/圖）

 

AI時(shí)代，我們依然在一屆又一屆的戴森設計大獎的獲獎?wù)呱砩峡吹搅恕叭恕钡牟豢商娲�性和主體性，而這也印證了戴森始終信奉的“原創(chuàng )思維，突破創(chuàng )新”的理念。

自2016年進(jìn)入中國以來(lái)，戴森設計大獎見(jiàn)證了中國原創(chuàng )力量的崛起，激勵了超過(guò)2萬(wàn)名大學(xué)生為全球性難題提出創(chuàng )新解決方案，并為其搭建了國際化的交流和展示平臺。迄今為止，超過(guò)三分之二的歷屆全球獲獎?wù)哒�投身于商業(yè)化他們的作品，將創(chuàng )新設計轉化為引領(lǐng)行業(yè)變革的力量。

不同領(lǐng)域的原創(chuàng )設計不斷涌現的同時(shí)，推動(dòng)社會(huì )向著(zhù)美好未來(lái)邁進(jìn)的發(fā)明家精神始終不變。除了面向大學(xué)生設立的戴森設計大獎外，戴森的其他工程教育資源已在中國大陸惠及380萬(wàn)名中小學(xué)生和學(xué)齡前兒童，支持各年齡段“未來(lái)發(fā)明家”的成長(cháng)與發(fā)展。

戴森正通過(guò)創(chuàng )新科技以及其背后獨特的工程師文化，解決那些常被人們所忽視的問(wèn)題，塑造一個(gè)創(chuàng )新驅動(dòng)的未來(lái)。同時(shí)，這也讓年輕一代的新生力量看到成為發(fā)明家的可能，以創(chuàng )新之力，繪制一個(gè)更加美好的明天。

▲詹姆斯·戴森。（戴森/圖）

 

參考資料：

[1] 《中國腦卒中防治報告》編寫(xiě)組. 《中國腦卒中防治報告2020》概要. 中國腦血管病雜志,2022