什么是計(jì)算美學(xué)？

計(jì)算美學(xué)研究使用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的事物的設(shè)計(jì)和外觀。它相對(duì)較新，仍處于起步階段。然而，它已經(jīng)對(duì)我們思考機(jī)器人和自動(dòng)化的方式產(chǎn)生了重大影響。

計(jì)算機(jī)美學(xué)專注于計(jì)算機(jī)如何在沒有人為干擾或輸入的情況下創(chuàng)建外觀完美的設(shè)計(jì)。這意味著它可以讓我們?cè)O(shè)計(jì)機(jī)器人，而不必?fù)?dān)心它們一旦生產(chǎn)出來后的外觀或功能。

這使設(shè)計(jì)師可以自由和靈活地創(chuàng)建他們的產(chǎn)品，因?yàn)樗麄儾槐負(fù)?dān)心完成后的外觀或功能。這也使他們更容易嘗試新的想法和風(fēng)格，因?yàn)檫@些不會(huì)對(duì)最終產(chǎn)品的外觀或功能產(chǎn)生任何直接影響。

計(jì)算美學(xué)有幾個(gè)分支，所有這些分支都涉及研究和評(píng)估計(jì)算機(jī)生成的圖像和動(dòng)畫的圖形和符號(hào)方面。他們包括：

• 形式主義：這種方法側(cè)重于圖像和動(dòng)畫的形式結(jié)構(gòu)及其美學(xué)品質(zhì)。
• 后結(jié)構(gòu)主義：這種方法研究社會(huì)背景如何塑造圖像和動(dòng)畫，這會(huì)影響它們的意義和價(jià)值。
• 解構(gòu)主義：這種方法從批判的角度檢查圖像和動(dòng)畫，看看它們?nèi)绾纹茐膫鹘y(tǒng)的現(xiàn)實(shí)或真理概念。
• 結(jié)構(gòu)主義：這個(gè)觀點(diǎn)側(cè)重于如何根據(jù)特定的結(jié)構(gòu)規(guī)則構(gòu)建圖像和動(dòng)畫。

計(jì)算美學(xué)給機(jī)器人自動(dòng)化帶來了什么？

機(jī)器人自動(dòng)化徹底改變了制造和物流。同時(shí)，它催生了計(jì)算美學(xué)的一個(gè)新分支，即機(jī)器人信息學(xué)。

機(jī)器人信息學(xué)研究機(jī)器人如何與周圍環(huán)境交互，以及這如何影響其設(shè)計(jì)的美感。它考慮了諸如如何創(chuàng)建具有視覺吸引力的機(jī)器人以及如何確保它們以美觀的方式行事等問題。

盡管該領(lǐng)域的研究仍在進(jìn)行中，但已經(jīng)取得了一些有希望的成果。例如，一項(xiàng)研究表明，人們對(duì)具有良好設(shè)計(jì)功能的視覺吸引力機(jī)器人反應(yīng)更積極。這可能有助于提高行業(yè)的效率和生產(chǎn)力，同時(shí)為機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)造更積極的形象。

計(jì)算美學(xué)如何影響機(jī)器人編程？

計(jì)算美學(xué)影響機(jī)器人編程的主要方式之一是提供設(shè)計(jì)和改進(jìn)機(jī)器人的新方法。這些新方法是人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML) 和深度學(xué)習(xí)(DL)。

所有這些方法都涉及教計(jì)算機(jī)做他們?cè)?jīng)不可能做的事情。特別是 ML 是一種 AI 形式，它允許計(jì)算機(jī)從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)并根據(jù)這種經(jīng)驗(yàn)隨著時(shí)間的推移提高其性能。DL 類似于 ML。不同之處在于它使機(jī)器人能夠從數(shù)據(jù)和其他機(jī)器中獲取知識(shí)。

借助深度學(xué)習(xí)，機(jī)器人可以變得更有創(chuàng)造力——它們可以學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建人類自己無法想出的設(shè)計(jì)，至少不是不費(fèi)力氣！

編程如何提高計(jì)算美學(xué)？

機(jī)器人自動(dòng)化已經(jīng)證明它具有提高工廠運(yùn)營(yíng)效率和準(zhǔn)確性的潛力，尤其是隨著機(jī)器人在設(shè)計(jì)領(lǐng)域變得越來越流行。但是，它也可能導(dǎo)致創(chuàng)建不美觀的對(duì)象。

為了避免這種情況，我們必須學(xué)習(xí)如何正確地對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程。這將使我們能夠創(chuàng)建看起來不錯(cuò)且功能有效的對(duì)象。它還將為我們提供以前無法實(shí)現(xiàn)的精確度和細(xì)節(jié)水平。有許多具有先進(jìn)計(jì)算美學(xué)的機(jī)器人，它們?cè)谥圃?、醫(yī)療保健和安全領(lǐng)域變得越來越普遍。

在對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程以確保計(jì)算美學(xué)時(shí)，需要遵循一些原則：

• 保持程序簡(jiǎn)單易懂。
• 確保每個(gè)程序都清晰可辨。
• 在整個(gè)程序中使用一致的術(shù)語(yǔ)。
• 設(shè)計(jì)程序，以便它們可以輕松地從一種環(huán)境移植到另一種環(huán)境。

美觀機(jī)器人的例子

一些美觀機(jī)器人的著名例子包括谷歌的自動(dòng)駕駛汽車和 Five9 的觸覺真空吸塵器。由于其創(chuàng)新的設(shè)計(jì)和令人印象深刻的功能，這兩種技術(shù)都得到了消費(fèi)者的壓倒性認(rèn)可。

您可能熟悉的其他具有高級(jí)計(jì)算美學(xué)的機(jī)器人包括DARPA 的智能機(jī)器人車輛 (IRV) 程序和 SoftBank Robotics 的 Pepper 人形機(jī)器人。這兩種技術(shù)特別值得注意的是它們能夠與人類自然互動(dòng)，這使得它們?cè)谖磥淼墓ぷ鲌?chǎng)所具有潛在的價(jià)值。

還有其他具有先進(jìn)計(jì)算美學(xué)的機(jī)器人，而且它們每年都變得越來越普遍。這里有些例子：

• 人形機(jī)器人Sophia的設(shè)計(jì)外觀和感覺都像人類，可以學(xué)習(xí)和理解人類的情感。Hanson Robotics 開發(fā)的機(jī)器人可以使用自然語(yǔ)言處理在周圍環(huán)境中導(dǎo)航，這使它們能夠以更像人類的方式與人類互動(dòng)。
• HAL 項(xiàng)目是東京大學(xué)和 NEC 公司的科學(xué)家之間的合作項(xiàng)目。HAL 是一種人形機(jī)器人，可以展示逼真的面部表情和動(dòng)作。

計(jì)算美學(xué)在機(jī)器人自動(dòng)化中的重要性

• 使用機(jī)器人的主要好處之一是我們可以將它們?cè)O(shè)計(jì)成看起來很美觀，而無需在考慮美學(xué)的情況下明確地對(duì)它們進(jìn)行編程。這是因?yàn)闄C(jī)器人的設(shè)計(jì)過程依賴于一組不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的原則。
• 計(jì)算美學(xué)在創(chuàng)造具有視覺吸引力的機(jī)器人方面起著至關(guān)重要的作用。它通過增強(qiáng)用戶對(duì)機(jī)器人的體驗(yàn)來做到這一點(diǎn)，使其討人喜歡且易于使用。這使人們可以專注于一項(xiàng)任務(wù)，而不是對(duì)機(jī)器人感到害怕或不舒服。
• 此外，計(jì)算美學(xué)還幫助我們了解人類如何與物體和系統(tǒng)交互，這可以幫助設(shè)計(jì)師創(chuàng)造更直觀的設(shè)計(jì)供人類使用。當(dāng)我們轉(zhuǎn)向越來越復(fù)雜的機(jī)器和系統(tǒng)時(shí)，這一點(diǎn)尤其重要。

除了看起來不錯(cuò)外，有效且高效的設(shè)計(jì)還應(yīng)該易于使用。通過研究設(shè)計(jì)過程的可用性，設(shè)計(jì)人員可以確保他們的機(jī)器人易于理解和使用，無論他們使用什么語(yǔ)言或界面。這將使人們更容易與他們互動(dòng)和分享信息。

計(jì)算美學(xué)下一步將走向何方？

目前對(duì)計(jì)算美學(xué)的研究主要集中在我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)機(jī)器人并根據(jù)人類感知和認(rèn)知設(shè)計(jì)它們的外觀。它研究了機(jī)器人的設(shè)計(jì)如何實(shí)現(xiàn)美學(xué)目標(biāo)，例如降低噪音水平或提高乘員舒適度。它還研究了視覺信息處理如何有助于我們對(duì)機(jī)器人美學(xué)的理解。

總體而言，這項(xiàng)研究正在幫助我們了解機(jī)器人如何在特定的應(yīng)用環(huán)境中以及更普遍地在不同的生活領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)理想的結(jié)果。它甚至可能使我們能夠開發(fā)出適用于不同學(xué)科的新美學(xué)范式。