今年，也就是 2023 年，很可能会被人们记住，成为生成式 AI 的「元年。」
以 ChatGPT 为代表的 AI 大模型，拉开了迈向 AGI 通用人工智能的序幕，AI 成为了全球经济增长的重要驱动力，对各类产业的智能化注入全新的「动力」。
据 ABI Research 预测，到 2033 年，生成式 AI 将为全球制造业务增收 105 亿美元。
事实上，不用等到 10 年之后，现在就已经有从业者在使用 AIGC，来帮助自己完成工业设计，甚至是制造问题。
例如，现在就有国外工业设计师 DIDEM GÜRDÜR，使用 AI 工具，帮助自己设计了一台「水母机器人」;而跑车公司阿斯顿·马丁，乃至于 NASA，也借助 AI，制作出了相应的产品。
他们是如何用 AIGC 造出这些东西的?人工智能离彻底取代工程师和设计师还有多久?
01AI 造了一个水母机器人
生成式 AI 是如何「助力」机器人制造的呢?工程设计师 DIDEM GÜRDÜR 的「AI 尝试」就是一个很好的例子。
去年，GÜRDÜR 计划在实验室制造这样一个「水母机器人」，设想它可以从海洋中收集微塑料，并成为海洋生态系统的一部分。
GÜRDÜR 的小组负责开发机器人的「网络物理系统」应用广泛，包括智能家居和自动驾驶汽车，它们依赖于物理和计算组件的集成，组件之间通常有反馈回路。
按照惯例，研究人员通常通过「迭代过程(iterative process)」来设计「网络物理系统」，包括头脑风暴、草图绘制、计算机建模、模拟、原型构建和测试等。
这是一个「耗时」的过程，需要设计师和工程师通力合作，发挥创造性思维。同时，通过广泛的测试，改进系统的物理特性和控制系统。
于是，GÜRDÜR 开始尝试生成式 AI 工具 Midjourney 和 Stable Diffusion 的组合，寻求「灵感」，试图实现更高效的迭代周期。
最初的「尝试」并不成功，因为她选择的关键词不够「具体」，也没有提供任何关于风格、背景或详细要求的信息。
比如，在 GÜRDÜR 早期尝试生成水母机器人图像 1 时，她使用了这一提示：水下、自力更生、迷你机器人、珊瑚礁、生态系统、超现实。
通过改进提示，她得到了更好的结果。
对于图片 2，她使用了以下提示：水母机器人、塑料、白色背景;对于图片 3，她使用了以下提示：未来派水母机器人、高细节、生活在水下、自给自足、速度快、受大自然启发。
图片来源：IEEE
随着她在提示中添加了具体细节，她得到的图像也更符合她对水母机器人的想象。
对于图片 4、5 和 6，她给的提示包括：自给自足、生活在海底的未来派电动水母机器人，水或弹性玻璃状材料，形状变换器，技术设计，透视工业设计，临摹风格，电影般的高细节，超细腻，情调调色，白色背景。
图片来源：IEEE
对此，GÜRDÜR 建议，一个好的提示必须是具体的，可以涵盖很多属性，包括主题、媒介、环境、颜色甚至情绪等。「如果你希望在结果中包含一些特定的内容，那么你就必须在提示中写明，而且必须清楚地说明任何对你来说重要的背景或细节。你还可以在提示中说明图片的构成，这对设计工程产品有很大帮助。」「但如果你想让某个属性给你惊喜，那么你可以不说。」
然后，她又尝试了不同的纹理和材料，直到对其中几种设计感到满意为止。
之后，GÜRDÜR 与团队又一起对几款相对「靠谱」的 AI 设计进行了审查，以确定是否可以为实际原型的开发提供参考。
她们讨论了哪些美学和功能元素可以很好地转化为物理模型。例如，许多图片中弯曲的伞状顶部可以为机器人保护外壳材料的选择提供建议、流动的触手可以为实现与海洋环境互动的灵活操纵器提供设计线索等。
在这个过程中，GÜRDÜR 发现，「即使图像本身是不可行的设计，它们也能促使我们想象出我们可能从未考虑过的新方向。」
此外，她们还从 AI 生成的不同的材料和构图，以及抽象的艺术风格之中获得了「灵感」，并对机器人的整体外形和运动方式进行了更多的创造性思考，对此，GÜRDÜR 坦言，「AI 改变了设计，也许还改变了我的思维。」
虽然她们最终决定不直接复制任何 AI 的设计，但还是大方承认了，「AI 艺术对于激发灵感，以及深入研究和探索的重要价值，具体来说，AI 对于探索、激发灵感和快速制作插图以便在头脑风暴会议上与同事分享非常有用。」
事实上，除了提供灵感外，生成式 AI 还能通过其他的创新方法帮助机器人研究取得进展，包括缩小模拟环境与现实世界的差距、促进机器人与人类的有效交流、创建更好的奖励模型等。
尽管，与AI的「共创」会收获不少「惊喜」，但这也需要一些毅力。
比如，根据最初的提示，在短短几分钟内，GÜRDÜR 就看到了 AI 产出的结果，但之后她还是花费了数小时来进行修改、重申概念、尝试新的提示，并将成功的元素，组合成一个「完整」的设计。
而且，如果你并不想要「惊喜」，而是寻求「特定」的结果，那么这些AI工具就会变得难以管理。毕竟，人类对 AI 生成的「迭代」几乎没有控制权，结果也是不可预测的。
比如，当 GÜRDÜR 试图把水母改成章鱼时，就惨遭失败。
她输入提示词，未来派电子章鱼机器人、技术设计、透视工业设计、copic 风格、电影般的高细节、情绪调色、白色背景，但是得到了一个「怪异」的章鱼状机器人图像。
图片来源：IEEE
这令她十分不解，因为水母和章鱼看起来都非常相似，那么，为什么 AI 生成器对水母的设计结果很好，而对章鱼的设计却很僵硬、像外星人，而且在解剖学上也不正确呢?
这是大概是因为，AI只会遵循它从训练数据中识别出的的「模式」，而「模式」形成背后就是 AI 的「黑箱(black box)」。
因此，AI 图像生成器有可能放大训练数据中的人口统计偏差和其他偏差，生成的内容可能会传播错误信息，侵犯隐私和知识产权，引发严重的伦理问题。
对此，GÜRDÜR 持乐观态度，她认为，「在未来，我们会看到一些 AI 工具能在明确的限制条件下实现可预测性。更重要的是，我期待看到图像生成器与许多工程工具集成，并看到人们使用这些工具生成的数据进行训练。」
02从跑车到 NASA，AI 全面入侵
除了机器人，生成式 AI 也在其他领域辅助工业设计。
比如，在阿斯顿·马丁(Aston Martin)的 DBR22 概念车中，设计师就依靠集成在 Divergent Technologies 的数字三维软件中的 AI 工具，来探索车的形态，优化后副车架部件的形状和布局，从而设计出了具有有机骨架外观的后副车架，之后再通过快速成型技术生产车的实际部件。
对此，阿斯顿·马丁公司透露，「这种方法大大减轻了部件的重量，同时保持了其刚性。公司计划在即将推出的小批量车型中采用相同的设计和制造工艺。」
Aston Martin 使用 AI 为其 DBR22 概念车设计零部件|Aston Martin 官网
此外，AI 辅助工业设计的其他例子，还可以在 NASA 的太空硬件中找到，包括行星仪器、太空望远镜和火星取样返回任务等。
NASA 工程师 Ryan McClelland 也公开表示，AI 生成的新设计可能看起来有些异类和怪异，但它们能承受更高的结构载荷，重量却比传统组件更轻。此外，与传统组件相比，它们所需的设计时间很短。
McClelland 更是将这些 AI 新设计称为「进化结构」，其实就是指 AI 软件如何通过设计突变进行迭代，并汇聚到高性能的设计上。
NASA研究工程师 Ryan McClelland 将这些使用商业AI软件设计的 3D 打印部件称为「进化结构」| NASA
不可否认的是，在进行足够的探索之前，就开始实施是极具诱惑力的，而且，即使是天马行空或不切实际的 AI 生成概念，也能作为粗糙的「原型」为早期阶段的工程设计带来益处。
对此，设计公司 IDEO 的首席执行官 Tim Brown 表示，「这种原型既让我们慢下来，又让我们快起来。通过花时间对我们的想法进行原型设计，我们可以避免代价高昂的错误，例如过早地变得过于复杂，以及长期坚持一个薄弱的想法。」
这些前沿设计师和工程师的实践证明，至少目前 AI 并不能完全取代人们的工作，但它无疑为创意类人群提供了一个绝佳的创作工具，让设计师能更高效地「脑暴」，加快工作进程。
问题来了，看了这篇稿子的你们，想用 AI 设计一个什么出来?
现在它们正被用于越来越复杂的任务中，超出了最初的设想。在工业设计领域，通过利用 AI 的力量，工程师可以开始以不同的方式思考，更清楚地看到各种联系，考虑未来的影响，并设计出创新和可持续的解决方案，从而改善世界各地人们的生活。