什么是計算美學(xué)？

計算美學(xué)研究使用計算機創(chuàng)建的事物的設(shè)計和外觀。它相對較新，仍處于起步階段。然而，它已經(jīng)對我們思考機器人和自動化的方式產(chǎn)生了重大影響。

計算機美學(xué)專注于計算機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。這意味著它可以讓我們設(shè)計機器人，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)計師可以自由和靈活地創(chuàng)建他們的產(chǎn)品，因為他們不必?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，因為這些不會對最終產(chǎn)品的外觀或功能產(chǎn)生任何直接影響。

計算美學(xué)有幾個分支，所有這些分支都涉及研究和評估計算機生成的圖像和動畫的圖形和符號方面。他們包括：

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

計算美學(xué)給機器人自動化帶來了什么？

機器人自動化徹底改變了制造和物流。同時，它催生了計算美學(xué)的一個新分支，即機器人信息學(xué)。

機器人信息學(xué)研究機器人如何與周圍環(huán)境交互，以及這如何影響其設(shè)計的美感。它考慮了諸如如何創(chuàng)建具有視覺吸引力的機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，一項研究表明，人們對具有良好設(shè)計功能的視覺吸引力機器人反應(yīng)更積極。這可能有助于提高行業(yè)的效率和生產(chǎn)力，同時為機器人技術(shù)創(chuàng)造更積極的形象。

計算美學(xué)如何影響機器人編程？

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

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

借助深度學(xué)習(xí)，機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，至少不是不費力氣！

編程如何提高計算美學(xué)？

機器人自動化已經(jīng)證明它具有提高工廠運營效率和準(zhǔn)確性的潛力，尤其是隨著機器人在設(shè)計領(lǐng)域變得越來越流行。但是，它也可能導(dǎo)致創(chuàng)建不美觀的對象。

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

在對機器人進(jìn)行編程以確保計算美學(xué)時，需要遵循一些原則：

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

美觀機器人的例子

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

您可能熟悉的其他具有高級計算美學(xué)的機器人包括DARPA 的智能機器人車輛 (IRV) 程序和 SoftBank Robotics 的 Pepper 人形機器人。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，這使得它們在未來的工作場所具有潛在的價值。

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

• 人形機器人Sophia的設(shè)計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)的機器人可以使用自然語言處理在周圍環(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。
• HAL 項目是東京大學(xué)和 NEC 公司的科學(xué)家之間的合作項目。HAL 是一種人形機器人，可以展示逼真的面部表情和動作。

計算美學(xué)在機器人自動化中的重要性

• 使用機器人的主要好處之一是我們可以將它們設(shè)計成看起來很美觀，而無需在考慮美學(xué)的情況下明確地對它們進(jìn)行編程。這是因為機器人的設(shè)計過程依賴于一組不同于傳統(tǒng)設(shè)計過程的原則。
• 計算美學(xué)在創(chuàng)造具有視覺吸引力的機器人方面起著至關(guān)重要的作用。它通過增強用戶對機器人的體驗來做到這一點，使其討人喜歡且易于使用。這使人們可以專注于一項任務(wù)，而不是對機器人感到害怕或不舒服。
• 此外，計算美學(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)計師創(chuàng)造更直觀的設(shè)計供人類使用。當(dāng)我們轉(zhuǎn)向越來越復(fù)雜的機器和系統(tǒng)時，這一點尤其重要。

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

計算美學(xué)下一步將走向何方？

目前對計算美學(xué)的研究主要集中在我們?nèi)绾卧O(shè)計機器人并根據(jù)人類感知和認(rèn)知設(shè)計它們的外觀。它研究了機器人的設(shè)計如何實現(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機器人美學(xué)的理解。

總體而言，這項研究正在幫助我們了解機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。