AI時代，我們依然在一屆又一屆的戴森設(shè)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。

戴森正通過創(chuàng)新科技以及其背后獨(dú)特的工程師文化，解決那些常被人們所忽視的問題，塑造一個創(chuàng)新驅(qū)動的未來。同時，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在第一時間踏上斑馬線，只有一位年輕人左顧右盼，來回確認(rèn)沒有車輛后才小心翼翼地走過馬路，因?yàn)橛肄D(zhuǎn)車道的綠燈也同時亮起，但他“聽不到”疾馳的車輛，無法準(zhǔn)確感知速度和距離，只能通過“看”來保障安全。

聽障人群每天都生活在丟失聲音細(xì)節(jié)的世界里，耳內(nèi)充滿了嘈雜的噪音。走在路上，對于他們來說是一件危險的事。

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……每天看似簡單而重復(fù)的動作，腦卒中患者卻常常因?yàn)橹�體功能障礙無法正常進(jìn)行。

▲特殊人群在日常生活中常常面臨障礙和潛伏的危險。（視覺中國/圖）

 

一個健全人，常常無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”可以讓聽障人群用皮膚的觸覺“聽見”聲音，仿佛“穿上”一種全新的感官，得以重新?lián)肀н@個世界；一副“手套”可以幫助腦卒中患者在家中進(jìn)行手指康復(fù)訓(xùn)練，就像重新?lián)碛辛丝梢钥刂剖种高\(yùn)動的神奇力量；而脖子上穿戴一個“頸套”，腦卒中患者就可以隨時訓(xùn)練低頭、張嘴、吞咽等動作。

過去兩年，人工智能（AI）如巨人般踏入我們的現(xiàn)實(shí)生活，在柯林斯詞典中，AI被定義為“通過計算機(jī)程序模擬人類心理功能”，在技術(shù)的加持下，仿佛人類的一切需求都可以通過模仿和復(fù)制來滿足。

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

▲2024戴森設(shè)計大獎中國大陸賽區(qū)前三強(qiáng)。（戴森/圖）

 

盡管AI在模仿人類創(chuàng)造力方面取得了顯著進(jìn)步，但洞察現(xiàn)實(shí)世界，提出問題并創(chuàng)造解決方案的“發(fā)明家”角色，在AI時代依然不可或缺，也是對人類智慧和人文關(guān)懷的最佳詮釋。

一、設(shè)計向善的初心

2020年秋天，懷著對設(shè)計的熱愛與好奇，鄭青云選擇了設(shè)計創(chuàng)意學(xué)院的產(chǎn)品設(shè)計專業(yè)。

“設(shè)計向善，是一個設(shè)計者應(yīng)有的素養(yǎng)。”課堂上的一句話，改變了他觀察生活的視角。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”的群體，開始頻繁出現(xiàn)在他的視野中。

在軟件研究所實(shí)習(xí)期間，鄭青云接觸到觸覺交互技術(shù)，并認(rèn)識了同在研究所實(shí)習(xí)的蔣勝圣和博士師姐林宏南，開始聚焦于如何更好地運(yùn)用這項技術(shù)。

在一次醫(yī)院心理科的調(diào)研訪談中，鄭青云“偶然”發(fā)現(xiàn)了聽力障礙患者會因無法正常溝通而出現(xiàn)心理問題。而聽覺和觸覺，看似沒有關(guān)聯(lián)，但也許出于一個設(shè)計師的敏銳度，鄭青云想到，和視覺障礙一樣，如果有其他感官的輔助，“他們的生活將會非常不一樣”。

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

▲VirtX團(tuán)隊成員決定投入到使用觸覺交互技術(shù)輔助聽障人群的研究中。（VirtX團(tuán)隊/圖）

 

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

機(jī)械工程專業(yè)的李元靖在接觸到了軟體機(jī)器人技術(shù)后，設(shè)計了一款氣動驅(qū)動器，并采用了人體膚色的硅膠制作，“觸感和人的皮膚類似”，這使他意識到這項技術(shù)在康復(fù)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題，決定研究扁平足康復(fù)機(jī)器人。

2023年2月，李元靖在一個科創(chuàng)營上介紹了自己的項目，才發(fā)現(xiàn)原來扁平足問題普遍存在。于是他和包括錢青云在內(nèi)的6位來自不同院校和不同專業(yè)背景的同學(xué)，組成CO-JUMP團(tuán)隊共同研究。

面對研究領(lǐng)域的空白和資金、時間的挑戰(zhàn)，團(tuán)隊通過一系列的市場調(diào)研，決定從更急迫的腦卒中患者需求出發(fā)，設(shè)計一款幫助腦卒中患者恢復(fù)手部功能的軟體康復(fù)手套。

李元靖說：“當(dāng)時醫(yī)生普遍反饋的一個問題就是現(xiàn)有的設(shè)備容易在指關(guān)節(jié)處造成一定的張力，引發(fā)患者的二次損傷，而且價格也比較貴。”

腦卒中俗稱“腦中風(fēng)”，2023年國家衛(wèi)健委統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國現(xiàn)有超過2800萬的腦卒中患者，因其高發(fā)病率、高致殘率和高死亡率等特點(diǎn)，造成了嚴(yán)重的疾病負(fù)擔(dān)[1]。

為了改善腦卒中患者的治療和康復(fù)效果，在大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里，國際工業(yè)設(shè)計工程專業(yè)的研究生朱兆鵬、何琦和印楠，已經(jīng)圍繞腦卒中開展了多個設(shè)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。”為了發(fā)明一款專為吞咽障礙患者設(shè)計的可穿戴設(shè)備，他們?nèi)�人組成了咽韻團(tuán)隊。

▲中風(fēng)患者在做物理治療。（視覺中國/圖）

 

剛剛畢業(yè)，并以設(shè)計師為職業(yè)的何琦對“設(shè)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，都需要更深入、更全面、更共情地去理解用戶的需求。”

將人的需求作為發(fā)明的驅(qū)動力，而非僅僅追求技術(shù)的展示或設(shè)計概念的前衛(wèi)性，創(chuàng)新才真正具有價值和意義。

年輕一代發(fā)明家正以其獨(dú)特的視角和方法，為發(fā)明設(shè)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，開創(chuàng)性的發(fā)明更像是“靈光一現(xiàn)”，或是如阿基米德洗澡時出現(xiàn)的“尤里卡時刻”，但現(xiàn)實(shí)是，發(fā)明是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程。

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

“之前會認(rèn)為治病救人是醫(yī)生的職責(zé)，但在設(shè)計實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)其實(shí)不同的專業(yè)背景都可以為大眾健康盡一份力。”他提到，創(chuàng)新的產(chǎn)品能給患者帶來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(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的吞咽障礙評估方法，一類是專業(yè)醫(yī)護(hù)人員實(shí)操加上量表評估，因?yàn)闀r間成本高，臨床上并不常用；另一類是通過X光、內(nèi)窺鏡等儀器直接觀察，但這類檢查不僅昂貴，還因?yàn)閮?nèi)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(shù)據(jù)集，何琦需要一次次去到病房采集患者吞咽時的喉部肌肉運(yùn)動信號。

“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，只能插胃管來輸入營養(yǎng)”，病房里一字排開的病床和插管儀器給何琦帶來了很大的沖擊，“因?yàn)槲以趯?shí)驗(yàn)室里看文獻(xiàn)時，（患者）他們只是冰冷冷的文字。”

由于吞咽不同量的水會導(dǎo)致肌肉電信號的差異，采集這些信號的過程自然變得復(fù)雜，每位患者每次都需要經(jīng)過三輪細(xì)致的測試。

在長達(dá)近六個月的數(shù)據(jù)收集過程中，何琦深感醫(yī)生和護(hù)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感激，“我們要采集全面的電信號，每位患者就大概需要1個小時，吞八到九杯水”。

醫(yī)護(hù)、患者和設(shè)計團(tuán)隊朝著共同目標(biāo)努力，為研究迎來了一個好的開始，何琦提到，“數(shù)據(jù)集的質(zhì)量和最終訓(xùn)練出來的模型效果都是非常好的。”

▲咽韻團(tuán)隊利用MATLAB建立了一個分類模型并進(jìn)行了測試，在PSD識別中達(dá)到了95.8%的準(zhǔn)確率。（咽韻團(tuán)隊/圖）

 

把人作為方法，亦始終貫穿在CO-JUMP團(tuán)隊的組隊和設(shè)計過程中。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)主動驅(qū)動的康復(fù)手套易給患者造成損傷，對痙攣患者的手指張開訓(xùn)練效果也甚微，而氣動康復(fù)手套的手指張開是放氣狀態(tài)，驅(qū)動力不足后，他們便開始思考：“有沒有一款驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)既能減輕患者關(guān)節(jié)壓力，又能更好地輔助康復(fù)訓(xùn)練，同時減輕體積、方便攜帶？”

在深入研究了肌腱驅(qū)動和流體驅(qū)動方法的優(yōu)缺點(diǎn)后，CO-JUMP團(tuán)隊創(chuàng)新性地提出了被動波紋管驅(qū)動器（PBA）的概念，以實(shí)現(xiàn)軟式可穿戴機(jī)器人的自然順應(yīng)性、便攜性和良好的可控性。

在團(tuán)隊中，藝術(shù)與科技專業(yè)的錢青云，會更關(guān)注手套整體的穿戴體驗(yàn)，他基于初代產(chǎn)品提出疑問：“小臂和手背上的驅(qū)動結(jié)構(gòu)能否也做得更小更輕一點(diǎn)，更符合人體工學(xué)？”而機(jī)械工程出身的李元靖，一開始的反應(yīng)是否定的，“要保證電機(jī)的輸出力和裝置的正常運(yùn)行，是不可能做小的。”

反復(fù)溝通后，雙方達(dá)成了一致，重新投入到電機(jī)選型和電路設(shè)計中，設(shè)計出一款兼顧性能和使用體驗(yàn)的康復(fù)手套，可以實(shí)現(xiàn)居家場景的康復(fù)需求。

▲醫(yī)生在試戴初代版本的CO-JUMP軟體機(jī)器人康復(fù)手套。（CO-JUMP團(tuán)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(yuǎn)不會滿足于他們的最新發(fā)明。他們往往會疑惑地看著它說‘我知道怎么讓它變得更好了’。”

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

經(jīng)過長達(dá)半年多的努力，一塊可以實(shí)現(xiàn)針扎、輕撫、拍擊、按壓四種觸覺感受的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(tuán)隊又馬不停蹄地投入到跑工廠的環(huán)節(jié)中去。

“從布做成衣服需要裁剪到一定尺寸，但這個布的邊緣是有講究的，它的經(jīng)緯電極不能同時出現(xiàn)，否則會影響穩(wěn)定的電氣連接。我們問了很多工廠，都答復(fù)我（實(shí)現(xiàn)）這種特種布料的任意尺寸調(diào)節(jié)是不現(xiàn)實(shí)的，成本過高。”VirtX團(tuán)隊的鄭青云對當(dāng)時的情形仍記憶猶新，“我有點(diǎn)慌了，開始懷疑這東西是不是真的不能做？”

▲從一塊布到做成衣服，還有很長一段路要走。（VirtX團(tuán)隊/圖）

 

他們并未就此放棄，而是輾轉(zhuǎn)于各個地方的工廠。“我們最后在一家工廠里，了解到一塊普通的布是怎么織成衣服后，我就和他一起做。”在各種磨合中，VirtX 團(tuán)隊“織成”了這件諸多工廠表示不可能做的“衣服”。

“怎么去做好一個設(shè)計師？方法就是做個‘人’。”鄭青云依舊記得專業(yè)課上老師說的這句話。

在這些以人為中心驅(qū)動的設(shè)計中，人既是目的，更是方法。年輕一代的發(fā)明者并沒有選擇一條更簡單地復(fù)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(dāng)完整的“衣服”出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室那一刻， VirtX 團(tuán)隊的蔣勝圣非常感動，他曾擔(dān)心因?yàn)樽约旱脑O(shè)計不合理，衣服一通電就冒煙，“從設(shè)計藍(lán)圖，到加工出來一塊小小的電路板，再到這件‘衣服’， 心情就像坐了過山車一樣。從我們手里誕生了一個新的東西，所以拿到手里時忐忑不安，生怕弄壞了！”

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

“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(shè)計建造的京張鐵路時，想到了用南美礦山‘之’字形線路縮短隧道長度，實(shí)現(xiàn)了世界罕見的八達(dá)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時，他受到了詹天佑思想的影響，也從生活中發(fā)現(xiàn)靈感，想到了LED大屏，用少量的線傳輸大量的數(shù)據(jù)。

2024年，VirtX所基于的底層核心技術(shù)在ACM人機(jī)交互領(lǐng)域的頂級國際學(xué)術(shù)會議(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)明專利、實(shí)用新型及外觀專利。為了讓這項發(fā)明真正服務(wù)于聽障人群，他們又報名參加了戴森設(shè)計大獎。

“我經(jīng)常看戴森設(shè)計大獎官網(wǎng)上的過往作品，甚至不是得獎的作品，它是我的一個靈感來源，了解一些最具前沿想法的人都在干些什么事情。”VirtX團(tuán)隊的鄭青云非常認(rèn)可戴森設(shè)計大獎所倡導(dǎo)的發(fā)明家精神，“因?yàn)榘l(fā)明既不是設(shè)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(qū)冠軍后，VirtX團(tuán)隊希望能有更多機(jī)會去往國際舞臺展示這項傾注了他們大量時間和情感的發(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)品配套的開發(fā)生態(tài)。（VirtX團(tuán)隊/圖）

 

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

“創(chuàng)新，或者說創(chuàng)造，是人類一種發(fā)自本能的渴望。”錢青云認(rèn)為，這種渴望也是人與AI的本質(zhì)區(qū)別，“我們給手套也搭載了AI游戲用于康復(fù)訓(xùn)練，但它依然只是設(shè)計流中的一環(huán)，涉及用戶的真正痛點(diǎn)，還是需要人去跟醫(yī)生、患者實(shí)際溝通。我覺得要真正解決一些實(shí)際生活中的問題，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(jī)器人康復(fù)手套是今年戴森設(shè)計大獎中國大陸賽區(qū)的亞軍，也是錢青云三年來拿到的最好成績，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(shè)計大獎這個平臺，讓公眾更了解我們的產(chǎn)品，也吸引更多資源來促成產(chǎn)品落地。”

▲團(tuán)隊成員在講解及演示CO-JUMP軟體機(jī)器人康復(fù)手套的使用方式。（CO-JUMP團(tuán)隊/圖）

 

咽韻團(tuán)隊最終提交的作品是一款集吞咽障礙評估、監(jiān)測與康復(fù)訓(xùn)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(xiàn)吞咽障礙的分級評估，咽韻團(tuán)隊的印楠在平臺的設(shè)計上運(yùn)用了AI分類模型來準(zhǔn)確判讀腦卒中患者的吞咽動作，“AI模型可以更加高效、經(jīng)濟(jì)”。在這個過程中，同團(tuán)隊的朱兆鵬認(rèn)為AI作為工具解放了勞動力，而人的智慧也不斷拓寬了AI的應(yīng)用邊界。

獲得2024年戴森設(shè)計大獎中國大陸賽區(qū)季軍給了咽韻團(tuán)隊更多動力，團(tuán)隊計劃在接下來一年中繼續(xù)推進(jìn)平臺的數(shù)據(jù)采集和模型迭代。

“腦卒中是一個長期的慢性疾病，所以我們希望患者在居家環(huán)境下也可以繼續(xù)使用我們的產(chǎn)品，隨時隨地根據(jù)軟件上為他們制定的康復(fù)計劃進(jìn)行真實(shí)有效的鍛煉。發(fā)明創(chuàng)新最終需要帶來社會價值。”

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

 

AI時代，我們依然在一屆又一屆的戴森設(shè)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，戴森設(shè)計大獎見證了中國原創(chuàng)力量的崛起，激勵了超過2萬名大學(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(shè)計轉(zhuǎn)化為引領(lǐng)行業(yè)變革的力量。

不同領(lǐng)域的原創(chuàng)設(shè)計不斷涌現(xiàn)的同時，推動社會向著美好未來邁進(jìn)的發(fā)明家精神始終不變。除了面向大學(xué)生設(shè)立的戴森設(shè)計大獎外，戴森的其他工程教育資源已在中國大陸惠及380萬名中小學(xué)生和學(xué)齡前兒童，支持各年齡段“未來發(fā)明家”的成長與發(fā)展。

戴森正通過創(chuàng)新科技以及其背后獨(dú)特的工程師文化，解決那些常被人們所忽視的問題，塑造一個創(chuàng)新驅(qū)動的未來。同時，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》編寫組. 《中國腦卒中防治報告2020》概要. 中國腦血管病雜志,2022