3、人工智能在设计领域的历史与新方向

人工智能在设计领域的历史与新方向

1. 人工智能在设计中的早期探索

1.1 音乐领域的早期实验

在设计领域运用人工智能的梦想，早在过去就已存在。计算机科学家Frederick Brooks及其团队在1957年开展了一项实验，他们对37个音乐样本的旋律结构进行数值编码和分析。借助数字计算机，团队统计特定旋律序列的出现次数，创建频率表以概率性地描述数据集。例如，音符A跟随音乐序列C - E - G的概率为0.2，意味着在该数据集中，C - E - G模式每出现十次，就有两次会跟随音符A。若计算机程序生成的伪随机数落在0到0.2的范围内，就可能创作出C - E - G - A的序列。他们通过这种归纳过程，生成与原始数据集音乐风格相符的新旋律，这一过程也预示了如今人工智能（尤其是机器学习）在艺术和设计领域的应用。

美国化学家转行的作曲家Lejaren Hiller在20世纪50年代末，修改了用于化学计算分子键几何结构的计算机程序，将四面体碳键结构转换为音乐对位结构来生成旋律线。该程序使用蒙特卡罗方法生成旋律样本，通过子程序编码风格规则，如“不允许出现三全音”“旋律必须以中央C开始和结束”“旋律的最高音和最低音范围不超过一个八度”等，对随机生成的音符序列进行筛选。虽然乍一看与如今依赖大量数据集和复杂算法的机器学习方法不同，但这些规则实际上源于对示例的观察和分析，本质也是一种“学习”。

1.2 建筑和视觉艺术领域的早期探索

在建筑和视觉艺术领域，早期的计算机艺术和设计依赖于笛卡尔平面的编码、受限随机性的探索以及绘图仪等美学工具。美国数学家和设计理论家George Stiny和James Gips提出了形状语法理论，将设计定义为一种视觉代数，其中