人工智能在陶瓷设计与生产中的研究与应用

李彩

摘要：随着现代科学技术的发展，智能化的高科技融入到各行各业，并越发体现出它的优势。而属于传统行业的陶瓷制作也在应用新的技术，比如将3D打印陶瓷技术应用到陶瓷制作中去。但在陶瓷设计与检验方面却还是传统的人工方式，本篇文章主要研究与尝试借助智能化的人机互动云平台进行陶瓷设计与检测等，比如在陶瓷设计初期使用眼动仪能够精确捕捉与测试者观看陶瓷物体的主要关注点，精准捕捉测试者观看测试陶瓷目标物体时的面部表情，记录测试者的生理反应，或者是测试者观看测试陶瓷主体物时的血压、兴奋点等信息，这些陶瓷设计与检测相关的信息都将会以可视化的图片形式展現出来，以此用来作为陶瓷设计或者检测的依据，帮助设计者或者企业快速确定设计方向进行产品设计，完成产品的检测等工作。

关键词：人工智能;陶瓷艺术设计;人机互动;眼动分析

1 智能化环境下陶瓷艺术设计背景及其发展

传统的陶瓷设计思路一般是基于情感、感观、大环境的影响下进行设计陶瓷，比如情感方面体现设计者想要表达某种确定的思想、情感而设计的;感官设计方面体现设计者仿生某个物体，运用固定或者传统的设计思维;大环境的影响则是体现设计者表达环保，体现人与自然和谐，尊重自然，敬畏自然等主题。而智能化环境下的设计则是首先搜索到现代市场的主流、消费者喜好，进行有目的的陶瓷设计，借助眼动仪、脑电波等多种设备能够将人的信息进行多方面的，可视化地表现出来，人们对陶瓷的造型、装饰、色彩等细微细节的感受与认知进行综合检测与提取，设计者通过这些可视化的信息进行分析，从而精确设计出针对不同人群的陶瓷产品。

随着智能化环境的深入与不断探索，应用与产品中的案例越来越广泛，比如人的驾驶情况测试，室内设计中室内环境的布局与色彩设计，都能很好地用智能设备搜集到与客户对整体设计的喜好、色彩设计的满意度等等，都会以可视化的数据呈现出来，并且在更多的领域应用的越来越成熟。

2智能化技术应用的现状

2.1多系统工具结合，测试范围广

现在越来越成熟的人机环境同步云平台，可根据产品需要进行有目的的，多范围的，科学化地进行测试并将数据进行对比与综合分析，即将人、机器、环境等数据进行收集与综合人机工效分析，尤其是对人机—环境系统从人—信息系统，人—物理系统以及系统整体分别进行人机交互评估以及人因与工效学的智能评价。

人机环境同步云平台采用主客观结合多维度数据验证的方法，数据同步种类包含大脑认知数据，视觉数据（视线交互与眼动追踪系统）等一系列客观量化数据。可根据研究需要选择进行有针对性的软件，有目的地进行测试分析，比如最常用的HRV 心率变异性分析软件、EDA 皮肤电导分析软件、EMG 肌电分析软件、RESP 呼吸分析软件、行为观察分析软件、面部表情分析软件、VR眼动分析软件。同时研究人员需要做深入的研究和分析，平台可提供数据后期分析的强大工具。

2.2数据同步分析与可视化表现

智能化平台可将研究者所做数据转化为可视化的图片，通过观看图片测试信息，使研究更加直观甚至高效，有利于研究数据的综合分析。同时数据所有参数，特别是将抽象的心理反映，测试者个人喜好等同步采集、分析与统计。将所有人机环境测试数据如眼动、生理、行为等数据同步分析并实现交叉性验证统计分析，进一步对多通道人机环境数据指标之间的相关性进行融合分析，多方向的测试与数据分析是研究更加精准、科学。

3智能化技术对陶瓷艺术设计的影响

3.1智能化技术对陶瓷设计前期的影响

现在的陶瓷产品在设计之初需要进行前期调研，那么调研就需要大量的调研工作，比如做大量调查问卷，调研不同陶瓷销售点，如果想对调查对象问题进行深入调研，需要找大量调研对象，花费大量时间与经历进行数据采集，对比分析。大多数的分析存在滞后性，也就是在调研的同时，每个测试者测试的时间，测试点的位置，心情都会影响研究效果。如果使用智能平台完成前期的调研，采集信息将会更加准确、全面，可视化，而且更便于系统分析。

智能化测试平台运用在不同造型陶瓷产品的尝试研究，观察不同测试者对关注点数据。图一是针对这个背景我们将进行调研与测试，测试的其中一个方向是花瓶装饰图案喜好，不同的观察者在短时间内观察花瓶，VR眼动分析软件将会搜集到观察者的看到花瓶的点的位置，然后将观察者观看的每个点地观看前后顺序、观看时间进行数据标注并以图片形式展现出来，比如这个花瓶装饰图案看到30个点，那么第一个点就是观看者第一个注意到的地方，图案的大小也显示出观看者关注的时间长短，数字圆圈越大表示观看的时间越长。同理，VR眼动分析软件以类似的方法搜集花瓶的造型、设计感、制作质量等等。那么VR眼动分析软件在搜集观察者关注信息的同时存在一个问题，在关注的顺序与时间上能快速搜集与记录下来，如何知道观察者是否喜欢这个产品呢，这里就用到了面部表情分析软件，观察者在观察时的喜怒哀乐表情都会被搜集与记录下来，如图二 面目表情分析图，智能化设备会将观察者的五官变化用多个点进行记录下来，这样能快速准确记录每次面部变化。最后人机环境同步云平台，将以上人、机器、环境等数据进行收集与综合人机工效分析，最后以图片可视化的形式展现出来作为设计与检验研究的数据。

3.2智能化技术对陶瓷制作过程的影响

陶瓷产品大多需要制作出实物经过市场检验才能确定是否符合设计人群的需求，这就说明需要人力、物力、财力等各方面的付出，才能实现陶瓷成品走向市场。而这里我们借助人机环机云平台的进行数据搜集，可以省去中间的制作产品所消耗的人力、物力、财力。在制作产品是我们只需要将设计的陶瓷产品制作成虚拟3D立体造型，观察者可以直观地看到产品的造型、色彩、设计等各方面，犹如VR眼动分析陶瓷花瓶一样，用3D立体造型来代替实物的陶瓷花瓶，将观察者的色彩、设计、造型喜好进行搜集与记录下来，通过一定数量的测试与搜集数据来确定产品是否适合相应人群，能否进行批量化生产，这也就达到了我们的最终目的。

3.3智能化技术对陶瓷成品检验的影响

陶瓷产品不仅在前期设计中可以应用，在后期陶瓷成品中具有很大的应用空间，产品的检验时候可以使用智能检测设备检测到产品的是否光滑、画面制作流畅等方面，在陶瓷领域的应用会越来越广泛。

4 结语

本论文主要介绍了智能化对陶瓷设计与研究的发展情况与应用，主要应用了人机云平台中的VR眼动分析软件与面部表情分析软件进行陶瓷设计与研究。但是对于陶瓷在智能化环境下的研究还需要进一步在深化与拓展，包括更多的智能化软件，例如HRV 心率变异性分析软件、EMG 肌电分析软件、RESP 呼吸分析软件、行为观察分析软件将进一步在陶瓷方面的应用，最终能够实现高效陶瓷设计与制作、检测工作，希望能够推动智能化在陶瓷领域的应用。

参考文献：

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唐山工业职业技术学院 063200