技术和设计正不断推动创新，成为实现社会繁荣和幸福的重要引擎。在新一代人工智能（AI 2.0）蓬勃发展的背景下，人工智能、设计与创造力的整合为高等教育和业界提供了前所未有的机遇。设计智能不仅通过使用人工智能技术对设计领域知识进行建模进而解决设计问题，更是通过与深度学习等技术的结合，初步具备了一种新的“创造性能力”，并在平面设计、视频内容等诸多创意与设计领域得到广泛应用。IDEA Lab联席主任孙凌云教授与新加坡科技设计大学白敬良教授邀请国内外知名学者报告了近年来对智能设计的思考成果，联手中国工程院院刊《Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering（信息与电子工程前沿）》，于2020年10月中英文双语推出以“设计智能与智能设计”为主题的人工智能专题，对设计智能及其应用的现状、挑战与未来发展方向进行了深入思考。

在这期“智能设计专题”中，新加坡科技设计大学 Kristin Wood教授、上海交通大学徐雷教授、澳大利亚拉筹伯大学杜本麟教授、浙江大学汤永川教授、阿里巴巴集团杨光、杨昌源等来自学术界和产业界的国内外专家学者参与撰文，从智能设计理论框架、算法模型、以及智能设计在创意绘画、多媒体内容设计、机器人系统与文化遗产保护等方面的应用与实践进行了深度阐述。

浙江大学及之江实验室的汤永川教授团队提出了设计智能研究的理论框架，从用户需求分析、创意激发、内容生成和设计评价四个维度，详细综述了设计智能的研究进展和最新技术。其中，重点论述了关于智能生成内容的模型和方法，并探讨了未来设计智能研究中的开放性问题和挑战。 （《设计智能研究综述：进展、问题和挑战》中文版下载 / 英文版链接 ）

上海交通大学徐雷教授提出一个深度双向智能框架，实现多种认知推理和问题求解、综合空间学习和综合推理。该框架以最小平方误差重建自组织学习Lmser为核心，实现数据的自底向上抽象和自顶而下重建。具体地，由底向上方向有两个行为，一是获取信息形成适当的模式表示，二是抽象-自组织认知，将输入模式抽象为概念，并通过自组织学习以理解模式构成的层次表示。而顶层内域中的行为则包含积累、融合、归纳、和灵感等。最后由顶向下方向也有两个行为，一个进行推理和综合并执行各种形象思维和问题求解任务，另一个是与环境交互，执行控制、通讯和检验的任务。由自底向上、顶部处理和自顶而下，可进一步实现综合推理。（《深度IA双向智能》中文版下载 / 英文版链接）

新加坡科技设计大学Audelia G. Dharmawan、Gim Song Soh、Kristin Wood等学者将设计智能应用在中尺度机器人群集的设计创新领域。该文详细描述了中尺度机器人系统的设计与开发过程，包括嵌入式平台的系谱学、关键系统架构和功能布局，中尺度机器人系统的设计原则，以及支持机器人集群有效运作的关键算法等。文章同时讨论了这类中尺度机器人集群在城市传感、测绘等领域的应用。（ 《中尺度机器人群集的设计创新：合作式城市传感和测绘场景下的应用》中文版下载 / 英文版链接）

陈思齐、杜本麟教授、纪毅教授等人组成的澳大利亚拉筹伯大学与广东工业大学联合研究团队将人工智能与文化遗产保护相结合，提出了一种广彩瓷风格识别与图案生成系统。该系统通过条件生成对抗网络，根据用户提供的创意掩码或抽象的瓷元素图像，生成新的广彩瓷风格合成图像。文章研究了由用户设计的各种元素合成图像的案例，结果表明，该系统有助于提高学习者对广彩瓷的欣赏和艺术创作能力。（《基于机器学习的广彩瓷图案生成系统》中文版下载 / 英文版链接）

浙江大学孙凌云教授、向为博士等学者采用一款基于生成式对抗神经网络的绘画系统SmartPaint演示了人工智能与创作者协同创作动漫风景画作的过程：用户通过草图表达创意想法，SmartPaint系统将用户输入的草图作为语义标注图，自动为其合成边缘图，再根据合成的边缘图和输入的草图生成具有恰当风格纹理的画作。文章实验结果表明，SmartPaint系统支持稳定地处理多样化草图，降低了创意表达的技能要求，有助于用户在短时间内创作高质量的画作。（《SmartPaint：基于生成式对抗神经网络的人机协同绘画系统》中文版下载 / 英文版链接）

阿里巴巴集团的刘奎龙、李为、杨昌源、杨光等人介绍了人工智能技术与多媒体内容设计在阿里巴巴业务生态中的整合应用，包括人工智能辅助设计工具的通用处理流程，以及在平面设计、视频生成和页面制造等领域的具体应用。（《智能多媒体内容设计在阿里巴巴的应用》中文版下载 / 英文版链接）

智能设计领域的基础理论、关键技术和产业应用都处于蓬勃发展阶段。期待本次专题成为这一领域发展的阶段性标志和重要推动力量。