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我们打听到智能教育机器人是怎么设计出来的了!

原创文章 分类: 人物访谈 版权:
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2017-08-07
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2017年6月7日,正值高考40年之际,由学霸君研发的Aidam智能教育机器人作为国内首个正式参加高考的人工智能,完成了2017高考文科数学卷的挑战,并获得134分。这是AI在教育领域取得的突破性进展,并得到了社会各界和媒体的持续关注。


我们有幸采访到了学霸君的设计总监董翔鹤,为大家分享了学霸君设计中心为高考机器人做设计的心得。

 


UI中国:请您介绍一下团队情况吧


我们的团队叫做学霸君设计中心。由学霸君UED和问吧科技品牌设计组两部分够成。一方面为学霸君App提供用户体验设计;另一方面以品牌设计组为依托,为公司各横向部门提供设计支持,维护统一的品牌形象和设计语言,并向各业务线设计团队输出设计规范和指导意见。秉承“设计为人民服务”的理念,以用户为中心,努力探索设计、技术、商业的融合。



UI中国:学霸君研发智能教育机器人的初衷是什么呢?


高考机器人是人工智能在教育领域的一个枢纽点,它模仿人脑的感知、记忆、认知、分析、建立经验知识库、联想、判断、决策,还结合了跨学科、跨领域的知识研究,一旦做好之后,用机器人进行判题、个性化指导、学生管理、家校沟通、教案改进都变成可能。通过AI解决个性化学习是我们的最终目的。个性化学习是解决学习负担过重,教育资源不均衡的突破口。



UI中国:为什么会把这款机器人命名为Aidam呢?


Aidam的前身有两个版本的内部代号。由于高考发布会的召开,我们首先需要赋予它一个响亮的名字,以提高它的传播性并降低认知成本。命名过程中,我们查阅了大量的典故和资料,并不断和项目团队进行讨论,最终命名为 ——“Aidam”。

Aidam名字由“Adam-亚当”演变而来,亚当是《圣经》中的第一个人。我们在A与D之间加了一个“i”,前两个字母构成了AI的含义。整体寓意Aidam是教育领域第一个真正意义上的人工智能,同时也是K12领域智能化教育之路上的第一“人”。



UI中国:Aidam演算产品主要由什么构成,又是遵循什么样的原则设计的?


Aidam演算产品由“动态脑”和“解题UI”两部分构成。“动态脑”侧重于具象化的呈现Aidam处理试卷中每道题目的结构化过程,“解题UI”则侧重于展示Aidam处理高考试卷的计算流程并输出结果,两者精准联动,同步展示。


在设计时,我们首先定义了三条设计原则:

1.不过多去定义设计结果本身,而是由过程推动结果;

2.最大程度的利用和呈现AI本身的计算和思考过程;

3.设计流程建立在真实的信息层级和数据构建中。



UI中国:能否详细地为大家介绍一下“动态脑”和“解题UI”?


好的。首先说下动态脑


最初设计动态形象的时候我们尝试了一些不同的方向,如相对具象的拟人形态、数据可视化的UI动画还有意义相对抽象的动态模拟,但最终回归到Aidam运算过程的本质。“ 它在自我学习的过程表现出一种可以模仿人脑感知、推理、分析,并且可以去判断、推理、决策复杂的数学题目的状态;运算时通过罗列知识树,大量检索知识元并探索出一条最佳的解题路径,达到对题目的解析 ”。抽丝剥茧后我们将“大脑”作为Aidam拟物化的主要视觉元素,一方面符合产品本身,另一方面有助于降低认知成本。将解题过程中形成的“知识元链”解构成为“大脑”中“神经元”和“神经元连接”,以每一个“神经元”为基础单位,通过Aidam本身的算法和逻辑来生成不同排列和结构的“知识元神经网络”呈现最终的视觉结果。


由“神经元”构建知识树结构的视觉语言,我们参考了星图“Pillars of Creation”的物理形态,和草间弥生对大量点状、圆形阵列的设计手法。于技术实现上运用UNITY粒子对应知识元的方法,来实现解题过程中知识元数据与动画效果的实时交互。设计师与工程师不断共创。对基础设计单元设定位置、材质、速度等大量的条件参数,并且将不同层级上的设计单元建立有序的逻辑关系和视觉关系。




通常的设计在一定程度上皆以结果为导向,设计本身是在通过过程输出结果,但在人工智能的视觉表达语境中,我们倡导的设计态度是“将机器计算的力量转换为无限的创意能量”。因此,Aidam在解决不同数学问题时会科学客观的呈现出当前的视觉形态,1603个神经知识元在解决数大量的数学问题时,将产生海量的视觉形态。


视频1:https://v.qq.com/x/page/r0533yxrls2.html



第二个,解题UI


解题UI是Aidam智能教育机器人在自动解题领域的外化产品。在“挑战高考”中扮演着核心功能的角色,“动态脑”形象的推导依赖于它,展示的操作流程源于它。在解单题的功能上,之前已经有了不错的进展和体验,但在面临整卷解答时,我们不能简单的理解为解决多题解答的问题,而是要综合考虑整个高考数学体系,其中包括出题系统、答题系统、判卷系统等,这样才能让Aidam按照高考的规则完成整卷的解答任务。


设计调研阶段,在教研部门的协助下我们分析了从2008-2016年所有的高考数学全国卷,研究的范围从试卷的格式、题型对应的题目数量,直至精确到试卷及答题卡每个细节的书写格式,通过不停的改进和补充产品功能上的逻辑来不断训练Aidam学习高考的做题意识并让系统达到真实高考的标准化级别。同时为了提高整卷解答的体验我们主要做了三方面的工作。


1_布局,从左到右将页面分为“预览器”、“计算器”、“答题卡”三个模块,来模拟真实场景中读题、思考、答题的过程顺序;


2_动效,利用“时间差”来强化3个模块间的信息层级和模块间的信息流动。通过动效,用户可以更好的感知信息正在发生的变化,并更好的维持整个系统的连续性体验;

当人们在感知物体运动时,物体的速度决定了物体在页面空间中的关系及功能,当每个模块在发生运动时,我们运用的easing——加速和减速的效果,使得运动更贴近真实,而不是机械化的运动体验造成的消极性影响。


▫ easing 动画调试 / 展开、填充、滚动动效


▫  细节动效


3_功能,对试卷录入、试卷组成、公式渲染的显示、答案输出格式、判卷规则、成绩公布制定详细的标准来解决功能和视觉输出上的稳定性。


整个演算产品最大的挑战就是将“动态脑”、解题UI、和解题引擎进行实时联动。技术上通过搭建“控制台”的方式来达到整体的协调。


视频2:https://v.qq.com/x/page/z0533xeodpj.html



UI中国:Aidam品牌化传播这块,你们是如何考虑和进行的呢?


随着Aidam的产品设计和开发逐步深入,我们开始思考对其进行品牌化传播。在logo设计之初,我们的品牌团队进行了细致的背景调查和理念汇总,最终希望以更前瞻性的视角和视觉语言来让大家认识Aidam,让人们愿意相信科技即将推动教育的进程,人工智能已经走进教育界和我们身边。


通过访谈和总结,首先定义了品牌的四个关键词“教育、挑战、智慧、未来”。这些关键词就是我们着力塑造的品牌方向,将“智能推动未来教育”的品牌理念融入Aidam设计的整个过程。伴随着凌乱的草图和工作台,在几十个方案的设想和尝试后,我们最终确定了Aidam的品牌标识。


Aidam的核心图形 ——“大脑”来源于“动态脑”的形象,是对大脑轮廓简化后的提炼。搭配标准字用来在印刷品、物料等真实介质上使用。担当主标识的职责。辅助图形提取于脑回路的线性结构,4条曲线搭配4种标准色,来分别代表教育、挑战、智慧、未来。在屏幕等虚拟介质上主要以动态方式存在。



字体部分的设计,一方面需要使之更好的与图形相适应,另一方面要赋予它品牌的个性。Aidam形象中最主要的抽象概念是点线间的动态连接,为了延续这种动态的感觉,我们采用极简的无衬线字体作为基本字形,字重的选择上更倾向于轻盈的light字重;字形的设计上做了一些微小的处理,字母a和d的负形部分采用几近正圆形的处理手法,使文字更具有符号性和数字感;为平衡辨识度和整体设计感受,将字形的一部分做成圆角,另一部分维持了基本字形的平直。为了适应不同的延展需求,标志的组合形式也做了相应的设计规范。



Aidam品牌形象落地主要面向于产品本身和6月7日的高考机器人发布会,视觉语言上统一取自辅助图形中曲线的应用。产品部分包括办公用品的延展及线上解题页面的应用;发布会部分包括活动主视觉、工卡、邀请函、Keynote、H5、报纸、车身广告等的应用。





执行落地需要一个复杂的周期,在首要考虑可行性的前提下,我们力求在细节上做出一些“惊喜”。在发布会邀请函的设计中我们采用了动态光栅板的材质,通过上下的摆动,不同的线和点逐渐闪烁起来,像是被赋予了生命。我们希望通过设计,物料也可以和人产生交互。




Aidam项目是一次将“设计、技术、教育”有机结合的尝试,在此过程中我们的设计团队不断的克服压力,进行着一些不曾有过的突破和探索,与大家分享我们的一点经验。伴随着Aidam 134分的成绩和发布会的圆满结束,我们在个性化智能教育产品领域的设计之路也拉开了帷幕,对智慧教育的未来我们充满期待。



UI中国:在主导Aidam项目的设计过程中,您有什么深刻的感受吗?


设计不仅是 “Look and Feel”,更是 “How it works” ,表达产品运转的方式和逻辑。Aidam项目就是既要看到AI解题的过程和结果,又要让人更好的理解它是如何运转的。公司的信任,让整个项目的前端展示环节全部由设计团队来掌控,自动解题的产品设计、Aidam动态形态、品牌落地、发布会设计执行,包含产品、交互、UI、动效、Unity3D、品牌设计等若干技能的交叉应用。过程中团队成员都在不断突破、探索,收获成长。



UI中国:对于设计类似的人工智能产品,能否给大家分享一些小心得呢?


当前涉及到人工智能的产品设计多是toB的,这块的设计方法和思维方式与toC产品有一些明显的区别。就像上面写到的toC产品更倾向于传递感受,而toB的产品设计则更倾向于传递过程。比如Aidam的动态脑其实就是数据可视化的过程。行业整体上目前针对于AI的一些设计经验还是比较少的,我们也希望看到




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