设计科学

“当然,每个科学家在促进公众对科学的理解方面都承担着部分职业责任”

将设计带入科学


设计对科学的好处远大于对设计科学的好处。

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在乌尔姆设计学院的预科课程中锻炼。 1958-59

设计和科学之间存在困难的关系。 或者,更确切地说,设计与科学之间存在困难的关系。 另一方面,科学与设计几乎没有关系,并且通常不理会设计界的兴奋和焦虑。

从历史上看,设计几乎与科学无关。 正如您可以轻松地按名称理解的那样,装饰艺术是现代设计的基础之一,它更接近于艺术而不是科学。 设计师和艺术家经常在大学的同一系学习,并且思考的方式几乎相同。 在整个20世纪,艺术启发了设计,有时反之亦然。 对于许多人来说,设计最初是对我们日常生活中所围绕的产品和物品的优雅和表现力美学的渴望。

因此,从历史上看,设计更接近视觉艺术,而不是科学。 但这不是那么简单。

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尽管美学曾经是并且一直是设计的主要主题,但科学技术一直在设计史上发挥着重要作用。 科学发现导致了新技术,新材料和新社会空间的出现。 但是正是开发和设计使这些技术创新成为可能,并为公众所接受。 因此,可以说设计使科学进步可见并可用。

这个过程不仅限于自然科学。 1925年,奥托·纽拉特(Otto Neurath)创建了“维也纳精细统计维也纳方法”,该方法在1934年成为ISOTYPE-一种表示定量信息的象征方式。 Otto Neurath与设计师Marie Neurath(néeReidemeister)和Gerd Arnz共同创造了一种新的视觉语言,试图以如画的形式解释世界的复杂性。 他们的目标是以一种公众可以理解的方式交流社会和科学数据。

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信息图形ISOTYPE的典型示例。 注意左侧的传送带!

奥托·诺拉特(Otto Neurath)是逻辑实证主义的热心追随者。 他相信经验观察和哲学话语理性原因的创造。 如果争论的根源不是经验观察,那么他就以打断哲学辩论而闻名,“喊玄喻!”。 因此,他当然不是对表达的美学和对设计的艺术解释感兴趣的人。 然而,ISOTYPE是图形设计历史上非常重要的里程碑。

ISOTYPE的伟大成就是使用正式的可视化设计语言传输了复杂的统计数据,使观察者可以快速了解字符与数据之间的关系。 Neurath在其开创的著作《国际图片语言》(国际图片描述语言)中声称,视觉语言不能代替口头语言,但他还展示了字符和图像在解释复杂过程或传输统计数据方面的强大功能。 因此,ISOTYPE是使用该设计进行科学数据传输的最初尝试之一-在这种情况下,主要用于社会科学和历史数据的传输。

随后,在乌尔姆设计学院(HulschulefürGestaltung Ulm /乌尔姆设计学院)也采用了这种“理性”的设计方法。 1953年,乌尔姆设计学院接纳了第一批学生。 从一开始就很明显,这不仅与表面美学有关。 设计具有社会和政治责任。 而且,他只有变得更加客观和科学,才能应对这一责任。

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在乌尔姆设计学院的预科课程中锻炼。 学生:约翰·洛特斯(John Lottes); 授课教师:Anthony Froshaug; 1958-59; 由HfG-Archiv提供/乌尔默博物馆

乌尔姆设计学院设计培训的重要部分是创建设计决策的理论基础和合理理由。 另外,不仅解决问题的方法是有条理的,而且设计过程的目的也是目标。 根据乌尔姆设计学院的思想和理想,设计必须参与社会和知识的进步。 乌尔姆设计学院的设计方法是否是“科学的”问题仍然是科学讨论的主要主题之一,但是可以自信地说,这种方法已经将问题的一种智力表达形式引入了设计过程,该方法一直在积极使用。 。

科学界从未对设计界特别感兴趣。 但是在20世纪下半叶,人们认识到科学存在传播问题。 1985年,皇家学会发表了一份题为“公众对科学的理解”的报告,该报告对人们产生了巨大影响。 该报告认识到与公众分享研究结果的重要性。 尽管有时不时提及“设计”一词,但可以注意到,该报告已反复提及设计与科学之间的关系。

设计职责相当明显。 对于公众来说,历史,科学过程及其结果的反映是设计的一项相当艰巨的任务。 在这种情况下,设计提供了巨大的能力和机会。 无论是创建博物馆博览会,设计图表或实验的交互式建模,设计都可以以智能,信息丰富且令人愉​​悦的方式传达科学思想。 为此,设计人员必须与科学家和通讯员紧密合作,并传达正确的信息和适当的复杂程度。

从这个意义上说,设计解释了科学,并将这种解释变成了具体的人工制品。 这种解释对于找到合适的科学陈述的文本,视觉和互动形式非常重要。

但是,重要的是要注意,此过程不能单方面进行。 科学也有自己的责任。 尽管“公众对科学的理解”报告指出,“每个科学家当然都有促进公众对科学理解的职业责任的一部分”,但报告还指出,“在科学界内部,与投入资金相关的问题仍然令人厌恶媒体。“三十年过去了,情况没有改变。每个曾经与科学家合作的设计师都知道,科学信息的传递确实​​是一项艰巨的任务。

我们必须认识到,科学进步已经达到了难以解释的深度和复杂性。 几乎不可能传达各个方面。 弦论并不简单。 气候研究存在许多不确定性。 此外,科学是高度专业化的。 有许多科学学科和子学科。 甚至相似的学科有时也无法相互理解。 但是我们还必须认识到,为了使公众更好地理解科学,科学界必须与作家和设计师更多地合作。

如果科学要在公众辩论,大众文化和通识教育中发挥更积极的作用,它需要适应并更好地理解设计策略。 公众对科学的理解是一种合作。 在这项工作中,设计起着重要作用。

因此,过去,科学与设计之间的关系主要是通过使项目更科学,使用设计使科学更易于理解的尝试来主导。

当然,所有这些都是很棒的。 但是我认为设计具有更多功能。 我相信设计可以促进科学进步。 设计可以是科学的一部分,应该如此。 我建议不要将科学引入设计,而应该将科学引入设计。

设计-尤其是交互式设计-具有许多可以对科学进步做出重大贡献的品质,策略和方法。 由于“设计”仍与诸如营销,广告,表面美学,奢侈品和商业主义之类的事物联系在一起,所以这种说法可能令人惊讶-并且对某些人而言是冒犯性的。 尽管这种关联并非完全错误,但它完全忽略了对科学极为有价值的设计方面:创新,以消费者为中心,深刻的美学,解决问题和上下文意识。 而且,正如我之前提到的,即使设计过程的直观方面也不是不合理的。

与其详细解释这些方面,不如通过在具体示例中说明此主张,最好在科学的背景下展示设计的力量和潜力。 在波茨坦的界面开发计划中,我们已经与科学家合作了很多年。 由于我们的发展,我们为研究项目做出了贡献,并为科学工作带来了新的优势。

以下开发项目展示了科学设计的力量和潜力,并引起您的注意。

自然科学设计


器官产生器-生物计算机化设计
罗马·格蕾丝

在撰写硕士论文的过程中,Roman Gracie与一组研究人员合作,他们正在研究有机组织3D打印的可能性。 他确定了许多可以通过设计解决的研究问题。 自从他被团队完全接纳以来,他与研究人员紧密合作,为该项目做出了许多令人印象深刻的贡献。

生物印刷是一种相当新的技术。 它允许您逐层构建活体组织,目前用于创建单独设计的微型器官。 这项技术的进一步发展旨在打印用于医学移植的全功能器官。 该项目中使用的打印机是Cellmicks Cellmaker,它使用立体光刻技术和特定的生物“墨水”来打印复杂的微型器官。 它具有高达10微米的分辨率。

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Cellbricks 3D生物打印机的Bloodline Alpha 1软件原型

论文的出发点是为3D生物打印机建模的软件界面的开发。 尽管此主题本身是一种挑战,但它变成了原型应用程序“ Bloodline Alpha 1”,因此论文又迅速发展为更为复杂的研究。 小说触及了有关这些类器官体形式的许多问题。 他将生成设计的原理应用于类器官的血管方面,并创建了一个参数化系统,使他和研究团队可以基于相同的生成原理创建大量不同的模型。 该系统为进一步的实验创造了一个灵活但可控的环境。

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使用生成设计构建血管系统的结果

该系统体现在主要软件应用程序的界面和交互设计中,该软件用于对类器官的数据建模-所谓的器官“砖”。

根据在开发系统和软件界面中获得的想法,Roman能够将设计问题进一步向前发展。 他转向一个问题,即如果印刷的器官不存在于人体之外,它们将如何看起来和起作用。

我们的器官是在三个维度上在复杂有机表面上重复的图案。 这些模式是基于功能单元在人体密集的空间结构中的位置。

Organ Generator证明了将设计师纳入研究组的重要性。 项目贡献在很大程度上取决于项目的规模和结果的质量。 在该项目中,设计不仅反映了科学信息,而且还优化了软件界面。 设计探讨了项目固有的问题和可能性。 因此,设计会影响科学,反之亦然。

论文项目“器官发生器”,波茨坦应用科学大学界面开发计划
主持人:鲍里斯·穆勒教授和马蒂亚斯·克朗教授
合作伙伴:Cellbricks GmbH和Intuity Media Lab GmbH

人文设计


VIKUS查看器

凯瑟琳·格林卡(Catherine Glinka),克里斯托弗·派恩(Christopher Pitch)和玛丽安·杜克(Marian Durk)教授

在过去的几年中,许多文化机构都对其收藏进行了数字化处理。 在许多情况下,存储集合的媒体数据库包含详细的高质量内容。 但是数据库通常缺少用于处理数字化资料的界面。 没有足够的工具来研究,可视化,组织和理解文化收藏品,以帮助科学家开展工作。

VIKUS研究项目的目标是研究数据可视化和图形用户界面在数字化文化收藏研究和检查中的作用。 我们的研究人员团队设计,开发和评估交互式系统,以支持从事文化收藏工作的科学家和学者。

VIKUS项目的成果之一是Past Visions对VIKUS Viewer的交互式可视化。

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弗雷德里克·威廉四世历史绘画的可视化

可视化基于普鲁士的弗里德里希·威廉四世(1795-1861)的数字图纸集。 这些图画反映了他对艺术和建筑的个人观念,以及他的文学影响或当代事件,例如战争和革命。 该数据库包含1492个高分辨率图像,其中包括图形,缩略图和关联的元数据。

交互式可视化为用户提供了多种组织,研究和协调图像的方式。 它的实现类似于动态画布,在画布上按年份或根据相似度分配图纸。 交互式过滤和缩放工具使可视化变得非常灵活和强大,因为用户可以无缝地从高级视图移动到群集和特写。



这种可视化功能使文化工作者可以根据时间和主题方面查看收藏并进行探索,而无需以普通图形的形式抽象呈现单个图纸。 交互式可视化显示了集合中的临时结构和主题结构,并使得可以高分辨率检查单个图形的扫描。

VIKUS Viewer为文化工作者提供了一种创新,有价值和有效的方式来处理数字文化收藏。 这是一个经过精心设计的研究工具,可以产生否则会丢失或看不见的新想法。

正如技术为科学家提供了用于测量,记录和分析的新技术工具一样,设计为科学提供了用于研究和评估数据的新概念工具。

气候影响研究中的设计


二氧化碳排放简史

朱利安·布朗(Julian Brown),埃尔玛·克里格勒(Elmar Krigler)博士,鲍里斯·穆勒(Boris Muller)教授等。

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气候变化是21世纪最重要的挑战之一。 这个问题正在悄无声息地出现,因为这是一个持续多年的渐进过程。 仅当发生飓风或大洪水等灾害时,才广泛讨论气候变化。 但这是对全球稳定的严重威胁,需要对此加以理解,并需要采取一些措施。

正如波茨坦气候变化研究所(PIK)的同事Elmar Kriegler所说:“今天,气候变化已经在发生(自工业化前以来变暖了1度),即使我们考虑到《巴黎协定》将得到成功执行,气温上升也将持续到中期。世纪(温度到2050年将再升高半度或稍高一点)。 因此,无法避免某些灾难,例如暴风雨,酷暑和干旱,海平面上升,珊瑚礁褪色,但目标是避免最严重的灾难。

温室气体排放是气候变化的主要问题之一。 波茨坦与波茨坦气候变化研究所,应用科学大学城市复杂性实验室一起制作了一部有关二氧化碳排放和全球变暖的短片。 在影片《二氧化碳排放简史》中,我们介绍了二氧化碳排放的地理分布和历史测量。



我们的字面意思是要显示过去250年内何时何地排放二氧化碳-如果不采取任何行动,那么在未来80年内可以在哪里排放。 通过可视化二氧化碳的全球分布和累积量,我们能够创建令人印象深刻的图像,非常清晰地显示出主要的二氧化碳排放区域和时间间隔。短片格式也使我们有机会提供背景和讲故事。因此,数据不仅是可视化的,而且是叙述的一部分。我们认为,事实与讲故事的结合是一种向广大听众介绍气候变化的原因和后果的极好的形式。

我们的目标不仅是提高对气候变化的认识,而且要平衡事实和数据。只有与气候学家合作才能做到这一点。来自波茨坦气候变化研究所的团队选择了有关此主题的最新信息和最权威的信息资源。一个重要的来源是来自二氧化碳信息分析中心的数据。它提供了化石燃料燃烧和水泥生产产生的“网格”(即空间分布)CO2排放的最长时间序列。

尽管我们的短片主要是传递科学信息,也是“公众对科学的理解”的典范,但与波茨坦气候变化研究所的研究人员的合作为双方都提供了信息和启发。这催生了SENSES项目,该项目将解决更广泛地可视化全球气候变化方案的挑战。

结论


科学是现代世界最重要的基础之一。这不仅对于自然科学,对于人文科学都是如此。最初,设计介于艺术和技术之间。但是随着数字技术的发展,它与更广泛的主题和问题变得越来越相关。我们已经达到了设计可以作为科学进步做出贡献的地步。他真的成为了科学的一部分。

当然,最重要的贡献之一就是最广泛意义上的可视化。设计师是图像制作者。如今,图像在科学信息的传递和科学工作本身中起着非常重要的作用。如果您的科学工作涉及任何类型的图像,那么您正在处理设计问题。要求设计师以科学的完整性解决这些问题。

但是,除了创建图像之外,设计还可以在科学工作中发挥重要作用。设计师被教导解决问题并成为共同作者。正如器官生成器项目所显示的那样,设计师可以作为研究项目的一部分做出宝贵的贡献。

因此,科学必须与设计结合起来,反之亦然。为此,两个区域必须更加开放并彼此互动。科学界不仅应将“设计”理解为“公众对科学的理解”,还应将其理解为能够为科学工作做出贡献的领域。相同的规则适用于设计。如果设计要对世界上发生的事情负责,它需要与科学学科进一步融合,并将设计固有的品质转移给科学。

这不会使设计保持不变。这将是我们今天如何教授设计以及如何应用设计的挑战。我们将需要设计和科学可以平等相遇的新空间。我们将需要需要设计师参与的新形式的研究资金。我们需要在科学和设计领域的协作中实现卓越潜力。

我坚信,作为信息传播专家的设计师,问题解决者,图像作者,创作者和合著者可以为科学进步做出重要而宝贵的贡献。

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Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN436096/


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