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清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

导语:科学与艺术之间的界限正在消解

8 月 7 日,2020全球人工智能和机器人峰会(CCF-GAIR 2020)在深圳前海华侨城JW万豪酒店启幕。大会由中国计算机学会(CCF)主办,雷锋网、香港中文大学(深圳)联合承办,鹏城实验室、深圳市人工智能与机器人研究院协办。

从 2016 年的学产结合,2017 年的产业落地,2018 年的垂直细分,2019 年的中国人工智能 40 周年,峰会一直致力于打造国内人工智能和机器人领域规模最大、规格最高、跨界最广的学术、工业和投资平台。

8月9日,在『AI艺术』专场上,清华大学未来实验室博士后高峰做了题为《人工智能艺术与设计》的精彩演讲。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

高峰博士同时是“道子科技”创始人,主要研究方向为科学与艺术交叉学科,探索人工智能技术在教育、艺术、医疗健康、安防等领域的前沿应用。演讲中,高峰博士表示,不同时代背景下,艺术的创作手法和表现形式不同。从狩猎到人工智能时代,随着科学技术的进步,艺术和设计变得越来越简单。在他看来,

这种简单,可以让更多的人体会到艺术和设计带来的快乐。同时,也可以让真正的艺术家摆脱枯燥、重复性的工作,专心于艺术的创造与想象。

基于此,高峰博士花费6年时间,与其团队研发出了一款人工智能绘画系统——道子智能绘画系统。该系统利用计算机将自然图像以风格迁移的方式转变成艺术图像,或者通过机械手臂,根据所得艺术图像进行水墨画绘作,实现技术与艺术间的跨界融合。以下是道子AI生成的水墨画图像:

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

高峰博士表示,道子AI系统非常擅长水墨画的创作,此前在央视节目《机智过人》中,绘制了《五道口长卷》和《虾》,其中《虾》还获得了齐慧娟女士(齐白石先生的孙女)的高度赞赏,她说,

“这款智能机器人作为绘画工具,可以说非常合适,它甚至是我非常向往的工具,它已经达到了辅助人类创作的标准,因为它可以更快的把大量的数据、特征提取出来,所以这是一个非常好的、有前景的工具。”

除此之外,高峰博士还谈到,道子AI系统参与到了设计工作中,比如设计具有饕餮纹风格的丝巾,中式简约风格的椅子以及科幻感十足的服装设计等。他表示,之后还会尝试更多方向的AI艺术创作。

另外,为了让道子AI系统更加拟人化,高峰博士团队还设计了“道子白羽”和“九尾狐”两个互动式虚拟形象,并表示具有艺术美感的实体机器人也在进一步研发中。

会后,高峰博士接受了雷锋网编辑的采访。在谈到AI艺术创造的初衷时,高峰博士表示:我的目标是模糊掉科学与艺术之间的界限。在他看来,艺术与科学是不可分割的整体。著名艺术家达芬奇除了绘画也做出非常多科学发明,著名科学家爱因斯坦也很擅长小提琴演奏。

不论是AI艺术,AI机器人,还是其他,人工智能技术发展至今,一直在探讨一个问题,即AI是否会产生独立意识?从AI创作的艺术作品已经颇具成熟度,那么它是否已经可以独立表达意图,形成自己的绘画风格,高峰博士对此给出了回答。

目前来说,AI深度学习算法还处在完成人类设定的目标阶段,换句话说它还没有产生自己的意图和想法,不具备创造和自我意识的能力。但是未来会不会出现,多久之后会出现,一旦出现,我们在伦理、法律、道德层面是否有充足的准备,这些问题有很多国内外的艺术家、哲学家、科学家、心理学家都在探讨。但是我们目前还是以艺术作品的形式去探讨,因为科学这个部分,至少现在我们还没有看到强人工智能的出现。”

以下是高峰博士的演讲全文,雷锋网编辑在不改变原意的基础上进行了编辑和整理:

高峰: 大家好!刚才几位老师们的分享让我们大开眼界,感受到艺术和设计带来的震撼和魅力。今天我跟大家分享的是人工智能艺术与设计,也就是我的主要研究方向。

AI+艺术是一个跨界领域,我们知道科学和艺术关系非常紧密、是不可分割的两个领域。艺术家的想象力往往启发着科学家的创造力。我们经常在一些科幻大片里看到艺术家、编剧、导演为我们勾勒出极具科幻感的未来,而这些艺术家想象出来的“科幻”情景随着时间的推移,有些竟真的变成了我们生活中的技术,由“科幻”变成了“科普”。所以这是非常有意思的跨界领域。

AI时代下的跨界融合

首先我们来谈谈什么是“人工智能艺术与设计”,它是“人工智能时代”独有的、最具代表性的艺术与设计形式。而人工智能时代前面对应的分别是:信息时代、工业时代、农耕时代和狩猎时代。每一个时代都有自己代表性的艺术与设计。

  • 狩猎时代,人类在洞穴墙壁上画牛的图像创作艺术、把磨尖的石头捆绑在木棒上设计成打猎用的长矛;

  • 在农耕时代,人类不用再整天追着猎物跑了,可以安心坐下来在陶罐陶碗上创作绘画艺术、设计高效率的农耕用品和精美的建筑;

  • 到工业时代,人类用更加可复制的方式创作艺术,比如丝网印刷版画、摄影、电影等等、工业设计也流行起来,从产品生产线的设计,到结构、包装、广告的设计;

  • 信息化时代,电脑和信息技术的出现,让艺术与设计方式更加有趣,艺术家使用新媒体交互技术创作艺术,使艺术品能够直接和观赏者交流互动、设计师使用网络和计算机作为工具来设计人与机器的交互方式,以及在虚拟空间中人与人的交互方式;

  • 再到人工智能时代,艺术家用人工智能机器学习相关技术来创作艺术,表达自己的想法和概念、设计师用神经网络模型创造自己的设计工具和助手,替代一些繁琐而枯燥的工作。

从狩猎到人工智能时代,艺术和设计变得越来越简单,更多的人可以享受到艺术和设计所带来的快乐。同时,对于真正的艺术家而言,他们可以将更多的精力放在那些最需要创造力、想象力和情感的部分,剩下的只需要交给人工智能去完成。接下来,我们就从人工智能艺术开始说起。

AI水墨画艺术

这是一组道子人工智能绘画系统的艺术作品。我们让计算机神经网络学习数百张人类画家的绘画图像,从而让计算机提取和掌握这种绘画风格,再输入给这个训练好的风景照片图像,通过计算机视觉风格迁移技术,我们就可以得到融合了照片的内容和绘画的风格的新的艺术图像。我们可以看作这是一幅计算机“创作”的艺术图像。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

左侧为学习了徐悲鸿作品后生成的水墨马,右侧是学习了黄宾虹之后生成的山水画

计算机学习绘画风格和创作绘画的速度非常快,不像人类好学习好几年才能掌握一种风格,计算机可能一晚上就提取出了某种绘画的风格,并能熟练地运用到创作中。

此前,我们为中央电视台一频道《机智过人》节目创作了一幅具有宋代绢本绘画风格的人工智能绘画《五道口长卷》,其中,我负责取材和构图,人工智能负责风格化和配色,人机结合共同完成了一幅人工智能艺术作品,当时把机智过人节目中的嘉宾也画了进去,包括撒贝宁、韩雪、朱广权等等,描绘了当下时代首都北京五道口地区的繁华景象。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

在这个节目中还有一个很有意思的环节,就是让人工智能和两位真人画家一起画虾,看观众和嘉宾能否猜出哪个是人工智能画的,我们还有幸请到了画虾大师齐白石先生的孙女齐慧娟女士作为检验官,看看计算机学习了齐白石的风格后画的虾合不合格。

现场我们准备了一缸活虾,计算机通过一个摄像头采集虾的图像,两位真人画家用眼睛观察虾的样貌,各自完成了自己的绘画作品,最终三幅作品是这样的,其中只有一幅是计算机画的,就是最左边的1号作品,现场观众和嘉宾一开始都没猜出来哪一幅是机器画的。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

齐慧娟女士一眼就看出哪幅是机器画的,但依然给了我们很高的评价,她说:

“这款智能机器人作为绘画工具,可以说非常合适,它甚至是我非常向往的工具,它已经达到了辅助人类创作的标准,因为它可以更快的把大量的数据、特征提取出来,所以这是一个非常好的、有前景的工具。”

之后,我们用同样的人工智能方法还为意大利前总理伦奇绘制了水墨画肖像,他很喜欢。

其实,AI画作的艺术水平早已受到认可。2018年国外知名公司佳士得曾拍卖过一幅人工智能画作,以将近300万元人民币的价格成交。

当然除了这种生成的艺术绘画图像以外,道子系统也可以控制机械臂在宣纸上绘画,我们在淘宝造物节活动上推出过AI国画机器人,它能够夹着沾墨后的毛笔在空白的伞面上创作水墨画。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

后来演过《甄嬛传》的演员热依扎很喜欢道子机器人画的伞,我们就送给了她一把,没想到后来我们摊位就被挤爆了,每天拍卖售出无数把人工智能创作的绘画。

除了中国传统的水墨画风格以外,道子人工智能系统也能创作比较抽象的绘画,而且这种抽象的绘画不需要输入照片作为参考,完全从一张白纸开始,一晚上就能创作出60多万幅,我们选出了一些自己比较喜欢的送给了微软、阿里巴巴等企业高管,据说他们都很喜欢并且挂在了自己的办公室里。

AI设计艺术

人工智能设计,类似于学习画家的艺术风格。我们发现深度神经网络也能够学习设计师的设计风格,随后我们开始训练道子系统做设计,它的第一个设计方向是平面纹样。我们让计算机学习了饕餮纹纹样,之后结合新加坡鱼尾狮图形,最后生成了具有饕餮纹风格的鱼尾狮纹样,如图,

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

我们觉得它很像一条丝巾,于是找了中国最好的丝巾品牌万事利,希望他们帮我们生产成丝巾送给新加坡电视台,万事利总裁很开心,表示他们一直在寻找这种能够做设计的人工智能,于是我们一拍即合,一起用人工智能设计、万事利生产,联合推出了一个新的丝巾系列产品,这个系列有四款图案都是人工智能生成的,可能至今还有很多人不知道他们买的丝巾是人工智能设计的。后来我们在意大利的罗马,“一带一路”丝绸之路展览里展出了这个系列,效果也不错。

知名设计师唐诺曼此前接受记者采访时提到,人机结合最有可能设计出好的产品。在他看来,越来越多的产品已经由人机协同设计,机器、计算机发挥的作用越来越大。人类负责做一些创造力、情感相关的工作,机器做一些重复性、琐碎、枯燥的工作。

所以我们又开始尝试让人工智能设计一把椅子。椅子是很有意思的生活用品,有的时候它代表了一个人的职业属性,或是表达一种生活方式。我们给道子系统输入了8万多张人类设计师设计的椅子图像,经过学习和计算,生成了30多万张新的椅子设计草稿,再由人类设计师细化形成了比较有中式圈椅风格和西方流线型简约风格的椅子。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

左侧为设计草稿,右侧为铜质实体

后来,为了能够让这些艺术作品长久地保留在世界上,我们用三维软件生成了立体模型,并找厂家做成一体浇灌式的铜质实体。椅子重达100多公斤,目前在清华大学向外展出。 

凭借以上这些在人工智能艺术与设计领域的探索,我还获得了被誉为中国艺术界奥斯卡奖的“第十二届中国艺术权力榜年度探索奖“。

为了进一步验证人工智能的设计能力,我们也尝试了服装设计,由人工智能设计概念稿,人类设计师进行细化,逐步做成兼具舒适性与美观性的成衣。我们还为这个项目设计制造了人工智能验布机,用到了很多人工智能机器视觉技术,比如智能摄像头,可以自动检测纺织布料残次部位并标注。后来这款智能验布机还受到很多其它纺织厂的欢迎,收获了一批订单。

AI系统拟人化,从虚拟到实体

做了这么多有趣的尝试和艺术、设计,那么你们的人工智能艺术家、设计师到底长什么样?很多朋友这样问我,因此我们决定为这些AI程序设计直观的虚拟形象。目前市面上已经有很多成熟虚拟人,比如小爱同学,微软小冰,初音未来等等,都受到粉丝欢迎。

最终做出了两个版本的虚拟人。第一版叫道子白羽,它结合了古装和科技风格,可以实现语音交互。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

第二版是道子九尾狐,我们做成了类全息的显示设备,可以完成前台、礼仪等接待工作。这些作品已经在华美术馆的”机器-人-艺术-时代“的展览对外呈现。

除此之外,我们开始设计和制造实体的机器人,其实这个难度非常大,不同于印象中的工业机器人,我们希望打造一款具有艺术美感,与人协作的机器人。

清华大学高峰:AI重新定义艺术 | CCF-GAIR 2020

这款机器人的原型机已经作为艺术品在华美术馆进行展览。除此之外,我们关于人工智能技术的探索还包括教育机器人、脑机接口等,之后的进展和成果会第一时间和大家分享。

以上是我今天的演讲,谢谢大家!
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