本书的研究对象为数字形态，其可以按照设计形态学中关于形态的定义分为三类：（1）基于本体论属性的数字自然形态；（2）基于认识论属性的数字人工形态；（3）基于本体论 认识论属性的数字智慧形态。本书所基于的数字设计研究方法为设计空间，它是将实际的设计问题转化为数字镜像空间的优化设计方法。设计空间的两个核心研究问题是探索与优化，即运用设计空间探索在设计空间中产生大量的设计方案，进而再通过设计空间优化对设计空间中的设计方案进行优化及定量评价，以选出最佳设计。将设计空间方法应用于数字形态的三个不同的形态类别，得到三类不同属性的设计空间：（1）基于数字自然形态的生成式设计空间。其在探索阶段强调以设计变量为核心的研究方法，在优化阶段适用于功能、性能优化问题；（2）基于数字人工形态的计算式设计空间。其在探索阶段强调以规则系统为核心的研究方法，在优化阶段适用于视觉、美学问题的优化；（3）基于数字智慧形态的生成 计算式设计空间。其在探索阶段强调人机协同的设计创新方法，在优化阶段侧重于主观决策与评价问题的研究。基于上述理论建构与方法提炼，本书以通过设计做研究的方式，探索人机协同设计的创新方法。