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。