Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Алгоритмический дизайн» перенаправляется сюда. Для разработки алгоритмов см. Алгоритм § Дизайн .
Схема генеративного дизайна как итеративного процесса
Samba, предмет мебели, созданный Guto Requena с генеративным дизайном

Генеративный дизайн - это итеративный процесс проектирования, который включает в себя программу, которая будет генерировать определенное количество выходных данных , удовлетворяющих определенным ограничениям , и проектировщика, который будет точно настраивать возможную область , выбирая конкретные выходные данные или изменяя входные значения, диапазоны и распределение. Дизайнер не обязательно должен быть человеком , это может быть тестовая программа в тестовой среде или искусственный интеллект , например, генеративная состязательная сеть . Дизайнер учится в Уточнитьпрограмма (обычно включающая алгоритмы ) на каждой итерации, поскольку их цели проектирования со временем становятся более четкими . [1]

На выходе могут быть изображения , звуки , архитектурные модели , анимация и многое другое. Поэтому быстрый способ изучения возможности дизайна , которые используются в различных проектных областях , таких как искусство , архитектура , дизайн связи и дизайн продукта . [2]

Процесс в сочетании с мощностью цифровых компьютеров , которые могут исследовать очень большое число возможных перестановок раствора позволяет дизайнерам для создания и тестирования совершенно новые варианты, вне какой человек в одиночку мог совершить, чтобы прийти к наиболее эффективной и оптимизированной конструкции. Это имитирует характер «S эволюционного подхода к проектированию через генетическую изменчивость и отбор . [ необходима цитата ]

Генеративный дизайн становится все более важным, во многом благодаря новым программным средам или возможностям написания сценариев, которые позволили относительно легко реализовать свои идеи даже для дизайнеров с небольшим опытом программирования. [3] Кроме того, этот процесс может создавать решения существенно сложных проблем, которые в противном случае были бы исчерпывающими по ресурсам, с альтернативным подходом, что делает его более привлекательным вариантом для проблем с большим или неизвестным набором решений. [4] Это также упрощается с помощью инструментов из имеющихся в продаже пакетов САПР . Становятся более доступными не только инструменты реализации, но и инструменты, в основе которых лежит генеративный дизайн. [5]

Генеративный дизайн в архитектуре [ править ]

Генеративный дизайн в архитектуре - это итеративный процесс проектирования, который позволяет архитекторам исследовать более широкое пространство решений с большими возможностями и творчеством . [6] Архитектурный дизайн долгое время считался опасной проблемой . [7] По сравнению с традиционным нисходящим подходом к проектированию, генеративное проектирование может эффективно решать проблемы проектирования, используя восходящую парадигму, которая использует параметрические определенные правила для генерации сложных решений. Само решение затем превращается в хорошее, если не оптимальное, решение. [8]Преимущество генеративного проектирования в качестве инструмента проектирования заключается в том, что он не создает фиксированные геометрические формы, а использует набор правил проектирования, которые могут генерировать бесконечный набор возможных проектных решений. Сгенерированные проектные решения могут быть более чувствительными, отзывчивыми и адаптивными к серьезной проблеме.

Генеративный дизайн включает определение правил и анализ результатов, которые интегрированы с процессом проектирования. [9] Определяя параметры и правила, генеративный подход может обеспечить оптимальное решение как для структурной стабильности, так и для эстетики. Возможные алгоритмы проектирования включают клеточные автоматы , грамматику форм , генетический алгоритм , пространственный синтаксис и, совсем недавно, искусственную нейронную сеть . Из-за высокой сложности созданного решения вычислительные инструменты на основе правил , такие как метод конечных элементов и оптимизация топологии , более предпочтительны для оценки и оптимизации созданного решения.[10] Итерационный процесс, обеспечиваемый компьютерным программным обеспечением, позволяет использовать метод проб и ошибок при проектировании и вовлекает архитекторов, вмешивающихся впроцесс оптимизации .

Исторический прецедент , работа включает в себя Антонио Гауди «s Sagrada Familia , в котором используется правило на основе геометрических форм для структур, [11] и Букминстер Fuller » s Montreal Биосферы где правила для создания отдельных компонентов предназначены, а не конечный продукта. [12] Более поздние случаи генеративного дизайна включает в себя Фостер и партнеров " Королева Елизавета II Большой суд , где мозаичная стеклянная крыша была разработана с использованием геометрической схемы для определения иерархических отношений, а затем генерируются раствор оптимизируется на основе геометрического и структурного требование. [13]

См. Также [ править ]

  • Компьютерное искусство
  • Компьютерно-автоматизированное проектирование
  • Обратная связь
  • Генеративное искусство
  • Генетические алгоритмы
  • Параметрический дизайн
  • Процедурное моделирование
  • Генерация случайных чисел
  • Системная динамика
  • Оптимизация топологии

Ссылки [ править ]

  1. ^ Meintjes, Кит. " " Generative Design "- Что это? - CIMdata" . Проверено 15 июня 2018 .
  2. ^ ENGINEERING.com. «Генеративный дизайн: путь к производству» . www.engineering.com . Проверено 5 декабря 2019 .
  3. ↑ Шваб, Кэтрин (16 апреля 2019 г.). «Это первый коммерческий стул, созданный с использованием генеративного дизайна» . Быстрая компания . Проверено 13 августа 2019 .
  4. ^ Прасанта, Раджамони, Шанкар А. Розенблум, Пол S .; Вагнер, Крис Бозе (04.09.2014). Дизайн на основе композиционной модели: генеративный подход к концептуальному дизайну физических систем . Университет Южной Калифорнии. OCLC 1003551283 . 
  5. ^ Андерсон, Фрейзер; Гроссман, Тови; Фитцморис, Джордж (2017-10-20). Цепи триггера-действия: использование генеративного дизайна, чтобы позволить новичкам разрабатывать и создавать схемы . ACM. С. 331–342. DOI : 10.1145 / 3126594.3126637 . ISBN 9781450349819. S2CID  10091635 .
  6. ^ Криш, Сивам (2011). «Практический метод генеративного дизайна». Компьютерный дизайн . 43 (1): 88–100. DOI : 10.1016 / j.cad.2010.09.009 .
  7. ^ Риттель, Хорст WJ; Уэббер, Мелвин М. (1973). «Дилеммы в общей теории планирования» (PDF) . Политические науки . 4 (2): 155–169. DOI : 10.1007 / bf01405730 . S2CID 18634229 . Архивировано из оригинального (PDF) 30 сентября 2007 года.  
  8. ^ Митчелл, Мелани; Тейлор, Чарльз Э (1999). «Эволюционные вычисления: обзор». Ежегодный обзор экологии и систематики . 30 (1): 593–616. DOI : 10.1146 / annurev.ecolsys.30.1.593 .
  9. ^ Ши, Кристина; Айш, Роберт; Гуртовая, Марина (2005). «К интегрированным инструментам генеративного проектирования, ориентированным на производительность». Автоматизация в строительстве . 14 (2): 253–264. DOI : 10.1016 / j.autcon.2004.07.002 .
  10. ^ Dapogny, Чарльз; Фор, Алексис; Михайлидис, Георгиос; Аллер, Грегуар; Кувелас, Агнес; Эстевес, Рафаэль (2017). «Геометрические ограничения для оптимизации формы и топологии в архитектурном проектировании» (PDF) . Вычислительная механика . 59 (6): 933–965. Bibcode : 2017CompM..59..933D . DOI : 10.1007 / s00466-017-1383-6 . S2CID 41570887 .  
  11. ^ Эрнандес, Карлос Роберто Барриос (2006). «Мыслящий параметрический дизайн: введение параметрического Гауди». Исследования дизайна . 27 (3): 309–324. DOI : 10.1016 / j.destud.2005.11.006 .
  12. Перейти ↑ Edmondson, Amy C (2012). «Структура и целостность рисунка». Более полное объяснение: синергетическая геометрия Р. Бакминстера Фуллера (PDF) . Springer Science & Business Media. п. 54-60. DOI : 10.1007 / 978-1-4684-7485-5 . ISBN  978-0-8176-3338-7.
  13. ^ Уильямс, Крис JK (2001). Берри, Марк; Датта, Самбит; Доусон, Энтони; Ролло, Джон (ред.). Аналитическое и численное определение геометрии крыши Большого двора Британского музея (PDF) . Труды математики и дизайна 2001: третья международная конференция. 200 . Джилонг ​​Вик Австралия: Университет Дикина. С. 434–440. ISBN  0-7300-2526-8.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Гэри Уильям Флейк: «Вычислительная красота природы: компьютерные исследования фракталов, хаоса, сложных систем и адаптации» . MIT Press 1998, ISBN 978-0-262-56127-3 
  • Джон Маэда: Дизайн по номерам , MIT Press 2001, ISBN 978-0-262-63244-7 
  • Криш, Сивам (2011). «Практический метод генеративного дизайна». Компьютерный дизайн . 43 : 88–100. DOI : 10.1016 / j.cad.2010.09.009 .
  • Селестино Содду: статьи о генеративном дизайне (1991-2011) на http://www.generativedesign.com/papers.html