Генеративный дизайн - Википедия - Generative design

«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 является итеративный дизайн процесс это включает программа что будет генерировать определенное количество выходы которые соответствуют определенным ограничения, а дизайнер это точно настроит возможный регион путем выбора конкретного выхода или изменения входных значений, диапазонов и распределения. Дизайнер не обязательно должен быть человек, это может быть тест программа в тестовой среде или искусственный интеллект, например порождающая состязательная сеть. Дизайнер учится к уточнять программа (обычно включающая алгоритмы ) с каждой итерацией как их дизайн цели стать лучше определенный через некоторое время.[1]

Выход может быть изображений, звуки, архитектурные модели, анимация, и многое другое. Поэтому это быстрый метод изучения возможностей дизайна, который используется в различных областях дизайна, таких как Изобразительное искусство, архитектура, коммуникационный дизайн, и дизайн продукта.[2]

Процесс в сочетании с мощность цифровых компьютеров, которые могут исследовать очень большое количество возможных перестановки Решение позволяет дизайнерам создавать и тестировать совершенно новые возможности, выходящие за рамки того, что может сделать один человек, для создания наиболее эффективного и оптимизированного дизайна. Это имитирует природу С эволюционный подход к дизайну через генетическая вариация и отбор.[нужна цитата ]

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

Генеративный дизайн в архитектуре

Генеративный дизайн в архитектура это итеративный процесс проектирования, который позволяет архитекторам исследовать более широкое пространство решений с большим количеством возможностей и креативность.[6] Архитектурный дизайн издавна считался злая проблема.[7] По сравнению с традиционным нисходящим подходом к проектированию, генеративное проектирование может эффективно решать проблемы проектирования за счет использования восходящей парадигмы, 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 дизайнерские решения могут быть более чувствительными, отзывчивыми и адаптивный к злой проблеме.

Генеративный дизайн включает определение правил и анализ результатов, которые интегрированы в процесс 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, грамматика формы, генетический алгоритм, синтаксис пробела, и совсем недавно искусственная нейронная сеть. Из-за высокой сложности созданного решения, основанный на правилах вычислительные инструменты, такие как метод конечных элементов и оптимизация топологии, предпочтительнее оценивать и оптимизировать сгенерированное решение.[10] Итерационный процесс, обеспечиваемый компьютерным программным обеспечением, позволяет методом проб и ошибок подход в дизайне, и вовлекает архитекторов, вмешивающихся в оптимизация процесс.

Историческая прецедентная работа включает Антони Гауди с Саграда Фамилия, который использовал геометрические формы на основе правил для конструкций,[11] и Бакминстер Фуллер с Монреаль Биосфера где правила для создания отдельных компонентов разрабатываются, а не конечного продукта.[12] Более свежие примеры генеративного дизайна включают Фостер и партнеры ' Великий двор королевы Елизаветы II, где мозаичная стеклянная крыша была спроектирована с использованием геометрической схемы для определения иерархических отношений, а затем сгенерированное решение было оптимизировано на основе геометрических и структурных требований.[13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Meintjes, Кит. ""Генеративный дизайн "- Что это? - CIMdata". Получено 2018-06-15.
  2. ^ ENGINEERING.com. «Генеративный дизайн: путь к производству». www.engineering.com. Получено 2019-12-05.
  3. ^ Шваб, Кэтрин (16 апреля 2019 г.). «Это первый коммерческий стул, созданный с использованием генеративного дизайна». Быстрая Компания. Получено 13 августа 2019.
  4. ^ Прасанта, Раджамони, Шанкар А. Розенблум, Пол С.; Вагнер, Крис Боз (2014-09-04). Дизайн на основе композиционных моделей: генеративный подход к концептуальному проектированию 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. Дои:10.1145/3126594.3126637. ISBN  9781450349819. S2CID  10091635.
  6. ^ Криш, Сивам (2011). «Практический метод генеративного дизайна». Системы автоматизированного проектирования. 43 (1): 88–100. Дои:10.1016 / j.cad.2010.09.009.
  7. ^ Rittel, Horst W. J .; Уэббер, Мелвин М. (1973). «Дилеммы в общей теории планирования» (PDF). Политические науки. 4 (2): 155–169. Дои:10.1007 / bf01405730. S2CID  18634229. Архивировано из оригинал (PDF) 30 сентября 2007 г.
  8. ^ Митчелл, Мелани; Тейлор, Чарльз Э (1999). «Эволюционные вычисления: обзор». Ежегодный обзор экологии и систематики. 30 (1): 593–616. Дои:10.1146 / annurev.ecolsys.30.1.593.
  9. ^ Шиа, Кристина; Айш, Роберт; Гуртовая, Марина (2005). «На пути к интегрированным инструментам генеративного проектирования, ориентированным на производительность». Автоматизация в строительстве. 14 (2): 253–264. Дои:10.1016 / j.autcon.2004.07.002.
  10. ^ Дапогни, 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. Дои:10.1007 / s00466-017-1383-6. S2CID  41570887.
  11. ^ Эрнандес, Карлос Роберто Барриос (2006). «Мыслящий параметрический дизайн: введение параметрического Гауди». Исследования в области дизайна. 27 (3): 309–324. Дои:10.1016 / j.destud.2005.11.006.
  12. ^ Эдмондсон, Эми С. (2012). «Структура и целостность рисунка». Более полное объяснение: синергетическая геометрия Р. Бакминстера Фуллера (PDF). Springer Science & Business Media. п. 54-60. Дои:10.1007/978-1-4684-7485-5. ISBN  978-0-8176-3338-7.
  13. ^ Уильямс, Крис Дж. К. (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

  • 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». Системы автоматизированного проектирования. 43: 88–100. Дои:10.1016 / j.cad.2010.09.009.
  • Селестино Содду: статьи о генеративном дизайне (1991-2011) на http://www.generativedesign.com/papers.html