AI 驱动的生成式设计:自动化建筑布局

主要观点:建筑设计历史上是以人为中心的迭代过程,随着计算能力和 AI 算法发展,出现了生成式设计新范式,AI 驱动的生成式设计系统能协助做出布局决策,本文将探讨其定义、核心技术、用例、挑战与实践及未来展望。
关键信息:

  • 生成式设计是系统接收设计参数和约束自动生成候选解决方案,在建筑布局中可创建平面图等,AI 驱动的生成式设计结合学习或启发式搜索技术。
  • 核心技术包括进化和遗传算法、约束求解和混合整数编程、强化学习和深度学习、混合及启发式引导搜索、代理建模和元模型等。
  • 挑战有表示和编码、约束处理、多目标权衡、评估成本、人机交互和可解释性、与工作流和工具集成等,最佳实践包括使用分层表示、严格执行硬约束等。
  • 未来展望包括更好地从真实数据学习、实时交互性、协同创作系统、与性能模拟集成、扩展到校园/城市规模等,建议建筑公司或设计软件团队分阶段采用。
    重要细节:
  • 进化算法将候选布局视为“基因组”进行进化;约束求解用 MIP 或约束编程求解器;强化学习让 RL 代理放置房间;混合搜索结合启发式和 AI 指导;代理模型用于快速评估。
  • 表示和编码要考虑紧凑性和约束;严格执行硬约束;提供 Pareto 前沿探索;使用代理模型降低评估成本;允许设计师干预生成过程;确保与设计工具集成。
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