창조적 설계

Generative design
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반복 프로세스로서의 생성 설계 스키마
구토 레세나가 창조적인 디자인으로 만든 가구 삼바

생성 설계는 특정 제약 조건을 충족하는 특정 수의 출력을 생성하는 프로그램과 특정 출력을 선택하거나 입력 값, 범위 및 분포를 변경함으로써 실현 가능한 영역을 미세 조정하는 설계자를 포함하는 반복 설계 프로세스입니다.설계자가 사람이 아니더라도 테스트 환경에서 테스트 프로그램 또는 인공지능(예: 생성적 적대 네트워크)일 수 있습니다.설계자는 시간이 지남에 따라 [1]설계 목표가 더 잘 정의됨에 따라 각 반복마다 프로그램(일반적으로 알고리즘 포함)을 세분화하는 방법을 학습합니다.

출력은 이미지, 사운드, 건축 모델, 애니메이션 등이 될 수 있습니다.따라서 예술, 건축, 커뮤니케이션 디자인, 제품 [2]디자인 등 다양한 디자인 분야에서 사용되는 디자인 가능성을 탐색하는 빠른 방법입니다.

이 프로세스를 디지털 컴퓨터의 파워와 조합함으로써 설계자는 인간만이 달성할 수 있는 것 이상의 새로운 옵션을 생성하고 테스트하여 가장 효과적이고 최적화된 설계에 도달할 수 있습니다.그것은 유전자 변형과 [citation needed]선택을 통해 디자인에 대한 자연의 진화적 접근을 모방합니다.

새로운 프로그래밍 환경이나 스크립팅 기능을 통해 프로그래밍 경험이 적은 설계자라도 [3]비교적 쉽게 아이디어를 구현할 수 있게 된 것이 주된 원인입니다.또한 이 프로세스를 통해 상당히 복잡한 문제에 대한 해결 방법을 만들 수 있습니다. 그렇지 않으면 대체 접근 방식을 통해 자원을 고갈시킬 수 있으므로 대규모 솔루션 [4]세트 또는 알려지지 않은 솔루션 세트의 문제에 대해 보다 매력적인 옵션이 될 수 있습니다.또한 시판 CAD [5]패키지의 도구를 사용하여 쉽게 사용할 수 있습니다.구현 도구에 대한 접근성이 향상될 뿐만 아니라,[6] 창조적 설계를 기반으로 하는 도구도 이용할 수 있습니다.

건축의 창조적 설계

건축의 창조적 설계는 건축가가 더 많은 가능성과 [7]창의성을 가지고 더 넓은 솔루션 공간을 탐색할 수 있도록 하는 반복적인 설계 프로세스입니다.건축 디자인은 오랫동안 사악한 [8]문제로 여겨져 왔다.기존의 하향식 설계 방식과 달리, 생성적 설계는 파라메트릭으로 정의된 규칙을 사용하여 복잡한 솔루션을 생성하는 상향식 패러다임을 사용함으로써 설계 문제를 효율적으로 해결할 수 있습니다.그러면 솔루션 자체가 최적은 아니더라도 우수한 [9]솔루션으로 발전합니다.생성 설계를 설계 도구로 사용하는 장점은 고정된 형상을 구성하지 않고 가능한 설계 솔루션의 무한한 집합을 생성할 수 있는 설계 규칙 집합을 사용한다는 것입니다.생성된 설계 솔루션은 보다 민감하고, 응답성이 뛰어나며, 심각한 문제에 적응할 수 있습니다.

생성 설계에는 규칙 정의와 설계 [10]프로세스와 통합된 결과 분석이 포함됩니다.파라미터와 규칙을 정의함으로써 생성 접근방식은 구조적 안정성과 미적 양쪽에 최적화된 솔루션을 제공할 수 있습니다.가능한 설계 알고리즘은 셀 오토마타, 형상 문법, 유전 알고리즘, 공간 구문, 그리고 가장 최근에는 인공 신경망을 포함한다.생성된 솔루션의 복잡성이 높기 때문에 생성된 [11]솔루션을 평가하고 최적화하기 위해서는 유한 요소 방법 및 토폴로지 최적화와 같은 규칙 기반 계산 도구가 더 선호됩니다.컴퓨터 소프트웨어에 의해 제공되는 반복 프로세스는 설계 시행착오를 가능하게 하며 최적화 프로세스에 간섭하는 설계자를 포함합니다.

역사적 선행 연구로는 [12]구조물에 규칙 기반 기하학적 형태를 사용한 안토니 가우디의 사그라다 파밀리아와 최종 [13]산출물이 아닌 개별 구성요소를 생성하는 규칙이 설계되는 벅민스터 풀러의 몬트리올 생물권이 있다.

보다 최근의 세대별 설계 사례로는 Foster와 Partners의 Queen Elizabeth II Great Court가 있습니다.여기서 테셀레이트 유리 지붕은 기하학적 스키마를 사용하여 계층적 관계를 정의하고 생성된 솔루션을 기하학적 [14]및 구조적 요구사항에 따라 최적화했습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Meintjes, Keith. ""Generative Design" – What's That? - CIMdata". Retrieved 2018-06-15.
  2. ^ ENGINEERING.com. "Generative Design: The Road to Production". www.engineering.com. Retrieved 2019-12-05.
  3. ^ Schwab, Katharine (16 April 2019). "This is the first commercial chair made using generative design". Fast Company. Retrieved 13 August 2019.
  4. ^ Prasanta, Rajamoney, Shankar A. Rosenbloom, Paul S.; Wagner, Chris Bose (2014-09-04). Compositional model-based design: A generative approach to the conceptual design of physical systems. University of Southern California. OCLC 1003551283.
  5. ^ Barbieri, Loris; Muzzupappa, Maurizio (2022). "Performance-Driven Engineering Design Approaches Based on Generative Design and Topology Optimization Tools: A Comparative Study". Applied Sciences. 12 (4): 2106. doi:10.3390/app12042106.
  6. ^ Anderson, Fraser; Grossman, Tovi; Fitzmaurice, George (2017-10-20). Trigger-Action-Circuits: Leveraging Generative Design to Enable Novices to Design and Build Circuitry. ACM. pp. 331–342. doi:10.1145/3126594.3126637. ISBN 9781450349819. S2CID 10091635.
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  8. ^ Rittel, Horst W. J.; Webber, Melvin M. (1973). "Dilemmas in a General Theory of Planning" (PDF). Policy Sciences. 4 (2): 155–169. doi:10.1007/bf01405730. S2CID 18634229. Archived from the original (PDF) on 30 September 2007.
  9. ^ Mitchell, Melanie; Taylor, Charles E (1999). "Evolutionary computation: an overview". Annual Review of Ecology and Systematics. 30 (1): 593–616. doi:10.1146/annurev.ecolsys.30.1.593.
  10. ^ Shea, Kristina; Aish, Robert; Gourtovaia, Marina (2005). "Towards integrated performance-driven generative design tools". Automation in Construction. 14 (2): 253–264. doi:10.1016/j.autcon.2004.07.002.
  11. ^ Dapogny, Charles; Faure, Alexis; Michailidis, Georgios; Allaire, Grégoire; Couvelas, Agnes; Estevez, Rafael (2017). "Geometric constraints for shape and topology optimization in architectural design" (PDF). Computational Mechanics. 59 (6): 933–965. Bibcode:2017CompM..59..933D. doi:10.1007/s00466-017-1383-6. S2CID 41570887.
  12. ^ Hernandez, Carlos Roberto Barrios (2006). "Thinking parametric design: introducing parametric Gaudi". Design Studies. 27 (3): 309–324. doi:10.1016/j.destud.2005.11.006.
  13. ^ Edmondson, Amy C (2012). "Structure and pattern integrity". A Fuller explanation: The synergetic geometry of R. Buckminster Fuller (PDF). Springer Science & Business Media. pp. 54–60. doi:10.1007/978-1-4684-7485-5. ISBN 978-0-8176-3338-7.
  14. ^ Williams, Chris JK (2001). Burry, Mark; Datta, Sambit; Dawson, Anthony; Rollo, John (eds.). The analytic and numerical definition of the geometry of the British Museum Great Court Roof (PDF). Proceedings of mathematics & design 2001: the third international conference. Vol. 200. Geelong Vic Australia: Deakin University. pp. 434–440. ISBN 0-7300-2526-8.

추가 정보

  • 게리 윌리엄 플레이크:자연의 계산적 아름다움: 프랙탈, 혼돈, 복잡한 시스템 및 적응의 컴퓨터 탐색.MIT Press 1998, ISBN 978-0-262-56127-3
  • 존 마에다:번호별 설계, MIT Press 2001, ISBN 978-0-262-63244-7
  • Krish, Sivam (2011). "A practical generative design method". Computer-Aided Design. 43: 88–100. doi:10.1016/j.cad.2010.09.009.
  • Celestino Soddu: Generative Design에 관한 논문(1991-2011) (http://www.generativedesign.com/papers.html )