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人工智能 vs 建筑生形 | DigitalFUTURES 2019

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以下为本文的文字摘录,请点击上面的链接去查看原文

人工智能建筑生形|原创: 微信号功能介绍是国内最前沿的数字化设计与建造平台

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人工智能与建筑找形导师:郑豪助教:罗又源学员:翁超|陈嘉耕|陈鑫星|黄一凡|季啸白|李劼威|梁世奇|牛志明|任越|石峰|夏心雨|许涵泳|燕海南|杨东来|杨立|杨骐|钟一博|周子琳|朱世龙以建筑智能为主题的上海数字未来暑期工作营已圆满结束

其中,来自宾夕法尼亚大学的郑豪老师以机器学习与建筑找形为题,集结了伦敦大学学院哥伦比亚大学南加州建筑学院清华大学哈尔滨工业大学同济大学等海内外高校位学员,共同迈入人工智能视角下建筑设计新维度的大门

教学背景建筑设计被认为是一种离散的过程,设计中的各种度量形成描述建筑的一种状态,而建筑师运用不同的设计手法来推进设计过程,使得设计从一个状态跃迁到另一个状态

随着计算机的发展,对建筑设计的离散性的认识真正发挥了实践上的优势

图灵在年发表的文章《计算机器与智能》中描述到,对于一台理想的离散状态机,只要给出初始状态和输入信号,所有的未来状态都是可以预测的

这就意味着,建筑设计中的离散性使得设计过程本身支持被离散状态机计算机所模拟,初始状态即为设计开始时的现有度量比如场地边界,输入信号即为建筑师的设计手法比如红线退界

只要给定足够清晰的初始度量和将要使用到的所有设计手法,建筑设计就能在计算机上被快速实现

而这一技术也带来了现今参数化设计的繁荣

在高速智能化的今天,尤其随着人工智能的飞速发展,计算机已然不再仅仅是一个运算工具

它所扮演的角色正在发生巨大的变化,从辅助者到决策者,从服从命令到提出建议

那么在当前的环境下,我们能否设想,让计算机和人类一样,产生自己的设计思维呢?以人工智能建筑找形为题,探讨计算机决策式设计在建筑智能大背景下的应用,是本次工作营所探讨的核心问题

基于机器学习的平面生成基于机器学习的形体生成工作营课程工作营小组在郑豪老师的指导下对主流的人工智能模型做了概述性的梳理和介绍,并在此基础上结合已建成建筑的数据收集,并基于人工神经网络训练一个找形机器,生成多特征结合的建筑设计方案

主要课程在工作营前四天完成,包括了从机器学习算法到建筑设计应用的各阶段:▶建筑学与人工智能算法▶建筑特征工程▶用于找形的机器学习模型建筑学与人工智能算法前期教学中,工作营导师郑豪首先简要介绍了四种主要用于建筑设计的监督神经网络:卷积神经网络映射图像到向量,生成对抗网络映射图像到图像,人工神经网络映射向量到向量,循环神经网络将有序向量映射到向量,以及用于聚类的无监督机器学习算法

其中,郑豪老师讲解了自己已有的基于生成对抗网络的建筑二维图像识别与生成的研究成果,并进一步展示了基于机器学习的建筑三维生形的技术路线

基于的建筑三维生形算法介绍与教学建筑特征工程神经网络模型的训练需要大量的数据

学员在导师郑豪的指导下学习了如何处理简化建筑模型,并利用平台将三维建筑形体转化化一系列控制点,使之可以被用于机器学习

建筑三维形体特征工程图解用于找形的机器学习模型最后,学员学习了工作营使用的人工神经网络模型

该模型以建筑场地信息建筑师风格作为输入数据,以代表建筑形体的控制点坐标作为输出数据,构建了个输入层神经元个隐藏层神经元和个输出层神经元组成的神经网络,并使用激活函数

算法答疑工作营机器学习算法工作流程工作营期间,进行机器学习模型训练和实践找形的工作流程与技术路线按如下展开:▶数据采集;▶神经网络训练及调参;▶神经网络模型应用

:图片较长,请横屏观看

工作流程示意数据采集工作营前三天,学员们根据各自的偏好分组收集不同建筑师的建成作品模型,并基于平台进行数据处理,最终获取了位建筑师事务所个作品的数据

数据采集与处理流程建筑数据采集汇总神经网络训练及调参学员们将收集的组建筑个实例的原始数据输入神经网络模型进行训练

由于神经网络已经过简化,所有学员们均可使用自己的电脑进行尝试,并分别调整神经网络的参数,得到了多样化的成果

神经网络数据结构根据设定条件输出结果神经网络模型应用学员基于训练完成的机器学习模型尝试实现不同场地条件不同建筑师风格的设计生形

其中,不同建筑师的风格可以按一定比例进行结合,生成具有创造性的方案

同时,学员还利用模型快速生成了不同肌理的城市街区,验证了人工智能用于更大尺度设计的可能性

生形成果不同建筑师风格的混合生成不同城市空间肌理展览成果在一套完整的工作流程控制下,第七组方向二学员们短短一周内完成了包括建筑数据采集到机器学习模型训练在内的教学目标任务

第七组方向二的最终展示视频图板以及打印模型已在同济大学建筑城规学院楼负一层展厅展出

欢迎大家前去参观

打印模型展示视频欢迎大家来参观工作营成果展!主办单位同济大学建筑与城市规划学院上海数字建造工程技术中心协办单位中国建筑学会计算性设计学术委员会中国建筑学会数字建造学术委员会全国高等院校建筑学学科专业指导委员会建筑数字技术教学工作委员会同济大学本科生院赞助单位同济大学建筑设计研究院集团有限公司编辑|罗又源****扫一扫下载订阅号助手,用手机发文章赞赏长按二维码向我转账受苹果公司新规定影响,微信版的赞赏功能被关闭,可通过二维码转账支持公众号

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