项目来源

国家自然科学基金(NSFC)

项目主持人

刘小虎

项目受资助机构

华中科技大学

立项年度

2019

立项时间

未公开

项目编号

51978295

项目级别

国家级

研究期限

未知 / 未知

受资助金额

60.00万元

学科

工程与材料科学-建筑与土木工程-建筑学

学科代码

E-E08-E0801

基金类别

面上项目

关键词

地域建筑 ; 设计下乡 ; 乡村住宅 ; 智能手机 ; 人工智能设计 ;

参与者

邹腊梅；黄涛；汤诗旷；陈秋瑜；赛佛；胡能琢；杨思燕；陈子扬；王立岩

参与机构AI

华中科技大学;湖北城市建设职业技术学院

项目标书摘要：村宅量大、偏远、取费低，设计难到户；过去靠省市发示范户型，难普及且易千村一面。计划开发人工智能促进设计下乡：依据类型学从原型生成变体的原理，训练AI学习民间智慧和现代设计经验，生成方案发送手机。内容有:1整理优秀传统及当代民居，细分类型和参数，建立包含形态、材料、技术、地域等多维信息的样本数据库，并加入设计师评分、规范、常见问题及对策;2采用卷积神经网络和深度学习技术，对环境、功能、造价、形态等设计控制要素参数化处理，通过大量案例不断训练，形成AI设计系统;3用手机采集基地、功能、造价等信息，提交云端由后台AI完成模式识别，生成基本布局；服务器调用样本库，智能优选形式、材料、细部等要素，生成3D漫游方案推送到手机。如此“一键式”设计，可使方案多样、直观、科学，并推广适宜技术、乡土材料。预留施工、BIM、规划管理的接口，汇集用户信息，未来还可构建从设计、施工到决策的“智慧乡村”平台。

Application Abstract: The rural residences are large in numbers,remote,and low in fees.The design is difficult to get to every household.The past way of depending on the construction hall to exhibit a model house is hard to be popularized and all the villages end up the same appearances.This case develops artificial intelligence to promote design to the countryside,dispatches machine learning folk wisdom and modern design experience,models on the method of typology to generate variants from prototypes,and generates solutions through mobile phone interaction.The content includes:1Sorting out a large number of traditional and contemporary dwellings,subdividing types and parameters,and establishing a sample database containing multi-dimensional information such as form,technology,materials,and region,adding designer ratings to it.2Using convolutional neural networks and deep learning techniques to parameterize the spatial organization,morphological elements,material strategies and other factors that affect the design,and through a large number of continuously case training to form an AI design system.3Using the mobile phone to collect information such as base,function,cost,etc.Submitting it to the cloud to the background AI to complete the pattern recognition,and generate a basic layout;then the server calls the sample database,intelligently optimizes the form,materials,details and other elements to generate a 3D roaming solution and push it to the mobile phone.Such"One-Button"design can make the program more diverse,intuitive,and scientific.And promoting appropriate technology and local materials;reserving interfaces for docking BIM parts,construction management,planning management,and collecting user information,and in the future,the“smart village”platform from design,construction to decision making can be built.

项目受资助省

湖北省

项目结题报告(全文)

本课题通过人工智能设计系统“一键式”快速生成乡村住宅。首先，发掘乡村住宅设计的原型和变体，梳理乡村住宅平面立面等信息组成乡村住宅综合数据库，总结经典民居户型，找出其特征要素，进行分类标注，形成深度学习可训练数据集。其次，通过对抗生成网络(GAN)、扩散模型以及机器视觉，训练针对乡村住宅的平面、立面和村落总平面的生成模型。然后，针对深度学习网络难以生成乡村住宅和总平面细节等问题，通过编写参数化模型等方式，对乡村住宅和村落总平面进行细化。最后，使用Python作为主体编程语言实现语义分割、目标检测、模型训练、推理生成等功能，前后端通过AJAX技术实现异步交互，并将结果推送到用户界面，实现了多平台可交互“一键式”可视化设计系统。研究亮点有:①首次通过平面数据之间的色彩关联，在GAN中实现两层平面关联式生成。②多次采集整理传统匠作歌诀，编写乡村住宅木构架参数化模型。③运用机器视觉，从建筑构件、材料等对传统乡村住宅立面风貌进行识别。④首次将GAN用于山地村落总平面生成，通过图像等效地理尺度控制比例。