数据驱动设计“以人为本”的虚实融合沉浸式手术训练综述

虚拟现实既是"建设数字中国"核心产业之一,也是数字化转型驱动社会变革的关键技术。VR、 AR和MR融合形成的延伸现实,通过视觉、听觉和触觉的多通道交互提高了认知能力和学习效率,为未来的教育和培训提供新的媒介和平台。XR虚拟培训系统具有可复现性、高度可控性和高度安全性,有效缩短了训练时间并提高了培训效率。"人-机-环"的闭环模拟是XR沉浸式训练的难点和未来的方向。采用数据驱动设计与常规的"人本设计"相结合,从而精确而全面地对人的认知和行动能力进行建模是有待探索的关键问题。

多源数据驱动街区空间品质提升设计方法探索——以上海城市设计挑战赛获奖方案为例

伴随城镇化阶段转型,提升街区空间品质正成为新时期城市设计的工作重点。同时,网络信息技术的快速发展也正在改变传统城市设计的工作语境,为街区空间品质的提升带来更多可能性。新数据技术在街区型城市设计的应用上目前存在着研究维度相对单一、内容不够全面等问题,难以在整体上客观反映街区空间品质及环境要素之间的有机关系。首先,将城市设计学科的整体观与新数据技术的集成性有效融合,探讨存量更新背景下街区空间品质提升的理论内涵、内容构成与目标理念。其次,利用多源数据组合优势,建构多维度、多要素的综合品质研究框架、设计指标体系以及相应的技术路径。最后,以西陵家宅路、文定坊商业街坊和小陆家嘴金融商务街区为例,通过关键基础指标、问题诊断、目标愿景、策略框架与设计成果评估等技术环节的解析,初步验证该技术方法在不同街区环境中的可应用性。

解码混沌:大数据驱动的电商服饰设计模式创新

大数据融入设计活动带来的数智协同创新变革打破单一的电商服饰设计模式,解决了经验设计所导致的不确定性问题。基于大数据成为电商服饰设计的转译工具,本文从设计元素、设计思维和设计决策三个维度梳理大数据重构电商服饰设计模式的表现特征,以电商大数据为锚点,通过剖析大数据驱动的电商女装和跨境服饰设计新模式,讨论设计师在大数据驱动电商服饰设计环境中角色的转变,以推动数智服饰设计的创新发展。

数据驱动下体育建筑设计嬗变思考

随着人工智能的发展和大数据时代的到来,数字技术广泛影响体育娱乐产业的同时,也促进了体育建筑设计的变革。文章聚焦于数据驱动下体育建筑设计思维和建筑师角色的嬉变,探讨了体育建筑设计发展的演进脉络和关键议题,同时展望了虚拟场馆在数字时代的设计变革和机会挑战,为大数据时代体育建筑的发展方向提供参考和借鉴。

应用K-MEANS聚类的数据驱动产品创新模型研究

为了适应互联网技术的发展,使设计创新结果更好地满足用户需求,研究数据方式对设计创新的驱动作用。通过文献综述介绍数据驱动产品创新的基本特征,应用K-Means聚类方法构建数据驱动产品创新模型,根据模型分析结果指导产品设计。构建K-Means聚类的数据驱动产品创新模型,并应用该模型设计一款儿童陪伴机器人。使用本模型指导产品创新具有缩短产品开发时间、减少设计资源投入、提高产品设计效率等优点,有助于提高产品创新内容质量。

数据驱动的文献辅助管线钢产线落锤撕裂韧性内禀特征关联

管道运输是当前长距离输送石油、天然气等能源最经济的方式之一,具有优异的低温韧性是保证管线钢安全运输的重要特征.落锤撕裂试验(Drop weight tear testing,DWTT)是衡量管线钢低温韧性的最有效的方法.在目前的工作中,根据钢厂提供的产线数据集和文献收集的管线钢数据集,建立了基于机器学习的DWTT剪切面积预测模型.基于纯产线数据和文献数据辅助的产线数据构造了两种机器学习策略方案,测试了不同机器学习算法,效果最好的均是随机森林模型,策略一的纯产线数据模型的性能指标皮尔逊相关系数(PCC)为0.64,策略二的文献数据辅助的产线数据模型的性能指标皮尔逊相关系数(PCC)为0.92,文献数据的增加有效提高了DWTT剪切面积预测精度.机器学习技术为优化和预测DWTT剪切面积提供了一种新的思路.

沥青基铺装材料实验设计方法应用进展

首先,梳理了实验设计的基本流程和关键环节,阐述并对比了常规实验的组织方法和高通量实验设计的实施原理和差异优势。其次,解释了方差分析和统计回归分析处理实验数据时的方法原理和实施流程,并着重探讨了机器学习在实验数据分析中的技术优势。全面总结了实验设计方法在性能关键因素筛选、材料最优化设计和材料性能预测中的典型应用。最后,从实验组织方法、数据分析方法和实践应用目的角度,展望了实验设计在沥青基铺装材料研究中的未来发展方向。相关工作可为研究人员科学运用实验设计的方法提供必要参考,并促进沥青基铺装材料设计思想由知识经验型转向数据驱动型。

设计研究中的数据驱动和艺术导向

从中国产业调整和工业设计发展的角度,来研究现代设计方法及理念在中国设计发展中的历史和现状。首先论述在中国产业升级和调整的背景下数据驱动型设计的方法及思潮,进而对比分析传统设计方法与数据驱动型设计的学科结构、流程,以及与其他相关学科的关系等。在此基础上,试图探索中国设计的走向和设计教育的取向,并提出前瞻性的建议。

数据驱动的可持续设计

目的从产品的全生命周期角度解释大数据对可持续设计的驱动作用。方法通过文献综述法,首先介绍数据驱动的设计和产品可持续设计,并阐述产品全生命周期中各个阶段的特点及其对资源的使用情况。基于数据驱动应用生命周期思维对产品进行可持续设计,解释大数据在产品全生命周期各个阶段的作用,以及产品的全生命周期如何在大数据的帮助下,实现资源的高效利用和更加低碳的产品生产流程,影响产品的生产模式以及人们的生活方式。结论在数据驱动的可持续再制造机制基础上,提出了在产品设计规划到产品原型制作的过程中运用大数据对产品设计的各个阶段提供指导的框架。该框架可用于指导设计师将可持续和低碳设计的思想贯穿在设计过程中,进而促进资源在生产与回收过程中的高效利用,优化产品生产模式。

基于大数据图像处理的产品造型智能设计探索

目的针对当前设计师囿于已有经验和当前的产品创新设计方法,导致设计师不能完全把握产品设计的流行趋势,易出现设计雷同和侵权等问题,提出了一种利用基于深度学习的图像处理等技术,研究基于产品图像数据库的智能造型设计方法,为设计师开发新产品提供灵感,优化产品设计流程。方法首先利用爬虫技术从购物网站上抓取产品图像,利用图像处理算法去除重复、背景杂乱的图像。然后分析图像包含的客观特征,利用多标签学习技术对图像进行分类标注,形成一个可以实时更新、带有标签的多层次灵活分类的产品图像数据库,该数据库可以方便设计师利用标签检索。利用生成对抗网络技术进行风格迁移学习,生成与原图像类似但是有不同的新图像。最后经过有经验的设计师参与设计,得到新的方案草图。结论基于数据驱动的造型智能设计方法,可以在一定程度上提高设计效率,缩短设计周期,为造型设计提供一种新的思维方式。

基于数据驱动的用户需求智能获取方法研究

目的数字化浪潮下人们的消费行为也发生了改变。线上购物伴生着大量用户评论,具有实时、真实、全面等特点,这是挖掘用户需求的绝佳资料。本文利用线上评论,结合感性工学和自然语言处理技术,提取其中对应于产品元素的用户需求,为后来的产品改进或开发提供指导。方法本文通过爬虫工具获取目标产品大量评论,对文本进行词频分析筛选出要分析的产品元素,根据筛选结果将评论归类,从中提取形容词汇,并经过专家汇总,最后对含有形容词的语句进行情感分析,获取用户对产品的需求信息。最后依靠感性工学指导后续设计方案生成。结论本文用亚马逊网站上山地自行车产品进行实例验证,结果证明该方法能够快速高效地获得用户对产品的准确评价,是一种切实可行的获取用户需求的智能化设计方法。

领域驱动设计在SPP系统中的应用

研究了企业级应用系统开发的现状,明确了采用基于Web的多层架构体系(如J2EE)来进行企业级应用开发,分析了数据库驱动设计方法在Web应用开发中存在的缺点,引入领域驱动设计方法,介绍了领域驱动设计方法的开发模式,并运用到船舶性能预报(SPP)系统的设计中来,完成了SPP系统的分层架构和领域建模,解决了基于数据库驱动设计方法的Web应用开发存在的诸多问题,使系统获得了很好的扩展性和可维护性。

云平台数据驱动的产品与供应商资源主从协同优化

针对传统产品和供应商资源协同研究以历史数据或经验为输入,基于“归一化”或“层次优化”方法造成需求响应滞后和失真等问题,在分析两者正反向交互特征、解析数据传播途径的基础上,提出了基于云平台数据驱动反向设计(DID)的产品与供应商资源主从协同优化系统决策方法。构建了基于云平台DID的产品和供应商资源协同配置框架;建立了基于云平台DID的主从协同优化决策模型,其中,基于正向客户需求的产品配置充当上层主者,下层供应商联合配置充当从者,反向影响产品配置的决策;利用双层嵌套遗传算法进行模型权衡解优化;最后给出了汽车座椅的产品与供应商资源协同优化案例。结果表明,所提方法在真实表征产品和供应商资源联合配置过程的数据传递、协同关系方面具有显著优势。

数据驱动的参数化生成式设计研究与应用

文中探讨了数据驱动的参数化生成式设计理论与实践,强调生成式设计的自下而上、自组织和生成等核心特征。通过案例分析与设计实践,提出了如何从用户面部特征数据中提取设计变量,进而驱动创新的设计过程,从而创造与用户身体特征相匹配的个性化产品。以加州迪士尼公园路径设计和一款基于鱼群运动轨迹的鱼缸设计为两个分析案例,说明了物质自然的客观规律在形态方案探索中的作用。研究进一步通过一个3D打印定制化眼镜的案例,探索了如何通过用户面部特征识别技术获取设计变量,并将其应用于参数化生成式设计程序中,以产生既符合功能要求又满足审美需求的个性化眼镜。结果表明:参数化生成式设计能够有效地利用自组织系统的优化原则,生成符合物质自然规律的最佳形态,强调尊重自组织系统客观性的重要性,以及基于设计变量进行形态创新和功能性、人性化设计的方法论意义。

基于领域驱动设计的软件开发方法和实例分析

研究了企业级应用系统开发的现状,明确采用基于Web的多层架构体系(如ASP.NET)来进行企业级应用开发,分析数据库驱动设计方法在Web应用开发中存在的缺点,引入领域驱动设计方法,介绍了领域驱动设计方法的开发模式,并结合动态表单的设计中实例,完成系统的分层架构和领域建模,解决基于数据库驱动设计方法的Web应用开发存在的诸多问题,使系统获得很好的扩展性和可维护性。

基于用户生成内容的产品服务系统设计方法

目的在人机协同的设计背景下,研究提出的一套基于数据驱动的自动化生成设计方法,以致力于提高设计效率,为企业创新需求提供学术参考价值。方法研究首先运用文本挖掘,并生成用户感性意象和产品特征词表,随后基于QM1对文本进行积极和消极感性意象分类,定量化的分析了用户的偏好,快速响应用户的需求。随后以公路自行车为设计案例,开发出应用程序编程接口(API)工具。结果根据QM1的分析结果,选取了类别得分最高的6个设计元素进行组合,而后在SolidWorks的DriveWorksXpress中创建选定的设计元素模型和装配体的副构件,实现了用户需求与三维造型相匹配的自动化设计方案生成。结论研究基于文本挖掘,并以公路自行车的自动化设计实践验证了有效性,方法具有数据驱动、快速响应和自动化的优势。

珠宝首饰的大规模个性化设计研究

目前珠宝首饰业仍属于传统制造业,发展遇到瓶颈。在多个行业实践成功的大规模个性化模式是传统制造业转型的一种趋势,然而其设计生产过程较为复杂,需要结合行业自身的特点进行调整。本文针对珠宝首饰行业的特点,结合了大规模个性化的概念,提出了基于客户直联的珠宝首饰业大规模个性化系统解决方案;着重分析了该模式中重要的设计环节,通过个性化需求要素、模块化设计、客户参与主导的设计、个性化设计的关键技术的论述,来推进该模式在珠宝首饰业中的实际应用;探讨了珠宝行业下的大规模个性化设计,进一步说明该模式对于客户个性化诉求强烈的珠宝首饰来说是一种适宜的设计生产模式,对于该模式在珠宝首饰行业的实际应用有一定的借鉴价值。

智能化设计方法的发展及其理论动向

目的对人工智能在产品创意设计方法中的研究与应用现状进行了综述性地介绍,从定义、理论研究与传统设计方法的比较加以了系统阐述,对现有的设计理论与技术有所增值。方法利用文献综述的方法,从传统设计方法、基于程序的设计方法、基于数据驱动的生成设计在产品创意设计研究中的成果进行了回顾与总结,比较了不同设计方法的核心思想、优缺点以及设计应用,并分析了基于人工智能的设计方法所面临的挑战和发展趋势。结论通过智能化设计水平将设计方法分为3类,其研究结论有助于设计研究者选择合适的研究途径与合理的评价方式。

网络综合布线管理软件设计和实现

综合布线管理软件用来管理网络布线中涉及到的设备、链路,同时提供一种可视化的管理方案,便于构造合适的网络,以及发现布线中可能存在的问题。阐述布线管理软件的发展历程、与网络管理软件的区别、以及目前已经有的产品和解决方案。同时针对布线管理软件中的关键问题:易扩充和可扩展性、链路查找准确和全面性、可视化管理提出了解决方法,实现一个利用数据驱动的可视化管理软件。最后,对布线管理软件的发展方向进行阐述,包括智能布线管理软件的出现和发展,以及与布线管理软件相关的国际标准。

面向数据驱动材料设计的专用数据库及信息管理系统

随着材料设计逐渐向"数据驱动"的方向发展,数据集的规模和质量实际上成为各类智能算法发挥效益的瓶颈.文献报道或尚未公布的海量实验数据是构建高质量数据集的宝库,但长期以来缺乏用于存储、整理、产生有关数据集的专门数据库或数据管理系统.本文以高温永磁合金代表体系Sm-Co基多元合金为例,介绍了本课题组构建的集成数据采集、数据标注、数据抽取与转换的一体化智能数据库及其管理系统.对材料的元素成分、物相组成、晶体结构、制备工艺、性能及其测试方法等各方面的数据建立了关系模型,实现了相关数据的逻辑关联并高度结构化,从而可根据具体的材料设计需求检索出高质量的数据集.建立的信息管理系统可实现多用户在线标注数据,具有数据录入准确高效、数据统一规范、最大程度消除冗余信息等特点.应用实践表明,建立的专用数据库及信息管理系统在数据驱动材料设计研究领域可发挥重要作用.