科学与信仰的冲突：“智能设计论”

生命与大自然似乎总有些不可思议的现象，人们对神秘之物也会抱有特殊的兴趣。科学对于世界奥秘的解释有时过于复杂，而且也永远不可能完备。于是，各种求助于超自然解释的“学说”应运而生。比如在生命诞生问题上的“神创论”是一种由来已久的观点。而近年来，一种名为“智能设计”(Intelligent Design)的理论渐渐在美国崛起，这是不是“神创论”在改头换面之后的卷土重来呢?

基于案例推理的隧道洞门智能设计方法研究

为将以往隧道案例的经验应用到新建隧道设计中,以解决传统设计方法工作量大且效率低下的问题,提出基于案例推理的隧道洞门智能设计方法。结合隧道洞门工程特点,选取影响洞门设计的主要因素,将影响因素划分为12个属性单元来表征工程案例,运用三角模糊数的层次赋权计算方法对各属性单元权重进行赋值,借助相似度理论建立隧道洞门设计方案相似决策模型。基于GIS技术开发了隧道洞门工程案例库,实现对既有工程的存储管理,同时利用SQL查询语言及Python计算脚本实现案例的属性特征值计算与最相似匹配,进一步修正后可实现隧道洞门修建方案的设计决策。以某山区隧道为例对智能设计方法进行验证,结果表明:根据属性单元特征值计算结果,在案例库中比选得出与拟建隧道相似度最高的既有工程为凤凰山隧道,且相似度为0.707。因此,设定阈值为0.7时能加快案例库的检索速率与匹配准确率,该方法吸取了既有工程案例的经验,能应用于隧道洞门施工方案的决策设计,可供今后隧道洞门方案的智能化设计参考。

基于BIM技术与模拟退火算法的村镇轻钢框架结构智能设计方法

传统村镇住宅结构设计需要进行大量的人工试算与重复建模,而受制于建设成本,村镇住宅无法像城镇住宅一样通过设计师进行专业的结构设计与验算,其安全性与经济性均难以满足要求。为此,提出一种村镇轻钢框架结构智能设计方法,包括智能建模与智能优化两个环节。基于图层自动识别算法、光学字符识别技术、自适应分块算法提出村镇轻钢框架结构BIM智能建模方法,包括图层识别、轴文本数据提取、墙体轮廓提取等,智能建模结果基本满足实际工程要求。基于提出的两阶段模拟退火算法给出村镇轻钢框架结构的智能优化方法,优化速度较快,优化效果良好。通过实际工程案例对提出的智能设计方法进行验证,结果表明,提出的村镇轻钢框架结构智能设计方法具有可行性,与传统的人工设计方法相比,设计周期可缩短70%以上,材料用量、结构设计指标接近人工设计结果。

双目标优化与生成对抗网络结合的框架结构阻尼器布置方案智能设计方法

为实现框架结构的阻尼器智能化布置,结合减震设计原理和智能算法,采用双目标优化算法和生成对抗网络算法分别进行阻尼器竖向和水平智能布置研究,并将该方法应用到两个框架结构减震设计工程案例中。在框架结构减震设计中,采用双目标优化算法进行阻尼器竖向布置,并与逐层逼近法、工程师设计和非减震设计进行对比,结果表明,采用该优化算法得到的阻尼器竖向布置方案能有效降低层间位移角和楼层加速度,提高结构的抗震性能。在确定各楼层的阻尼器数量后,利用训练好的生成对抗网络生成模型,可快速、自动地选择和确定各楼层阻尼器的平面安装位置,生成的平面布置与工程师设计的平面布置在相似性差异度综合评价指标上小于临界值0.1,说明两者相似度较高,且有利于提高原结构的抗扭能力。将双目标优化算法与生成对抗网络相结合,不仅能满足框架结构的减震性能目标,而且可实现阻尼器布置方案的智能设计,提升减震工程设计效率。

关于我国林木育种向智能分子设计育种发展的思考

“作物育种4.0”的提出,为我国林木遗传育种指明了向智能分子设计育种发展的前进方向。本文提出了理想品种的概念及其智能设计实现条件,简要综述了我国林木遗传育种研究历史以及存在的问题,并提出了推动我国林木智能分子设计育种的发展对策等。林木遗传育种应该瞄准国家林业重大需求,有组织地选择重要树种系统布局,在推动树种高世代遗传改良及其利用的同时,准备系谱关系清晰的育种资源群体,做到等位变异有迹可循;解析重要性状遗传变异规律及其调控网络,实现基因调控有据可查;建立高效的多组学大数据整合分析以及育种群体构建、亲本选配和后代选择等分子设计育种技术方法体系,保证智能育种有“法”可依等。逐步解决我国林木遗传育种中存在的问题,为实施林木智能设计育种创造理想条件。在每一育种世代品种向理想品种选育的推进过程中,尽可能将智能分子设计育种的最新理论和技术成果应用于育种实践,选育出高产、优质、高抗的当前世代理想品种,满足国家林业发展的现实需要。

陆路交通基础设施勘察设计智能化路径探讨

研究目的:陆路交通基础设施勘察设计全流程智能化是提高勘察设计效率、质量,引领行业变革的必经之路。为加快推进勘察设计智能化的进程和一体化需要,本文从勘察设计业务流程出发,覆盖铁路、公路两大行业共性技术领域,包括测绘、勘察、选线、路基、桥梁、隧道六大专业,从技术研究、标准建设、平台研发三个方面,对陆路交通基础设施勘察设计智能化路径进行探讨。研究结论:(1)陆路交通基础设施勘察设计智能化可采用以流程为主线、以数据为核心、以智能技术为驱动、以软件平台为载体的总体技术架构,重点攻克“智能测绘、智能勘察、智能选线、智能设计”4套智能关键技术,建立数字化、智能化标准,研发智能勘察设计平台与交付平台,形成陆路交通基础设施智能勘察设计技术体系;(2)4套智能关键技术可实现从基于北斗地基/星基增强服务的基础设施空间地理与地质信息快速获取、多源数据融合及三维数字化表达、多目标智能优化选线、关键构造物设计方案智能决策、数字化建模与集成设计等方面突破;(3)数字化、智能化标准体系构建是从勘察设计数据体系结构、数据存储、数据传递、智能设计要求与算法、成果交付等维度开展标准化研究;(4)智能勘察设计平台与交付平台研发是基于统一的数据与平台架构,采用自主图形引擎,可实现陆路交通智能勘察设计和成果交付,支撑陆路交通基础设施勘察设计领域高质量发展。

水电站边坡智能爆破设计与管控系统研究

水利工程爆破施工具有周期长、规模大的特点,传统爆破设计与施工管控方式难以满足当前水利工程的建设和发展要求,研究建立平台化、网络化、智能化的爆破设计与管控系统具有重大的工程意义。基于BIM、WebGIS和已开发的爆破设计软件,利用Angular框架和SpringBoot框架,采用前、后端分离式方法开发了智能爆破设计与管控系统,系统由智能爆破设计模块、三维可视化模块、数字化爆破管控模块以及智能安全评价及预测预警模块四个功能模块组成,实现了智能爆破设计与全流程爆破审核功能一体化,能够根据现场实际施工情况,采用模型参数化动态联合裁剪方法,选取开挖轮廓线上的控制点进行智能爆破设计,生成爆破设计方案,并将设计方案上传审查,有效地促进了爆破全流程的标准化、信息化、数字化管理,加强设计、施工、监理等单位的实时交互办公。该系统在叶巴滩水电站边坡爆破开挖工程的应用结果表明,系统能有效进行爆破设计,并提高管控效率,可为水电站边坡爆破设计开挖施工提供技术支持。

基于OBE理念的智能汽车设计课程思政教学探索与实践

论文主要探讨了基于成果导向教育理念(OBE)的智能汽车设计课程思政教学模式。通过系统的阐述,提出了一种新型的课程思政模式,并在课程总体建设思路、教学设计与实施等环节进行了深入探讨和实践。具体内容包括理论基础、课程学习成果目标制定、教学设计与实施三个部分,其中,明确课程特色与育人目标、收集和建设中国汽车精神思政元素和案例库、成果目标课程反向设计等是该模式的关键要素。实践验证显示,该模式能够有效地激发学生的兴趣、促进学生自主学习和综合素质的提升。

高层剪力墙结构多目标智能设计方法

高层剪力墙结构智能设计包括智能建模和智能优化两个环节。目前智能建模环节缺乏梁自动化布置和荷载自动化布置;智能优化环节只考虑材料成本而未考虑施工的便捷性。此外,现有的智能设计方法均局限于单标准层的高层剪力墙结构。为此,该文提出了高层剪力墙结构多目标智能设计方法,包括多标准层高层剪力墙结构的智能建模和多目标优化。多标准层高层剪力墙结构智能建模包含剪力墙智能布置、梁自动化布置、板自动化布置和荷载自动化布置;以材料成本和施工便捷性为目标,采用分步优化策略和基于小生境技术的遗传算法对高层剪力墙结构进行多目标优化。通过实际工程算例对所提出的方法进行了验证,结果表明,所提出的高层剪力墙结构多目标智能设计方法稳定、可靠,可以较好地兼顾材料成本和施工的便捷性,并能显著缩短设计周期。

多维技术赋能易腐水果智能包装设计研究

目的寻求易腐水果包装智能设计的创新策略,在更好保护水果的同时延长易腐水果的保鲜期,提升易腐水果的附加值。方法调研当今市场上樱桃、草莓、猕猴桃、杨梅等易腐水果包装的弊病,明确设计的新方向,以安全为出发点,以新型技术为着力点,结合实例探索易腐水果包装智能设计的策略与方法。结果将生物基PH响应智能膜运用其中,可以实时监测水果状态。通过创新的包装结构,在盒中设置多孔外壁有效防止了水果因大量乙烯释放造成的腐烂现象的发生。可折叠性的包装结构更加保证了水果在流通环节中的新鲜度,数字化信息技术的渗融使得防伪技术更好甄别产品真假。结论易腐水果对包装有着相对特殊的要求,宜于从安全性、环保性、人文性角度进行考量,通过功能性包装材料运用、智慧型包装结构创意以及数字化技术赋能等方法与技术,实现包装智能化,为水果保鲜、护形、溯源、防伪等提供帮助,构建多重安全屏障。在强化特定水果品牌意识的同时提升大众的购物体验和健康消费幸福感指数。

中国精神、中国特性:大模型与中国自主人工智能设计治理理论体系——兼论中国当代设计学理论体系建构

在人工智能设计治理理论体系中凸显“中国自主”是中国当代设计学理论体系构建过程中的主要内容,其实质和关键在于深入挖掘大模型与中国自主人工智能设计治理理论体系之间的内在联系。本文探讨了大模型助推中国自主人工智能设计治理迭代升级的内涵和方式体系,并结合设计个案对大模型与手艺人工智能设计治理的内在关系进行深入考察,并对大模型在乡村设计中的人工智能设计治理理论体系建构过程进行思考与探索。

生成式人工智能驱动产品智能设计的演进路径与前景展望

生成式人工智能(以下简称生成式AI)作为人工智能领域的一项新兴技术,正逐渐成为实现产品智能设计的关键手段,但当前对生成式AI驱动产品智能设计的演进路径和未来发展趋势尚未有完整、系统的讨论。本文采用citespace知识图谱分析软件,对2014年至2023年国内外相关文献进行了全面梳理。一方面,通过时空演进图谱,本文解析了生成式AI从其萌芽期至爆发期的演进路径,并总结了研究热点;另一方面,本文从设计过程的角度出发,重点探讨了需求分析、灵感探索、概念生成和设计评估四个阶段中生成式AI的研究现状和面临的挑战。最后,本文从设计师在产品智能设计中的新角色和关键创新设计思维,以及生成式AI技术应用于产品智能设计的趋势两个维度探讨了生成式AI驱动产品智能设计的前景展望。

基于儿童用药安全的智能包装设计现状研究

目的针对目前我国儿童药品包装安全设计缺乏且粗放生产的现状,利用智能包装技术提升儿童用药安全的功能,为我国儿童药品包装智能化高质量发展提供新的思路和方法。方法从儿童药品使用过程出发,对家长与儿童的一系列行为进行拆解,提炼可能会发生的安全隐患,探讨儿童药品智能包装的安全功能设计与实现方式。结果通过分析现有儿童常用药——布洛芬混悬液包装的使用痛点,提出以精准划分为主的安全智能包装改良方案。结论儿童药品包装以安全需求为导向,对家长与儿童的行为心理进行拆解并提炼出具体的安全需求,再借助智能包装的技术提升安全功能设计,从而更好地保护儿童身心健康。

建筑智能化方案精准设计方法探索

以智能建筑的顶层设计为基础,在比较不同智能化系统优劣的基础上,提出基于约束条件的智能化设计方案的整体比较方法,为业主智能化设计的投资优化方案提供指导。同时,构建MATLAB模型以简化计算过程,实现设计方案的便捷比较和直观展示,助力精准控制方法在实际应用中的优化。

基于多模态人机交互的老年人厨房空间智能化设计

智慧养老、智能化养老已成为现下及未来养老的新趋势,为提高老年人在厨房中的生活质量和安全性,现基于多模态人机交互对老年人厨房空间的智能化设计进行探讨。通过对老年人的生活需求和厨房空间的特点进行文献分析及市场现有产品分析总结,基于老年人的生理和心理需求及智能化厨房现状提出结合多模态人机交互的智能家居系统设计方案,该智能化设计方案融合语音交互、手势交互、触摸交互等多种交互方式,能够满足老年人的不同需求和习惯。此外,针对老年人在厨房中至关重要的安全方面,提出智能化安全监测系统,包括煤气泄漏检测、火灾报警、人体监测等多个方面。论证该智能家居系统的可行性和有效性后,探讨智能化系统在不同功能区的划分及多模态技术在各功能区的配置及应用,为老年人厨房空间的智能化设计提供新思路和新方法。

智能化背景下建筑电气工程设计——评《建筑电气及智能化工程设计》

电气工程对人类生产生活有着重要作用,是建筑工程设计的关键部分。随着社会的发展,现代信息技术被广泛应用于各行业,建筑电气工程设计也趋于信息化、智能化,利用智能化技术助推电气设备优化升级成为必然。由马誌溪主编、化学工业出版社出版的《建筑电气及智能化工程设计》一书,对供配电、电气动力、电气照明、防雷与接地、消防监控、安全技术防范、建筑设备监控、通信与信息、建筑智能化综合工程、机房及电气总体规划等十一类建筑电气工程设计内容进行了介绍,为现今建筑电气工程的智能化设计提供了指导。

智能时代下的地下停车空间形象设计研究——以地下停车空间导视系统设计为例

随着人们生活水平的提高,国内汽车消费市场的需求日益增大,私家车成为许多家庭出行的首选交通工具。由此,人们的停车需求也在不断增加。地下停车空间的合理设计可有效缓解城市停车位日益紧张的问题。导视系统作为地下停车空间的重要设施以及人们停车、取车的主要辅助工具,其设计的合理性与高效性至关重要。在智能时代,智能化设计的引入为人们生活的方方面面带来了全新的体验。目前部分停车空间导视系统已与时俱进地融入了智能技术,但仍有较大的完善空间。从地下停车空间导视系统的相关概念、智能化导视系统的设计价值等方面进行探讨,通过实地考察的方式对地下停车空间导视系统的设计现状进行调研分析,并根据现存的主要问题提出相应的创新性设计策略,以期为日后智能导视系统的建设提供参考理论。

基于露营经济背景的智能产品设计研究——以烧烤炉“围炉解忧”设计为例

近年来,在相关政策的鼓励和引导下,露营经济快速增长,户外露营已经成为新的户外消费热点和娱乐方式。其热度的攀升也使户外就餐需求趋于多样化,炉具作为露营就餐的必需品,更需要具备轻便性、互动性、安全性和多功能等特点,优化用户的户外露营体验。基于露营经济背景,参照智能产品设计概念,通过调查问卷和用户画像等形式,分析露营场景下用户的智能产品需求,明确设计定位。以烧烤炉“围炉解忧”设计为例,着重对智能露营炉具在便捷携带、互动体验和安全保障等环节详细分析和研究。旨在解决露营就餐产品的痛点问题,提升用户的体验感和满足感。

人工智能使设计重返“意义”

设计教育及设计专业的教师和学生需要对人工智能时代下的设计学科有着更全面的认知,有针对性地提升培养专业性的素养力、设计学的跨学科力、后人类式的社会力三层关键能力。在科技迅速发展的时代,亟须结合人工智能新背景、新生产力、新应用场景进行人才培养目标调整,要培养创新型、应用型、复合型人才,面向国家创新需求,培养集‘交叉知识背景、创新实践能力、学科专业素养’于一体的艺术设计专业拔尖人才。

剪力墙结构智能化生成式设计方法:从数据驱动到物理增强

建筑结构的智能化方案设计是智能建造的重要内容。既有研究提出了基于深度神经网络的剪力墙结构生成式设计方法框架、智能设计算法、设计性能评价方法等,完成了从数据驱动到物理增强的智能化设计方法的发展,但目前尚未有研究针对不同设计条件下数据驱动和物理增强方法的设计能力进行详细对比,且基于计算机视觉与基于力学性能的评价方法尚未有明确的关系,难以有效保证计算机视觉评价方法的合理性。基于深度生成式算法对比和算例分析,开展数据驱动和物理增强数据驱动方法的详细对比,并进一步验证基于计算机视觉评价与基于力学分析评价方法的正相关性。结果表明:数据驱动的方法易受到数据质量与数量的约束,而物理增强数据驱动的方法设计性能更加稳定,基本摆脱数据质量和数量的约束;基于计算机视觉综合评价指标SCV的合理性阈值为0.5,对应力学性能差异约为10%。