项目名称: 生物启发设计中产品创意造型生成机制及其演化模型研究

项目编号: No.51305077

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 机械、仪表工业

项目作者: 杨钟亮

作者单位: 东华大学

项目金额: 24万元

中文摘要: 自然界是概念设计创意灵感和创新思维的主要来源,生物启发设计的应用研究已成为近年来的热点,但其中生物形态映射的产品造型生成机制与演化方法缺少系统性的研究。本项目首先研究设计目标、生物功能与形态的多维映射关系,建立目标驱动与方案驱动的功能-形态认知模型;然后通过混合类比推理与多模态类比推理设计实验,提取生物形态、设计草图和目标产品造型的曲线特征进行统计分析,阐明生物启发设计中创意造型的潜在生成机制与规则;进而基于功能-形态认知模型和创意造型生成规则,分别以生物形态与产品造型作为生成设计的约束条件和进化方向,结合设计师评价与进化算法,构建交互式产品创意造型演化模型;最后开发原型系统,以穿戴式运动辅助装备的概念设计为例予以应用验证。本项目的研究成果为生物启发设计提供新的理论与方法,有助于拓展工业设计、计算机辅助设计和进化计算等领域的应用创新,为提高我国产品设计的自主创新能力做出贡献。

中文关键词: 生物启发设计;类比推理;创意造型;生成设计;进化算法

英文摘要: Nature is the main source of creative inspiration and innovative thinking in conceptual design. The applied research of biological inspired design (BID) has become a hot spot in recent years, but the generative mechanisms and evolvement methods of product form mapped from biological shapes lack of systematic research. Firstly, this project will investigate the multidimensional mapping relationships of design objective, biological function and form, and construct function-form cognitive models according to problem-driven and solution-driven process. Secondly, through compound analogical reasoning and multimodal analogical reasoning design experiments, curve characteristics of biological shapes, design sketches and target product form will be extracted and statistical analyzed to clarify the potential generative mechanisms and rules of creative form in BID. Then, the interactive evolution models of creative form will be constructed, based on function-form cognitive models and creative form generative rules, respectively constrained and evolved by biological form and product form in generative design, and combined with the designer evaluation and evolutionary algorithm. Finally, a prototype system is to be developed, which will be applied and verified by conceptual design cases of wearable mobility assisted equipme

英文关键词: Bio-inspired design;Analogical reasoning;Creative form;Generative design;Evolution algorithm

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类比推理亦称“类推”。推理的一种形式。根据两个对象在某些属性上相同或相似,通过比较而推断出它们在其他属性上也相同的推理过程。它是从观察个别现象开始的,因而近似归纳推理。但它又不是由特殊到一般,而是由特殊到特殊,因而又不同于归纳推理。分完全类推和不完全类推两种形式。完全类推是两个或两类事物在进行比较的方面完全相同时的类推;不完全类推是两个或两类事物在进行比较的方面不完全相同时的类推。
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