The design dataset is the backbone of data-driven design. Ideally, the dataset should be fairly distributed in both shape and property spaces to efficiently explore the underlying relationship. However, the classical experimental design focuses on shape diversity and thus yields biased exploration in the property space. Recently developed methods either conduct subset selection from a large dataset or employ assumptions with severe limitations. In this paper, fairness- and uncertainty-aware data generation (FairGen) is proposed to actively detect and generate missing properties starting from a small dataset. At each iteration, its coverage module computes the data coverage to guide the selection of the target properties. The uncertainty module ensures that the generative model can make certain and thus accurate shape predictions. Integrating the two modules, Bayesian optimization determines the target properties, which are thereafter fed into the generative model to predict the associated shapes. The new designs, whose properties are analyzed by simulation, are added to the design dataset. An S-slot design dataset case study was implemented to demonstrate the efficiency of FairGen in auxetic structural design. Compared with grid and randomized sampling, FairGen increased the coverage score at twice the speed and significantly expanded the sampled region in the property space. As a result, the generative models trained with FairGen-generated datasets showed consistent and significant reductions in mean absolute errors.


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数据集,又称为资料集、数据集合或资料集合,是一种由数据所组成的集合。
Data set(或dataset)是一个数据的集合,通常以表格形式出现。每一列代表一个特定变量。每一行都对应于某一成员的数据集的问题。它列出的价值观为每一个变量,如身高和体重的一个物体或价值的随机数。每个数值被称为数据资料。对应于行数,该数据集的数据可能包括一个或多个成员。
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