3、群体智能在建筑设计与社会影响塑造中的应用探索

群体智能在建筑设计与社会影响塑造中的应用探索

1. 可展开折叠结构在建筑工程中的应用与挑战

可展开折叠结构在工程和建筑领域具有巨大潜力。在刚性可折叠结构中，确保有限运动是关键。对于全局结构折叠状态的转变，它受到网格结构每个节点的可折叠性以及相邻节点当前折叠角度的限制。这使得运动规划变得复杂，行为策略的搜索空间也非常大。由于实际的运动目标状态也需要优化且并非预先确定，因此将运动规划纳入这一过程是很自然的，这就变成了一个运动搜索和发现的过程。

为应对这些任务的复杂性，研究将每个折叠角度视为多智能体系统中的一个智能体，该系统体现在一个群体机器人建筑中。实验设置包含 22 个智能体，分别配备了传感器和执行器，此设置是作为不同粒子群优化（PSO）算法的测试平台。然而，这种方法受到预先融入结构的折叠模式设计的限制，该机器人建筑只能在可能的状态范围内运行。若要克服这一限制，就需要重新设计并可能扩展其折叠模式，还需进行物理构建过程。

2. 涌现设计方法：进化细胞设计引擎

研究探讨了基于智能体的模块在建筑设计中的潜在应用，目标是利用自组织系统的涌现特性来寻找设计解决方案。为此，在 Grasshopper（CAD 软件 Rhino 的插件）中建立了一个虚拟模拟实验设置，用于生成建筑设计方法的进化过程。

对自然原理类比的研究促使自组织原则引入建筑领域。例如白蚁的群体筑巢行为和非正式聚居地，为从生物过程转化为建筑设计方法提供了思路。研究建立了一个基于细胞自动机的生成器，将常见或不常见的设计规则融入智能体模拟中，最终确定模块的配置。该具体应用针对公寓住房的布局设计任务，这仍是经典建筑设计工作的重要部分。

系统理论和建筑理论（如结构主义）支持将