生长与演化三维打印件

设计——尤其是物理对象的设计——可理解为解决实际问题的创造性行为。在本文中，我们描述了一种受生物启发的发展模型，作为生成式形态发现系统的基础。利用二维环境中细胞间的局部交互，并在每个时间步捕获系统状态，系统可生成复杂的三维（3D）形态。与以往系统不同，我们的方法能够直接生成可3D打印的对象，消除了为确保3D形态可打印而常需的中间变换与手工操作。我们设计了用于优化3D可打印性与美学复杂度的适应度度量，并使用协方差矩阵自适应演化策略算法（CMA-ES）来寻找既具美学趣味又能通过熔融沉积建模打印技术物理打印的3D形态。我们通过在结构一致性不同水平上演化并3D打印对象来探究系统的能力，并评估所提适应度度量的质量以探索生成系统的设计空间。我们发现，先针对美学复杂度演化，再针对结构一致性演化直至形态“刚好可打印”，可获得最佳结果。