発生システムを応用した創造的最適設計法の開発

应用生成系统的创造性优化设计方法的开发

基本信息

批准号：
06750087
负责人：
坂本二郎
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.発生システムによる概念設計の創造法の開発発生システムを取り入れた概念設計法の開発にあたり,生体の骨組織において細胞が発生・分化し骨構造を周囲の環境に適応させ再構築していく現象に注目し,これを計算機上でシミュレートするアルゴリズムを作成した.ここでは,発生した骨再構築を司る骨芽細胞の活動を,人工生命システムの1つであるセルオートマトンを用いて表現し,発生してきた細胞が自律的に力学的環境に適応して骨組織を構築していくようにプログラムしている.これを力学的負荷を受ける骨構造の実際の問題に適用したところ,従来の数理的最適化の考え方では得ることが困難な,骨再構築が創造的に行われることを確認した.2.遺伝的アルゴリズムによる発生システムの最適化法の開発上記のアルゴリズムにおいてセルオートマトンが自律的に状態変化を行うためのルールを,記号情報として表現し,これを遺伝的アルゴリズムにより最適化することで,最適化を実行するシステムそのものの最適化を試みた.幾つかの数値実験の結果,記号化された自律規則を変化させることで,構造要素の力学的特性を有効に変化させることが可能であることを確認した.3.創造的構造最適設計システムの開発と実用的問題への適用以上の研究から得られた知見をもとに,人間の大腿骨骨頭部で行われている自律的適応再構築のシミュレーションを行い,実際の現象と比較してその有効性を確認した.また,遺伝的アルゴリズムを利用したトラス構造の形態設計手法の開発を行い,この手法に上記の創造的要素の組み込みが可能との確信を得ることができた.

1。使用开发系统开发概念设计方法的开发，以开发一种结合开发系统的概念设计方法，我们专注于细胞在活生物体的骨组织中开发和区分的现象，将骨骼结构适应周围环境，并创建了算法以在计算机上进行模拟。在这里，我们表达了成骨细胞的活性，该活性控制了使用细胞自动机（人造生命系统之一）生成的骨骼重建，并进行了编程，从而使已自主开发的细胞自主地适应机械环境并构建了骨组织。这应用于经过机械载荷的骨结构的实际问题，并确认骨骼重建具有创造力，这很难通过传统的数学优化概念来获得。 2。在本文中使用遗传算法优化生成系统的方法的开发，我们表达了蜂窝自动机以自主更改状态作为符号信息的规则，并通过使用遗传算法来优化系统本身来优化这一点。我们确认，通过更改象征的自主规则，可以有效地更改结构元素的机械性能3。基于从上述研究中获得的发现，以及最佳设计系统的开发以及对实际问题的应用，我们模拟了人类股骨头中进行的自主自动自适应重建，并确认了与实际现象相比的有效性。我们还开发了一种使用遗传算法的桁架结构的形态设计方法，并能够确信可以将上述创造性元素纳入该技术。