KR20240055208A - Method, Apparatus and Computer Program for Optimal Generative Design based on Reference Data and Implicit Neural Representation - Google Patents

Method, Apparatus and Computer Program for Optimal Generative Design based on Reference Data and Implicit Neural Representation Download PDF

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KR20240055208A
KR20240055208A KR1020220134996A KR20220134996A KR20240055208A KR 20240055208 A KR20240055208 A KR 20240055208A KR 1020220134996 A KR1020220134996 A KR 1020220134996A KR 20220134996 A KR20220134996 A KR 20220134996A KR 20240055208 A KR20240055208 A KR 20240055208A
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신동주
권용민
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주식회사 나니아랩스
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Abstract

본 발명의 실시예는, 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 생성적 디자인 방법에 있어서, 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득하는 과정을 포함하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention relates to a generative design method performed by a computing device, comprising the process of applying generative design to reference data to obtain a plurality of new designs having similarity to the reference data. A design method can be provided.

Description

참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램{Method, Apparatus and Computer Program for Optimal Generative Design based on Reference Data and Implicit Neural Representation}{Method, Apparatus and Computer Program for Optimal Generative Design based on Reference Data and Implicit Neural Representation}

본 발명은 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램에 관한 것이다.The present invention relates to an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural representations.

국내외 다양한 산업 분야에서 인공지능(AI)를 활용해 제품 개발 프로세스를 자동화하여, 제품 개발의 시간을 단축하고 비용을 최소화하여 제품 경쟁력을 향상시키려고 노력하고 있다.In various industries at home and abroad, we are trying to improve product competitiveness by automating the product development process using artificial intelligence (AI) to shorten product development time and minimize costs.

데이터가 부족한 환경에서 인공지능 모델을 학습하기 위해 합성데이터(Synthetic data)의 활용이 필수적이다. 합성데이터란 시뮬레이션 등 다양한 자동화 기술을 통해 인위적으로 생성된 데이터를 말한다.The use of synthetic data is essential to learn artificial intelligence models in data-scarce environments. Synthetic data refers to data artificially created through various automated technologies such as simulation.

그러나, 3D 엔지니어링 데이터의 경우는 다른 데이터에 비해 기술적인 노하우가 필요한 엔지니어링 도메인을 이해하면서 물리적으로 의미있는 합성데이터를 생성해내야 하기 때문에, 실제 제품 개발 현장에서 인공지능 학습에 사용할 수 있는 대량의 3D 엔지니어링 데이터의 구축에 어려움을 겪고 있다.However, in the case of 3D engineering data, it is necessary to generate physically meaningful synthetic data while understanding the engineering domain, which requires more technical know-how than other data, so a large amount of 3D data can be used for artificial intelligence learning in actual product development sites. We are having difficulty constructing engineering data.

등록특허공보 등록번호 제10-2079027호 (딥러닝 기술을 이용한 위상최적설계 방법)Registered Patent Publication No. 10-2079027 (Topology optimal design method using deep learning technology)

본 발명의 실시예는, 다품종 소량 생산이 필요한 제품과 심미성 고려가 필요한 제품의 다양한 디자인을 생성할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.Embodiments of the present invention provide an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural expressions that can generate various designs for products that require small quantity production of a large variety and products that require consideration of aesthetics. It has a purpose.

본 발명의 실시예는, 제품에 대한 소량의 참조 데이터 혹은 참조 데이터가 없는 경우라도 제품에 대한 복수의 신규 디자인을 자동적으로 생성할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.An embodiment of the present invention is an optimized generative design based on reference data and implicit neural representation that can automatically generate multiple new designs for a product even when there is a small amount of reference data or no reference data for the product. The purpose is to provide methods, devices, and computer programs.

본 발명의 실시예는, 3차원 제품에 대한 이미지 혹은 모델링으로 3차원 제품에 대한 신규 디자인을 제공할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.Embodiments of the present invention provide an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural expressions that can provide new designs for 3D products using images or modeling of 3D products. The purpose is to provide

본 발명의 실시예는, 모든 시드 데이터를 딥러닝을 통해 저차원의 잠재공간으로 맵핑한 후 잠재공간 내에서 맵핑된 데이터를 처리하여, 인공지능 모델의 학습을 위한 합성 데이터를 생성할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다. An embodiment of the present invention maps all seed data into a low-dimensional latent space through deep learning and then processes the mapped data within the latent space to generate synthetic data for learning an artificial intelligence model. The purpose is to provide optimized generative design methods, devices, and computer programs based on reference data and implicit neural representations.

본 발명의 실시예는, 저차원 공간의 디자인 맵핑 데이터를 이용해 디자인 데이터를 실시간으로 생성 및 탐색할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.Embodiments of the present invention provide an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural representation that can generate and explore design data in real time using design mapping data in a low-dimensional space. It has a purpose.

본 발명의 일 실시예는, 참조 데이터를 이용해 제품 혹은 가상제품을 개발을 위한 2D/3D 합성 데이터인 신규 디자인을 생성하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.One embodiment of the present invention is an optimized generative design method, device, and device based on reference data and implicit neural representation, which generates a new design that is 2D/3D composite data for developing a product or virtual product using reference data. The purpose is to provide computer programs.

본 발명의 일 실시예는, 디자인 스페이스라 불리는 저차원 공간(z)에서 디자인 요구사항을 만족하는 다양한 디자인을 탐색할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.One embodiment of the present invention is an optimized generative design method and device based on reference data and implicit neural representation that can explore various designs that satisfy design requirements in a low-dimensional space (z) called design space. The purpose is to provide and computer programs.

본 발명의 일 실시예는 제품의 공학적인 요구사항을 만족하는 디자인을 생성할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.The purpose of one embodiment of the present invention is to provide an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural representation that can generate a design that satisfies the engineering requirements of a product.

본 발명의 일 실시예는, 생성된 신규 디자인을 CAE 해석 자동화를 통해 오토 라벨링할 수 있는 방법을 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.One embodiment of the present invention provides an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural expression, which provides a method for auto-labeling the generated new design through automation of CAE analysis. It has a purpose.

본 발명의 일 실시예는, 신규 디자인을 생성하고, 생성된 신규 디자인(예로, 3D 합성 데이터)를 이용해 학습된 인공지능 모델을 이용해 신규 디자인을 활용한 제품의 디자인 기술을 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.One embodiment of the present invention generates a new design and provides design technology for products using the new design using an artificial intelligence model learned using the generated new design (e.g., 3D synthetic data), reference data and The purpose is to provide optimized generative design methods, devices, and computer programs based on implicit neural representations.

본 발명의 일 실시예는, 소량의 참조 데이터를 이용해 신규 디자인을 생성하고, 생성된 신규 디자인을 인공지능 모델에 학습시킬 수 있는 딥 제너레이티브 디자인(Deep Generative Design) 서비스를 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다. One embodiment of the present invention is a reference data that provides a Deep Generative Design service that can create a new design using a small amount of reference data and train the created new design in an artificial intelligence model. The purpose is to provide optimized generative design methods, devices, and computer programs based on implicit neural representations.

본 발명의 일 실시예는, 제조업 분야의 제품 개발 현장에서 발생하는 데이터의 부족 문제와 AI 전문가의 부족 문제를 동시에 해결할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.An embodiment of the present invention is an optimized generative design method and device based on reference data and implicit neural expressions that can simultaneously solve the problem of lack of data and lack of AI experts occurring in product development sites in the manufacturing industry. The purpose is to provide and computer programs.

본 발명의 일 실시예는, 컨셉 디자인 단계에서 과거에 고려하지 못했던 새로운 디자인안을 효과적으로 탐색함과 동시에, 다양한 성능을 고려한 최적화된 디자인을 실시간에 가까운 빠른 속도로 제안할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공하는데 목적을 가진다.One embodiment of the present invention is to effectively explore new design ideas that have not been considered in the past at the concept design stage and at the same time propose an optimized design considering various performance at a fast speed close to real-time, using reference data and implicit The purpose is to provide optimized generative design methods, devices, and computer programs based on neural representation.

본 발명의 실시예는, 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 생성적 디자인 방법에 있어서, 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득하는 과정을 포함하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention relates to a generative design method performed by a computing device, comprising the process of applying generative design to reference data to obtain a plurality of new designs having similarity to the reference data. A design method can be provided.

본 발명의 실시예는, 상기 복수의 신규 디자인을 필터링하는 과정; 필터링된 상기 복수의 신규 디자인에 기초하여 디자인 생성 모델을 이용해 생성된 복수의 추가 신규 디자인을 획득하는 과정; 상기 복수의 추가 신규 디자인을 필터링하는 과정; 및 필터링된 상기 복수의 추가 신규 디자인을 상기 복수의 참조 데이터로 하여 상기 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 복수의 신규 디자인을 획득하는 과정을 더 포함하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention includes a process of filtering the plurality of new designs; A process of obtaining a plurality of additional new designs generated using a design generation model based on the plurality of filtered new designs; a process of filtering the plurality of additional new designs; and a step of obtaining the plurality of new designs by applying the generative design using the filtered plurality of additional new designs as the plurality of reference data.

본 발명의 실시예는, 상기 참조 데이터를 획득하는 과정을 더 포함하며, 상기 제1 참조 데이터는 2D 참조 데이터 또는 3D 참조 데이터를 포함하며, 상기 2D 참조 데이터는 형상 이미지 데이터, 패턴 데이터, 스켈레톤 데이터, 그래프 데이터, SDF 데이터(거리 정보), 깊이 데이터, 음함수 데이터, Grammar 및 각 형태의 데이터에서 획득한 멀티뷰 데이터 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 3D 참조 데이터는 CAD 데이터, 복셀 데이터, Mesh 데이터, 포인트클라우드 데이터, Octree 데이터, 형상 파라미터 데이터, 패턴 데이터, 스켈레톤 데이터, 그래프 데이터, SDF 데이터(거리 정보), 음함수 (함수식 또는 딥러닝 모델) 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention further includes a process of acquiring the reference data, wherein the first reference data includes 2D reference data or 3D reference data, and the 2D reference data includes shape image data, pattern data, and skeleton data. , graph data, SDF data (distance information), depth data, implicit function data, grammar, and multi-view data obtained from each type of data, and the 3D reference data includes CAD data, voxel data, mesh data, A generative design method can be provided that includes at least one of point cloud data, Octree data, shape parameter data, pattern data, skeleton data, graph data, SDF data (distance information), and implicit functions (functional expression or deep learning model). there is.

본 발명의 실시예는, 상기 제너레이티브 디자인은 (i) SIMP, ESO, BESO, LevelSet, MMC, 및 딥러닝 중 적어도 하나를 이용한 위상최적화 방법론, (ii) 치수 및 형상 최적화 방법론, 및 (iii) 파라매트릭 디자인 방법론 중 적어도 하나를 이용하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the generative design includes (i) a topology optimization methodology using at least one of SIMP, ESO, BESO, LevelSet, MMC, and deep learning, (ii) a dimension and shape optimization methodology, and (iii) ) A generative design method using at least one of the parametric design methodologies may be provided.

본 발명의 실시예는, 상기 제너레이티브 디자인의 목적 함수를, 사용자가 입력한 요구사항에 대응하는 성능 함수 부분 및 상기 참조 데이터와 유사성을 결정하는 유사도 함수 부분으로 구성하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention is a generative design method in which the objective function of the generative design is composed of a performance function portion corresponding to the requirements input by the user and a similarity function portion that determines similarity to the reference data. can be provided.

본 발명의 실시예는, 상기 제너레이티브 디자인의 민감도 함수를, 사용자가 입력한 요구사항에 대응하는 성능 함수를 미분한 부분 및 상기 참조 데이터와 유사성을 결정하는 유사도 함수 부분으로 구성하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention is a generative design in which the sensitivity function of the generative design is composed of a part that differentiates the performance function corresponding to the requirements entered by the user and a similarity function part that determines similarity with the reference data. Design methods can be provided.

본 발명의 실시예는, 상기 복수의 신규 디자인 혹은 추가 신규 디자인을 필터링하는 과정은, 신규 디자인의 성능 필터링 과정 및 유사성 필터링 과정 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 성능 필터링 과정은 사용자가 설정한 요구사항의 평가를 통한 저성능 신규 디자인을 필터링하며, 상기 유사성 필터링 과정은 상기 신규 디자인의 형상이 존재하는 고차원 도메인 상에서 유사도를 평가하여 필터링하거나, 상기 신규 디자인의 형상을 저차원 도메인 상으로 매핑하여 유사도를 평가하여 필터링하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the process of filtering the plurality of new designs or additional new designs includes at least one of a performance filtering process and a similarity filtering process of the new design, and the performance filtering process is performed according to requirements set by the user. Filters low-performance new designs through evaluation, and the similarity filtering process evaluates and filters the similarity on a high-dimensional domain where the shape of the new design exists, or maps the shape of the new design onto a low-dimensional domain to determine the similarity. It can provide a generative design method that evaluates and filters.

본 발명의 실시예는, 상기 디자인 생성 모델은, 딥러닝 모델, Boolean 모델, Morphing 모델, Interpolation 모델 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention may provide a generative design method in which the design generation model includes at least one of a deep learning model, a Boolean model, a morphing model, and an interpolation model.

본 발명의 실시예는, 상기 복수의 신규 디자인을 이용하여, 암시적 신경 표현 모델을 학습하고, 상기 복수의 신규 디자인를 저차원의 연속적이며 파라메트릭한 공간(z)으로 맵핑하여 복수의 디자인 맵핑 데이터를 획득하는 과정; 및 상기 저차원의 연속적이며 파라메트릭한 공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터를 이용하여, 디자인 탐색 과정, 디자인 보간 과정, 디자인 성능 예측 과정, 디자인 최적화 과정 및 디자인 역설계 과정 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention uses the plurality of new designs to learn an implicit neural expression model, and maps the plurality of new designs into a low-dimensional, continuous, parametric space (z) to generate a plurality of design mapping data. The process of acquiring; And using the plurality of design mapping data in the low-dimensional, continuous, parametric space (z), at least one of a design exploration process, a design interpolation process, a design performance prediction process, a design optimization process, and a design reverse engineering process. A generative design method including:

본 발명의 실시예는, 상기 디자인 최적화 과정에서, 상기 저차원의 연속적이며 파라메트릭한 공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터에 대한 위상최적화 기법을 적용하여 위상최적화를 수행하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention is a generative design where, in the design optimization process, topology optimization is performed by applying a topology optimization technique to the plurality of design mapping data in the low-dimensional, continuous, parametric space (z). A method can be provided.

본 발명의 실시예는, 프로세서; 네트워크 인터페이스; 메모리; 및 상기 메모리에 로드(load)되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함하되, 상기 컴퓨터 프로그램은, 제품에 대한 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득하는 인스트럭션을 포함하는, 생성적 디자인 장치를 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention include a processor; network interface; Memory; and a computer program loaded into the memory and executed by the processor, wherein the computer program applies generative design to reference data for the product to create a plurality of new products having similarity to the reference data. A generative design device may be provided, including instructions for obtaining a design.

본 발명의 실시예는, 컴퓨팅 장치와 결합되어, 제품에 대한 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득하는 과정을 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장된, 생성적 디자인 컴퓨터 프로그램을 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention may be combined with a computing device to execute a process of applying generative design to reference data for a product to obtain a plurality of new designs having similarities to the reference data, a computer-readable record. A generative design computer program stored on a medium may be provided.

본 발명의 실시예는, 컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서, 제품에 대한 복수의 디자인(X)를 암시적 신경 표현 모델을 이용해 저차원의 잠재공간(z)으로 맵핑하여 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)를 획득하는 과정; 및 상기 잠재공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터를 이용하여, 디자인 탐색 과정, 디자인 보간 과정, 디자인 성능 예측 과정, 디자인 최적화 과정 및 디자인 역설계 과정 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention is a method performed by a computing device, wherein a plurality of designs (X) for a product are mapped to a low-dimensional latent space (z) using an implicit neural expression model to generate a plurality of design mapping data. The process of obtaining (Z); and a generative design method using the plurality of design mapping data in the latent space (z), including at least one of a design exploration process, a design interpolation process, a design performance prediction process, a design optimization process, and a design reverse engineering process. can be provided.

본 발명의 실시예는, 상기 디자인 탐색 과정은, 상기 잠재공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 중 제1 디자인 맵핑 데이터(Z1)를 탐색하고, 상기 제1 디자인 맵핑 데이터(Z1)에 대응하는 제1 디자인(X1)를 획득하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the design search process searches for first design mapping data (Z 1 ) among the plurality of design mapping data (Z) in the latent space (z), and searches for the first design mapping data (Z 1 ) in the latent space (z). A generative design method may be provided to obtain a first design (X 1 ) corresponding to Z 1 ).

본 발명의 실시예는, 상기 디자인 보간 과정은, 상기 잠재공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 중 N개의 데이터를 선택해 보간 방법을 통해 제2 디자인 매핑 데이터(Z2)로 보간하고, 상기 보간된 제2 디자인 맵핑 데이터(Z2)에 대응하는 제2 디자인(X2)를 획득하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the design interpolation process selects N data from the plurality of design mapping data (Z) in the latent space (z) and interpolates them into second design mapping data (Z 2 ) through an interpolation method. It is possible to provide a generative design method for obtaining a second design (X 2 ) corresponding to the interpolated second design mapping data (Z 2 ).

본 발명의 실시예는, 상기 디자인 예측 과정은, 상기 잠재공간(z)의 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 및 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)에 대응하는 상기 복수의 디자인(X)의 성능 데이터(Y)로 학습된 성능 예측 모델을 이용해서, 제3 디자인(X3)에 대한 제3 디자인 맵핑 데이터(Z3)를 통해 예측 성능 데이터(Y3')를 예측하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the design prediction process includes the plurality of design mapping data (Z) of the latent space (z) and the plurality of designs (X) corresponding to the plurality of design mapping data (Z). A generative design that uses a performance prediction model learned with performance data (Y) to predict predicted performance data (Y 3 ') through third design mapping data (Z 3 ) to a third design (X 3 ). A method can be provided.

본 발명의 실시예는, 상기 디자인 최적화 과정은, 상기 복수의 디자인(X)의 성능 데이터(Y)에 기초해서, 상기 잠재공간(z) 내에서 제4 디자인(X4)에 대응하는 제4 디자인 맵핑 데이터(Z4)를 최적화하고, 최적화된 제4 디자인(X4')을 획득하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the design optimization process is based on the performance data (Y) of the plurality of designs (X), and the fourth design (X 4 ) corresponding to the fourth design (X 4 ) within the latent space (z). A generative design method can be provided that optimizes design mapping data (Z 4 ) and obtains an optimized fourth design (X 4 ').

본 발명의 실시예는, 상기 역설계 과정은, 상기 잠재공간(z)의 성능 데이터(Y) 및 상기 성능 데이터(Y)에 대응하는 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)로 학습된 역 설계 모델을 이용해서, 제5 성능 데이터(Y5)에 대응하는 제5 디자인 맵핑 데이터(Z5)를 획득하고, 상기 제5 디자인 맵핑 데이터(Z5)에 대응하는 제5 디자인 데이터(X5)을 획득하는, 생성적 디자인 방법을 제공할 수 있다. In an embodiment of the present invention, the reverse design process is a reverse design model learned with performance data (Y) of the latent space (z) and the plurality of design mapping data (Z) corresponding to the performance data (Y). Using , obtain the fifth design mapping data (Z 5 ) corresponding to the fifth performance data (Y 5 ), and obtain the fifth design data (X 5 ) corresponding to the fifth design mapping data (Z 5 ). A generative design method can be provided.

본 발명의 실시예는, 참조 데이터의 종류에 상관없이 공학적 성능이 담보되면서 외적 심미감을 가지는 신규 디자인을 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention provide an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural representation, which provides a new design with external aesthetics while ensuring engineering performance regardless of the type of reference data. can be provided.

본 발명의 실시예는, 제품에 대한 2차원 혹은 2.5차원 데이터뿐만 아니라 제품에 대한 3차원 데이터를 참조 데이터로 하여 제품에 대한 2차원 혹은 3차원 신규 디자인을 생성하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention uses reference data and implicit neural representation to create a new 2-dimensional or 3-dimensional design for a product using not only 2-dimensional or 2.5-dimensional data about the product, but also 3-dimensional data about the product as reference data. Based on optimized generative design methods, devices, and computer programs can be provided.

본 발명의 실시예는, 쉽게 수집 가능한 제품에 대한 2차원 데이터를 이용하여 제품에 대한 3차원 신규 디자인을 도출할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다.Embodiments of the present invention are an optimized generative design method, device, and device based on reference data and implicit neural representation that can derive a new three-dimensional design for a product using easily collectable two-dimensional data on the product. Computer programs can be provided.

본 발명의 실시예는, 제품에 대한 컨셉 디자인 시에 제품의 멀티뷰에 대한 참조 데이터를 반영하여 신규 디자인이 가능한, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention are an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural expressions that enable new designs by reflecting reference data on multi-views of the product when designing a concept for a product. can be provided.

본 발명의 실시예는, 제품에 대한 성능을 만족하면서 사용자가 원하는 멀티뷰에 대한 심미성을 가지는 제품의 3차원 신규 디자인을 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다.An embodiment of the present invention provides an optimized generative design method based on reference data and implicit neural expressions that provides a new three-dimensional design of a product that satisfies product performance and has aesthetics for multi-view desired by users; Devices and computer programs can be provided.

본 발명의 실시예는, 모든 시드 데이터를 딥러닝을 통해 저차원의 잠재공간으로 맵핑한 후 잠재공간 내에서 맵핑된 데이터를 처리하여, 인공지능 모델의 학습을 위한 합성 데이터를 생성할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. An embodiment of the present invention maps all seed data into a low-dimensional latent space through deep learning and then processes the mapped data within the latent space to generate synthetic data for learning an artificial intelligence model. Optimized generative design methods, devices, and computer programs based on reference data and implicit neural representations can be provided.

본 발명의 실시예는, 저차원 공간의 디자인 맵핑 데이터를 이용해 디자인 데이터를 실시간으로 생성 및 탐색할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. Embodiments of the present invention provide an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural representation that can generate and explore design data in real time using design mapping data in a low-dimensional space. can do.

본 발명의 일 실시예는, 참조 데이터를 이용해 제품 혹은 가상제품을 개발을 위한 2D/3D 합성 데이터인 신규 디자인을 생성하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention is an optimized generative design method, device, and device based on reference data and implicit neural representation, which generates a new design that is 2D/3D composite data for developing a product or virtual product using reference data. Computer programs can be provided.

본 발명의 일 실시예는, 디자인 스페이스라 불리는 저차원 공간(z)에서 디자인 요구사항을 만족하는 다양한 디자인을 탐색할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention is an optimized generative design method and device based on reference data and implicit neural representation that can explore various designs that satisfy design requirements in a low-dimensional space (z) called design space. and computer programs can be provided.

본 발명의 일 실시예는 제품의 공학적인 요구사항을 만족하는 디자인을 생성할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention can provide an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural representation that can generate a design that satisfies the engineering requirements of a product.

본 발명의 일 실시예는, 생성된 신규 디자인을 CAE 해석 자동화를 통해 오토 라벨링할 수 있는 방법을 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention provides an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural expression, which provides a method for auto-labeling the generated new design through automation of CAE analysis. can do.

본 발명의 일 실시예는, 신규 디자인을 생성하고, 생성된 신규 디자인(예로, 3D 합성 데이터)를 이용해 학습된 인공지능 모델을 이용해 신규 디자인을 활용한 제품의 디자인 기술을 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention generates a new design and provides design technology for products using the new design using an artificial intelligence model learned using the generated new design (e.g., 3D synthetic data), reference data and Optimized generative design methods, devices, and computer programs based on implicit neural representations can be provided.

본 발명의 일 실시예는, 소량의 참조 데이터를 이용해 신규 디자인을 생성하고, 생성된 신규 디자인을 인공지능 모델에 학습시킬 수 있는 딥 제너레이티브 디자인(Deep Generative Design) 서비스를 제공하는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention is a reference data that provides a Deep Generative Design service that can create a new design using a small amount of reference data and train the created new design in an artificial intelligence model. and can provide optimized generative design methods, devices, and computer programs based on implicit neural representations.

본 발명의 일 실시예는, 제조업 분야의 제품 개발 현장에서 발생하는 데이터의 부족 문제와 AI 전문가의 부족 문제를 동시에 해결할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention is an optimized generative design method and device based on reference data and implicit neural expressions that can simultaneously solve the problem of lack of data and lack of AI experts occurring in product development sites in the manufacturing industry. and computer programs can be provided.

본 발명의 일 실시예는, 컨셉 디자인 단계에서 과거에 고려하지 못했던 새로운 디자인안을 효과적으로 탐색함과 동시에, 다양한 성능을 고려한 최적화된 디자인을 실시간에 가까운 빠른 속도로 제안할 수 있는, 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 제공할 수 있다. One embodiment of the present invention is to effectively explore new design ideas that have not been considered in the past at the concept design stage and at the same time propose an optimized design considering various performance at a fast speed close to real-time, using reference data and implicit Optimized generative design methods, devices, and computer programs based on neural representation can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 장치의 하드웨어 구성도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 구성 블록도이다.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디자인 생성 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법에서 참조 데이터를 획득하는 과정의 순서도이다.
도 7(a) 내지 도 7(d)는 입력 데이터를 전처리하여 생성된 전처리된 이미지의 예시를 보여준다.
도 8은 패턴 이미지를 참조 데이터로 하여 생성된 신규 디자인의 다양한 예시를 도시한 것이다.
도 9은 스켈레톤 이미지를 참조 데이터로 하여 생성된 신규 디자인의 다양한 예시를 도시한 것이다.
도 10은 뷰 이미지 혹은 단면 이미지를 참조 데이터로 하여 생성된 신규 디자인의 다양한 예시를 도시한 것이다.
도 11은 잠재공간에서 디자인 보간의 예시를 도시한 것이다.
Figure 1 is a hardware configuration diagram of an optimized generative design device based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a flowchart of an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representations according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a block diagram of an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a conceptual diagram of an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a flowchart of a design creation method according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a flowchart of a process for obtaining reference data in an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representations according to an embodiment of the present invention.
Figures 7(a) to 7(d) show examples of preprocessed images generated by preprocessing input data.
Figure 8 shows various examples of new designs created using pattern images as reference data.
Figure 9 shows various examples of new designs created using a skeleton image as reference data.
Figure 10 shows various examples of new designs created using a view image or cross-sectional image as reference data.
Figure 11 shows an example of design interpolation in latent space.

본 발명의 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 실시예들을 특정한 형태들로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since various changes can be made to the embodiments of the present invention, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the specification. However, this is not intended to limit the embodiments of the present invention to specific forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 본 명세서에서 A, B 및 C 중 적어도 하나를 포함한다는 의미는 A, B, 및 C 중 1개 혹은 2개 이상의 다양한 조합을 모두 포함하는 것으로 한다. 예로, {A}, {B}, {C}, {A, B}, {A, C}, {B, C}, {A, B, C} 이다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” does not exclude the presence or addition of one or more other elements in addition to the mentioned elements. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, and “and/or” includes each and every combination of one or more of the referenced elements. Although “first”, “second”, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Therefore, it goes without saying that the first component mentioned below may also be a second component within the technical spirit of the present invention. In this specification, the meaning of including at least one of A, B, and C includes all various combinations of one or two or more of A, B, and C. For example, {A}, {B}, {C}, {A, B}, {A, C}, {B, C}, {A, B, C}.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used with meanings commonly understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Additionally, terms defined in commonly used dictionaries are not to be interpreted ideally or excessively unless clearly specifically defined.

명세서에서 사용되는 "부" 또는 "모듈"이라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부" 또는 "모듈"은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부" 또는 "모듈"은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부" 또는 "모듈"은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부" 또는 "모듈"은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부" 또는 "모듈"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부" 또는 "모듈"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부" 또는 "모듈"들로 더 분리될 수 있다.As used in the specification, the term “unit” or “module” refers to a hardware component such as software, FPGA, or ASIC, and the “unit” or “module” performs certain roles. However, “part” or “module” is not limited to software or hardware. A “unit” or “module” may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to run on one or more processors. Thus, as an example, a “part” or “module” refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, Includes procedures, subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functionality provided within components and “parts” or “modules” can be combined into smaller components and “parts” or “modules” or into additional components and “parts” or “modules”. Could be further separated.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.Spatially relative terms such as “below”, “beneath”, “lower”, “above”, “upper”, etc. are used as a single term as shown in the drawing. It can be used to easily describe the correlation between a component and other components. Spatially relative terms should be understood as terms that include different directions of components during use or operation in addition to the directions shown in the drawings. For example, if a component shown in a drawing is flipped over, a component described as “below” or “beneath” another component will be placed “above” the other component. You can. Accordingly, the illustrative term “down” may include both downward and upward directions. Components can also be oriented in other directions, so spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법, 장치 및 컴퓨터프로그램을 상세하게 설명한다.Hereinafter, an optimized generative design method, device, and computer program based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 장치의 하드웨어 구성도이다. Figure 1 is a hardware configuration diagram of an optimized generative design device based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 장치(100)(이하, "컴퓨팅 장치(100)")는 하나 이상의 프로세서(110), 프로세서(110)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램(141)을 로드(Load)하는 메모리(120), 통신 인터페이스(130) 및 컴퓨터 프로그램(141)을 저장하는 스토리지(140)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, an optimized generative design device 100 (hereinafter referred to as “computing device 100”) based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention includes one or more processors 110. , it may include a memory 120 that loads the computer program 141 executed by the processor 110, a communication interface 130, and a storage 140 that stores the computer program 141.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 장치(100)는 도 1에 도시된 구성요소들에 의해 한정될 것은 아니며, 다른 범용적인 구성요소들을 더 포함할 수 있다.Here, the optimized generative design device 100 based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention is not limited to the components shown in FIG. 1 and includes other general-purpose components. More may be included.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 적어도 하나의 프로세서(110)를 포함하는 모든 종류의 하드웨어 장치를 의미하는 것이고, 실시 예에 따라 해당 하드웨어 장치에서 동작하는 소프트웨어적 구성도 포괄하는 의미로서 이해될 수 있다. In various embodiments, the computing device 100 refers to all types of hardware devices including at least one processor 110, and depending on the embodiment, it is understood to also encompass software configurations that operate on the hardware device. It can be.

컴퓨팅 장치(100)는 서버, 스마트폰, 태블릿 PC, 데스크톱, 노트북 및 각 장치에서 구동되는 사용자 클라이언트 및 애플리케이션을 모두 포함하는 의미로서 이해될 수 있으며, 또한 이에 제한되는 것은 아니다. The computing device 100 may be understood as including, but is not limited to, servers, smartphones, tablet PCs, desktops, laptops, and user clients and applications running on each device.

본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 각 과정들은 컴퓨팅 장치(100)에 의하여 수행되는 것으로 설명되나, 각 과정의 주체는 이에 제한되는 것은 아니며, 실시 예에 따라 각 과정들의 적어도 일부가 서로 다른 컴퓨팅 장치에서 수행될 수도 있다.Each process of the optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention is described as being performed by the computing device 100, but the subject of each process is not limited thereto. Depending on the embodiment, at least part of each process may be performed on different computing devices.

프로세서(110)는 컴퓨팅 장치(100)의 각 구성의 전반적인 동작을 제어한다. 프로세서(110)는 CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 또는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.The processor 110 controls the overall operation of each component of the computing device 100. The processor 110 includes a Central Processing Unit (CPU), Micro Processor Unit (MPU), Micro Controller Unit (MCU), Graphic Processing Unit (GPU), or any other type of processor well known in the art of the present invention. It can be.

또한, 프로세서(110)는 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법을 실행하기 위한 적어도 하나의 애플리케이션 또는 프로그램에 대한 연산을 수행할 수 있으며, 컴퓨팅 장치(100)는 하나 이상의 프로세서를 구비할 수 있다.In addition, the processor 110 may perform operations on at least one application or program to execute an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention, and is a computing device. 100 may have one or more processors.

또한, 프로세서(110)는 내부에서 처리되는 신호(또는, 데이터)를 일시적 및/또는 영구적으로 저장하는 램(RAM: Random Access Memory, 미도시) 및 롬(ROM: Read-Only Memory, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 그래픽 처리부, 램 및 롬 중 적어도 하나를 포함하는 시스템온칩(SoC: system on chip) 형태로 구현될 수 있다.In addition, the processor 110 includes RAM (Random Access Memory, not shown) and ROM (Read-Only Memory, not shown) that temporarily and/or permanently store internally processed signals (or data). It may further include. Additionally, the processor 110 may be implemented in the form of a system on chip (SoC) that includes at least one of a graphics processing unit, RAM, and ROM.

메모리(120)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(120)는 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법을 실행하기 위하여 스토리지(140)로부터 컴퓨터 프로그램(141)을 로드할 수 있다. 메모리(120)에 컴퓨터 프로그램(141)이 로드되면, 프로세서(110)는 컴퓨터 프로그램(141)을 구성하는 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써 상기 방법을 수행할 수 있다. 메모리(120)는 RAM과 같은 휘발성 메모리로 구현될 수 있을 것이나, 본 개시의 기술적 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Memory 120 stores various data, commands and/or information. The memory 120 may load the computer program 141 from the storage 140 to execute an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representations according to an embodiment of the present invention. When the computer program 141 is loaded into the memory 120, the processor 110 can perform the method by executing one or more instructions constituting the computer program 141. The memory 120 may be implemented as a volatile memory such as RAM, but the technical scope of the present disclosure is not limited thereto.

버스(BUS)는 컴퓨팅 장치(100)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다. 버스(BUS)는 주소 버스(address Bus), 데이터 버스(Data Bus) 및 제어 버스(Control Bus) 등 다양한 형태의 버스로 구현될 수 있다.The bus (BUS) provides communication functions between components of the computing device 100. A BUS can be implemented as various types of buses, such as an address bus, data bus, and control bus.

통신 인터페이스(130)는 컴퓨팅 장치(100)의 유무선 인터넷 통신을 지원한다. 또한, 통신 인터페이스(130)는 인터넷 통신 외의 다양한 통신 방식을 지원할 수도 있다. 예를 들어, 통신 인터페이스(130)는, 근거리 통신, 이동 통신, 방송 통신 방식 중 적어도 하나를 지원할 수 있다. 이를 위해, 통신 인터페이스(130)는 본 발명의 기술 분야에 잘 알려진 통신 모듈을 포함하여 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 통신 인터페이스(130)는 생략될 수도 있다.The communication interface 130 supports wired and wireless Internet communication of the computing device 100. Additionally, the communication interface 130 may support various communication methods other than Internet communication. For example, the communication interface 130 may support at least one of short-range communication, mobile communication, and broadcast communication methods. To this end, the communication interface 130 may be configured to include a communication module well known in the technical field of the present invention. In some embodiments, communication interface 130 may be omitted.

스토리지(140)는 컴퓨터 프로그램(141)을 비 임시적으로 저장할 수 있다. 스토리지(140)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.Storage 140 may store the computer program 141 non-temporarily. The storage 140 is a non-volatile memory such as Read Only Memory (ROM), Erasable Programmable ROM (EPROM), Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM), flash memory, a hard disk, a removable disk, or a device well known in the technical field to which the present invention pertains. It may be configured to include any known type of computer-readable recording medium.

컴퓨터 프로그램(141)은 메모리(120)에 로드될 때 프로세서(110)로 하여금 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법을 수행하도록 하는 하나 이상의 인스트럭션들을 포함할 수 있다. 즉, 프로세서(110)는 상기 하나 이상의 인스트럭션들을 실행함으로써, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 상기 방법을 수행할 수 있다.The computer program 141, when loaded into the memory 120, includes one or more instructions that cause the processor 110 to perform an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representations according to an embodiment of the present invention. It can be included. That is, the processor 110 can perform the method according to various embodiments of the present invention by executing the one or more instructions.

본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 과정들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.The processes of the optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to embodiments of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented as a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof. You can. The software module may be RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), Flash Memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside on any type of computer-readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 과정들은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 애플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다. The processes of the optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention may be implemented as a program (or application) and stored in a medium to be executed in combination with a computer, which is hardware.

본 발명의 구성 요소들은 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있으며, 이와 유사하게, 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. Components of the invention may be implemented as software programming or software elements, and similarly, embodiments may include various algorithms implemented as combinations of data structures, processes, routines or other programming constructs, such as C, C++, , may be implemented in a programming or scripting language such as Java, assembler, etc. Functional aspects may be implemented as algorithms running on one or more processors.

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법에 대해 설명한다.Below, an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 순서도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 구성 블록도이다. 도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법의 개념도이다.Figure 2 is a flowchart of an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representations according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a block diagram of an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention. Figure 4 is a conceptual diagram of an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법은, 디자인의 생성 과정(S10), 디자인의 탐색 과정(S20), 디자인의 예측 과정(S30), 디자인의 최적화 과정(S40) 중 적어도 하나 혹은 2개 이상의 조합으로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention includes a design creation process (S10), a design exploration process (S20), and design prediction. It may consist of at least one or a combination of two or more of the process (S30) and the design optimization process (S40).

도 3을 참조하면, 생성자(P10)는 디자인의 생성 과정(S10)을 수행할 수 있으며, 탐색자(P20)는 디자인의 탐색 과정(S20)을 수행할 수 있으며, 예측자(P30)는 디자인의 예측 과정(S30)을 수행할 수 있으며, 최적화자(P40)는 디자인의 최적화 과정(S40)을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 3, the generator (P10) can perform the design creation process (S10), the searcher (P20) can perform the design search process (S20), and the predictor (P30) can perform the design search process (S20). The prediction process (S30) can be performed, and the optimizer (P40) can perform the design optimization process (S40).

본 발명의 실시예에 따른 생성자(P10), 탐색자(P20), 예측자(P30), 최적화자(P40) 중 적어도 하나는 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다At least one of the generator (P10), searcher (P20), predictor (P30), and optimizer (P40) according to an embodiment of the present invention is directly implemented in hardware, is implemented as a software module executed by hardware, or It can be implemented by combining these

S10 과정에서, 생성자(P10)는 소량의 참조 데이터에 기초해 제너레이티브 디자인 기술을 이용하여 대량의 신규 디자인을 생성할 수 있다. 이 경우, 생성자(P10)는 사용자의 참조 데이터(혹은 과거 디자인 데이터)와 닮으면서도 공학적으로 우수한 신규 디자인을 생성할 수 있다. In the S10 process, the creator (P10) can create a large amount of new designs using generative design technology based on a small amount of reference data. In this case, the generator (P10) can create a new design that resembles the user's reference data (or past design data) and is engineering-excellent.

S20과정에서, 탐색자(P20)는 고차원의 신규 디자인을 저차원의 잠재공간(Latent space)으로 맵핑하는 인공지능 모델을 학습할 수 있다. 인공지능 모델은 딥러닝 모델을 포함할 수 있다. 복수의 신규 디자인은 딥러닝 모델을 이용해 저차원의 잠재공간에서 복수의 디자인 맵핑 데이터로 맵핑될 수 있다. 디자인 맵핑 데이터는 저차원의 잠재공간에서 연속적인 값을 갖을 수 있다. In the S20 process, the searcher (P20) can learn an artificial intelligence model that maps a high-dimensional new design to a low-dimensional latent space. Artificial intelligence models may include deep learning models. Multiple new designs can be mapped into multiple design mapping data in a low-dimensional latent space using a deep learning model. Design mapping data can have continuous values in a low-dimensional latent space.

복수의 디자인 맵핑 데이터에 대응하는 잠재공간의 모든 점들은 각기 다른 복수의 디자인(예로, 3D 디자인안들)으로 복원될 수 있다. 그렇기 때문에, 탐색자(P20)는 잠재공간에서 연속적인 값을 가지는 디자인 맵핑 데이터들을 탐색하여 고차원의 디자인을 탐색할 수 있고, 잠재공간에서 근거리에 위치한 디자인 맵핑 데이터들에 기초해 유사한 디자인들을 클러스터링할 수 있다. 이 경우 탐색된 디자인을 탐색 디자인으로 표현할 수 있다.All points in the latent space corresponding to multiple design mapping data can be restored into multiple different designs (e.g., 3D design plans). Therefore, the searcher (P20) can search for high-dimensional designs by searching design mapping data with continuous values in the latent space, and can cluster similar designs based on design mapping data located nearby in the latent space. there is. In this case, the discovered design can be expressed as an exploration design.

탐색자(P20)는 잠재공간에서 CAE 해석에 필요한 실험설계(DOE)를 통해 사용자가 필요한 신규 디자인을 실시간으로 생성해 낼 수 있고, 잠재공간에서 더 효율적으로 최적화된 신규 디자인을 찾을 수 있다. The explorer (P20) can create new designs needed by the user in real time through design of experiments (DOE) required for CAE analysis in the latent space, and find new designs that are more efficiently optimized in the latent space.

S30과정에서, 예측자(P30)는 CAE 해석데이터 혹은 실험데이터를 입력으로 받아 잠재공간에서 성능을 예측하는 성능 예측 모델을 학슥할 수 있다. 이 경우 성능 예측 모델은 인공지능 모델로서, 딥러닝 모델을 포함할 수 있다. 또는, 예측자(P30)는 실험설계(DOE)를 통해 생성된 신규 디자인과 실험설계 데이터를 입력으로 받아 잠재공간에서 성능을 예측하는 성능 예측 모델을 학습할 수 있다. In the S30 process, the predictor (P30) can receive CAE analysis data or experimental data as input and learn a performance prediction model that predicts performance in the latent space. In this case, the performance prediction model is an artificial intelligence model and may include a deep learning model. Alternatively, the predictor (P30) can learn a performance prediction model that predicts performance in the latent space by receiving new designs and experimental design data generated through design of experiments (DOE) as input.

이 경우, 예측자(P30)는 학습된 성능 예측 모델을 이용해 신규 디자인 및/또는 잠재공간에서 탐색할 수 있는 모든 디자인 맵핑 데이터에 대한 성능을 실시간으로 예측할 수 있다.In this case, the predictor (P30) can predict the performance of a new design and/or all design mapping data that can be explored in the latent space in real time using the learned performance prediction model.

S40과정에서, 최적화자(P40)는 사용자가 원하는 요구사항(예로, 목표 성능)을 입력하면 잠재공간에서 최적화된 신규 디자인을 실시간으로 찾거나 생성하는 인공지능 모델을 학습할 수 있다. 인공지능 모델은 딥러닝 모델을 포함할 수 있다.In the S40 process, the optimizer (P40) can learn an artificial intelligence model that finds or creates a new optimized design in the latent space in real time when the user inputs the desired requirements (e.g., target performance). Artificial intelligence models may include deep learning models.

최적화자(P40)는 학습된 인공지능 모델을 이용해 실시간으로 최적화된 신규 디자인을 생성할 수 있으며, 제안된 최적 신규 디자인이 위치한 잠재공간의 주변에서 대응하는 최적 디자인 매핑 데이터를 미세 조정함으로써 더욱 최적화된 신규 디자인을 생성할 수 있다.The optimizer (P40) can create a new optimized design in real time using a learned artificial intelligence model, and further optimizes it by fine-tuning the corresponding optimal design mapping data around the potential space where the proposed optimal new design is located. You can create a new design.

본 발명의 일 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법은 딥러닝을 통해 신규 디자인(3D 데이터)을 잠재공간에서 연속적인 값인 디자인 맵핑 데이터로 표현하고, 잠재공간에서 디자인 맵핑 데이터를 이용해 신규 디자인의 생성, 탐색, 예측, 최적화를 제공할 수 있다. The optimized generative design method based on reference data and implicit neural expression according to an embodiment of the present invention expresses the new design (3D data) as design mapping data, which is a continuous value in the latent space, through deep learning, and uses the latent space Design mapping data can be used to provide creation, exploration, prediction, and optimization of new designs.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디자인 생성 방법의 순서도이다. Figure 5 is a flowchart of a design creation method according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디자인 생성 방법(S10)은, 참조 데이터를 획득하는 과정(S100), 제너레이티브 디자인에 의한 신규 디자인을 획득하는 과정(S200), 신규 디자인을 필터링하는 과정(S300), 신규 디자인의 개수를 확인하는 과정(S400), 디자인 생성 모델에 의한 추가 신규 디자인을 획득하는 과정(S500), 추가 신규 디자인을 필터링하고 추가 신규 디자인을 참조 데이터로 위 과정을 반복하는 과정(S600), 신규 디자인을 평가하는 과정(S700) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Referring to Figures 4 and 5, the design generation method (S10) according to an embodiment of the present invention includes a process of acquiring reference data (S100), a process of acquiring a new design by generative design (S200), Process of filtering new designs (S300), process of checking the number of new designs (S400), process of acquiring additional new designs by design generation model (S500), filtering of additional new designs and using the additional new designs as reference data It may include at least one of the process of repeating the above process (S600) and the process of evaluating a new design (S700).

컴퓨팅 장치(100)는 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법을 통해 적은 개수의 참조 데이터를 이용해 상대적으로 많은 개수의 신규 디자인을 생성할 수 있다. The computing device 100 can generate a relatively large number of new designs using a small number of reference data through an optimized generative design method based on reference data and implicit neural expressions according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법은, 참조 데이터를 이용해 제품의 신규 디자인을 생성하고, 평가할 수 있다. 여기서, 제품은 형상이나 외형을 가지는 어떠한 구조물도 될 수 있다. 예로, 자동차, 자동차의 바퀴, 자동차의 바퀴 휠, 시계, 스마트폰, 다리, 건축물 등이 있다. The optimized generative design method based on reference data and implicit neural representation according to an embodiment of the present invention can generate and evaluate a new design of a product using reference data. Here, the product can be any structure with a shape or appearance. Examples include cars, car wheels, car wheels, watches, smartphones, bridges, and buildings.

설명의 편의를 위해, 본 명세서에서는 자동차의 바퀴 휠을 기준으로 설명한다. 다만, 본 발명의 권리범위가 자동차의 바퀴 휠에 한정될 것은 아니며, 디자인 가능한 모든 제품에 적용될 수 있다.For convenience of explanation, the description in this specification is based on the wheels of a car. However, the scope of the present invention is not limited to automobile wheels, and can be applied to all products that can be designed.

S100 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 참조 데이터을 획득할 수 있다. In the S100 process, the computing device 100 may acquire reference data.

컴퓨팅 장치(100)는 제품에 대한 참조 데이터를 획득할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 통신 인터페이스(130)를 통해 참조 데이터를 수신하거나, 스토리지(140)에 저장된 참조 데이터를 획득할 수 있다.Computing device 100 may obtain reference data for a product. The computing device 100 may receive reference data through the communication interface 130 or obtain reference data stored in the storage 140.

참조 데이터(reference data)는 디자이너에 의해 도시되면서 엔지니어에 의해 디자인되어 심미적으로 성능적으로 검증된 제품의 디자인을 포함할 수 있다. 또는, 참조 데이터는 시스템의 필수 요소가 포함된 기술 청사진을 말하며, 제3 자에 의해 복사될 수 있다. 제3자는 필요에 따라 참조 데이터를 개선하거나 수정할 수 있다. Reference data may include the design of a product that is illustrated by a designer, designed by an engineer, and verified aesthetically and performance-wise. Alternatively, reference data refers to a technical blueprint containing the essential elements of a system, which may be copied by third parties. Third parties may improve or modify reference data as needed.

참조 데이터는, 제품과 관련 없는 패턴 이미지(예로, Pattern Img), 2차원 제품에 대한 이미지(예로, Wheel Img), 2차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지(예로, 2D Skel. Img), 3차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지(예로, 3D Skel. Img), 3차원 제품에 대한 단면 이미지(예로, Cross Img), 3차원 제품에 대한 뷰 이미지(예로, View Img), 제품에 대한 흑백 이미지(예로, Black Img), 제품에 대한 칼라 이미지(예로, Color Img) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Reference data includes pattern images unrelated to the product (e.g., Pattern Img), images for two-dimensional products (e.g., Wheel Img), skeleton images for two-dimensional products (e.g., 2D Skel. Img), and images for three-dimensional products. Skeleton image for a 3D product (e.g. 3D Skel. Img), cross-sectional image for a 3D product (e.g. Cross Img), view image for a 3D product (e.g. View Img), black and white image for a product (e.g. Black Img) ), and may include at least one of a color image (e.g., Color Img) for the product.

참조 데이터는 2D 참조 데이터 또는 3D 참조 데이터를 포함할 수 있다. Reference data may include 2D reference data or 3D reference data.

이 경우, 2D 참조 데이터는 형상 이미지 데이터, 패턴 데이터, 스켈레톤 데이터, 그래프 데이터, SDF 데이터(거리 정보), 깊이 데이터, 음함수 (함수식 또는 딥러닝 모델), Grammar 및 각 형태의 데이터에서 획득한 멀티뷰 데이터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In this case, the 2D reference data is shape image data, pattern data, skeleton data, graph data, SDF data (distance information), depth data, implicit functions (function expressions or deep learning models), grammar, and multi-views obtained from each type of data. It may contain at least one of the data.

또한, 3D 참조 데이터는 CAD 데이터, 복셀 데이터, Mesh 데이터, 포인트클라우드 데이터, Octree 데이터, 형상 파라미터 데이터, 패턴 데이터, 스켈레톤 데이터, 그래프 데이터, SDF 데이터(거리 정보), 음함수 (함수식 또는 딥러닝 모델) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Additionally, 3D reference data includes CAD data, voxel data, mesh data, point cloud data, octree data, shape parameter data, pattern data, skeleton data, graph data, SDF data (distance information), and implicit functions (function expression or deep learning model). It may include at least one of:

참조 데이터는 신규 디자인을 생성하기 위해 시드로서 사용되기 때문에 시드 데이터라고 할 수 있다. Reference data can be called seed data because it is used as a seed to create a new design.

이하 명세서에서, 제품에 관한 디자인 혹은 디자인안의 용어는 컴퓨팅 장치(100)의 입력 및 출력으로 표현될 수 있는 데이터를 의미한다.In the following specification, the term design or design regarding a product refers to data that can be expressed as input and output of the computing device 100.

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법에서 참조 데이터를 획득하는 과정을 설명한다.Below, a process for obtaining reference data from an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representations according to an embodiment of the present invention will be described.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터와 암시적 신경 표현 기반의 최적화된 생성적 디자인 방법에서 참조 데이터를 획득하는 과정의 순서도이다. 도 7(a) 내지 도 7(d)는 입력 데이터를 전처리하여 생성된 전처리된 이미지의 예시를 보여준다.Figure 6 is a flowchart of a process for obtaining reference data in an optimized generative design method based on reference data and implicit neural representations according to an embodiment of the present invention. Figures 7(a) to 7(d) show examples of preprocessed images generated by preprocessing input data.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터를 획득하는 과정은, 입력 데이터를 획득하는 과정(S210), 입력 데이터의 전처리 과정(S220), 전처리 이미지를 제공하는 과정(S230)을 포함할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 참조 데이터를 획득하는 과정을 통해 전처리 이미지를 참조 데이터로서 제공할 수 있다.Referring to FIG. 6, the process of acquiring reference data according to an embodiment of the present invention includes a process of acquiring input data (S210), a process of pre-processing the input data (S220), and a process of providing a pre-processed image (S230). It can be included. Here, the computing device 100 may provide a preprocessed image as reference data through a process of acquiring reference data.

다만, 본 발명의 실시예에 따른 참조 데이터를 획득하는 과정이 위에 한정될 것은 아니며, 참조 데이터는 제품에 관한 어떠한 종류의 데이터도 포함할 수 있다. 또한, 참조 데이터는 제품에 관련이 없는 패턴 이미지와 같은 데이터도 포함될 수 있다. However, the process of obtaining reference data according to an embodiment of the present invention is not limited to the above, and the reference data may include any type of data about the product. Additionally, reference data may also include data such as pattern images that are not related to the product.

S210 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 통신 인터페이스(130)를 통해 입력 데이터를 수신하거나, 스토리지(140)에 저장된 입력 데이터를 획득할 수 있다. 입력 데이터는 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 모델링 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In process S210, the computing device 100 may receive input data through the communication interface 130 or obtain input data stored in the storage 140. The input data may include at least one of an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and modeling for a three-dimensional product.

S220 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 기 설정된 전처리 방법에 따라 입력 데이터를 전처리할 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 전처리 방법은, 입력 데이터에서 패턴 이미지를 추출하는 방법, 스켈레톤 이미지를 추출하는 방법, 뷰 이미지를 추출하는 방법, 단면 이미지를 추출하는 방법, 칼라 이미지에서 흑백 이미지를 추출하는 방법 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In process S220, the computing device 100 may preprocess the input data according to a preset preprocessing method. For example, preset preprocessing methods include a method of extracting a pattern image from input data, a method of extracting a skeleton image, a method of extracting a view image, a method of extracting a cross-sectional image, and a method of extracting a black-and-white image from a color image. It may include at least one of:

S221 과정에서, 도 7(a)를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 기 설정된 전처리 방법에 따라서 입력 데이터(예로, 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링 중 하나)에서 패턴 추출 모델을 이용하여 패턴 이미지를 추출할 수 있다.In process S221, referring to FIG. 7(a), the computing device 100 processes input data (e.g., an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and an image for a three-dimensional product) according to a preset preprocessing method. A pattern image can be extracted using a pattern extraction model (one of modeling methods).

S222 과정에서, 도 7(b)를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 기 설정된 전처리 방법에 따라서 입력 데이터(예로, 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링 중 하나)에서 스켈레톤 추출 모델을 이용하여 2차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지 혹은 3차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지를 추출할 수 있다. In process S222, referring to FIG. 7(b), the computing device 100 processes input data (e.g., an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and an image for a three-dimensional product) according to a preset preprocessing method. You can extract a skeleton image for a two-dimensional product or a skeleton image for a three-dimensional product using a skeleton extraction model.

S223 과정에서, 도 7(c)를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 기 설정된 전처리 방법에 따라서 입력 데이터(예로, 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링)에서 뷰 추출 모델을 이용하여 특정한 뷰에서 3차원 제품에 대한 뷰 이미지를 추출할 수 있다. 여기서, 3차원 제품에 대한 뷰 이미지는 3차원 제품을 특정한 방향(뷰)에서 보았을 때 이미지를 의미할 수 있다. 나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 3차원 제품에 대한 뷰 이미지를 추출하면서, 해당 특정 뷰에 대한 정보를 함께 제공할 수 있다(예로, [x,y,z]=[1,1,1]). In process S223, referring to FIG. 7(c), the computing device 100 processes input data (e.g., an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and an image for a three-dimensional product) according to a preset preprocessing method. Modeling), you can use a view extraction model to extract a view image for a 3D product from a specific view. Here, the view image for a 3D product may refer to an image when the 3D product is viewed from a specific direction (view). Furthermore, the computing device 100 may extract a view image for a 3D product and also provide information about the specific view (e.g., [x,y,z]=[1,1,1]). .

S224 과정에서, 도 7(d)를 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 기 설정된 전처리 방법에 따라서 입력 데이터(예로, 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링)에서 단면 추출 모델을 이용하여 특정한 뷰 및 사용자의 입력에 따른 소정 깊이에서 3차원 제품에 대한 단면 이미지를 추출할 수 있다. In process S224, referring to FIG. 7(d), the computing device 100 processes input data (e.g., an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and an image for a three-dimensional product) according to a preset preprocessing method. Modeling), a cross-sectional image of a 3D product can be extracted at a certain depth according to a specific view and user input by using a cross-sectional extraction model.

여기서, 3차원 제품에 대한 단면 이미지는 3차원 제품을 특정한 방향(뷰)에서 보면서, 사용자가 입력한 값에 따른 깊이에서 3차원 제품이 가지는 단면에 대한 이미지를 의미할 수 있다. 나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 3차원 제품에 대한 단면 이미지를 추출하면서, 해당 특정 뷰에 대한 정보 및 픽셀의 깊이에 대한 정보를 함께 제공할 수 있다 (예로, [x,y,z]=[0,0,1]).Here, the cross-sectional image of the 3D product may mean an image of the cross-section of the 3D product at a depth according to the value input by the user while viewing the 3D product from a specific direction (view). Furthermore, the computing device 100 may extract a cross-sectional image of a three-dimensional product and provide information about the specific view and information about the depth of the pixel (e.g., [x,y,z]=[ 0,0,1]).

S225 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 기설정된 전처리 방법에 따라서 입력데이터(예로, 칼라 이미지)에서 이진 추출 모델을 이용해 제품에 대한 흑백 이미지(예로, 바이너리 이미지)를 추출할 수 있다. In process S225, the computing device 100 may extract a black-and-white image (e.g., binary image) for the product using a binary extraction model from input data (e.g., color image) according to a preset preprocessing method.

S220 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 입력 데이터에 대해 S221 과정 내지 S225 과정 중 하나 혹은 2개 이상을 각각 병렬로 수행할 수 있으며, 2개 이상을 순차적으로 조합하여 수행할 수 있으며, 이를 통해서 전처리된 이미지를 획득할 수 있다. In process S220, the computing device 100 may perform one or two or more of the processes S221 to S225 in parallel with respect to the input data, respectively, and may perform a combination of two or more sequentially, through which preprocessing is performed. image can be obtained.

S230 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 S100 과정에서 전처리된 이미지를 제공할 수 있으며, 전처리된 이미지는 참조 데이터로서 사용될 수 있다. 다시 말해, 컴퓨팅 장치(100)는 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링 중 적어도 하나를 포함하는 입력 데이터에 전처리 과정을 수행하여 참조 데이터로서 사용될 수 있도록 전처리된 이미지를 획득할 수 있다. In process S230, the computing device 100 may provide the image preprocessed in process S100, and the preprocessed image may be used as reference data. In other words, the computing device 100 performs a preprocessing process on input data including at least one of an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and modeling for a three-dimensional product so that it can be used as reference data. Preprocessed images can be obtained.

여기서, 전처리된 이미지는, 패턴 이미지(예로, Pattern Img), 2차원 제품에 대한 이미지(예로, Wheel Img), 2차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지(예로, 2D Skel. Img), 3차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지(예로, 3D Skel. Img), 3차원 제품에 대한 단면 이미지(예로, Cross Img), 3차원 제품에 대한 뷰 이미지(예로, View Img), 제품에 대한 흑백 이미지(예로, Black Img), 제품에 대한 칼라 이미지(예로, Color Img) 중 적어도 하나를 포함하거나, 2개 이상의 조합을 포함할 수 있다.Here, the preprocessed image is a pattern image (e.g., Pattern Img), an image for a two-dimensional product (e.g., Wheel Img), a skeleton image for a two-dimensional product (e.g., 2D Skel. Img), and an image for a three-dimensional product. Skeleton image (e.g., 3D Skel. Img), cross-sectional image of a three-dimensional product (e.g., Cross Img), view image of a three-dimensional product (e.g., View Img), black and white image of the product (e.g., Black Img) , may include at least one color image (e.g., Color Img) for the product, or a combination of two or more.

예를 들어, 참조 데이터는 2차원 제품에 대한 바이너리 이미지 일 수 있으며, 상세히는 제품의 정면뷰를 흑백 바이너리로 변환한 이진 픽셀 이미지 일 수 있다. 예를 들어, 참조 데이터는 스켈레톤 이미지 일 수 있으며, 상세히는 2차원(3차원) 제품에 대한 골격을 추출하여 스켈레톤화한 이미지일 수 있다. For example, the reference data may be a binary image of a two-dimensional product, or more specifically, a binary pixel image of a front view of the product converted to black and white binary. For example, the reference data may be a skeleton image, and more specifically, it may be an image obtained by extracting the skeleton of a two-dimensional (three-dimensional) product and converting it into a skeleton.

다시 도 5를 참조하면, S200 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 제너레이티브 디자인에 의한 신규 디자인을 획득할 수 있다. 구체적으로, 컴퓨팅 장치(100)는 참조 데이터에 기초해 제너레이티브 디자인을 적용함으로써 복수의 신규 디자인을 생성할 수 있다. Referring again to FIG. 5, in the S200 process, the computing device 100 may acquire a new design through generative design. Specifically, the computing device 100 may generate a plurality of new designs by applying generative design based on reference data.

컴퓨팅 장치(100)는 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득할 수 있다. The computing device 100 may apply generative design to the reference data to obtain a plurality of new designs that have similarities to the reference data.

제너레이티브 디자인은 (i) SIMP 모델, ESO 모델, BESO 모델, LevelSet 모델, MMC 모델, 및 딥러닝 모델 중 적어도 하나를 이용한 위상최적화(Topology Optimization) 방법론, (ii) 치수 및 형상 최적화(Size/Shape Optimization) 방법론, 및 (iii) 파라매트릭 디자인(Parametric Design) 방법론 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. Generative design includes (i) a topology optimization methodology using at least one of the SIMP model, ESO model, BESO model, LevelSet model, MMC model, and deep learning model, (ii) dimension and shape optimization (Size/ At least one of (Shape Optimization) methodology, and (iii) Parametric Design methodology may be used.

컴퓨팅 장치(100)는 사용자가 선택한 제너레이티브 디자인 방법론에 대한 입력 신호 혹은 제품 별 기 설정된 제너레이티브 디자인 방법론에 대한 설정 정보에 기초해 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 복수의 신규 디자인을 생성하여 획득할 수 있다. The computing device 100 applies generative design to reference data based on input signals for the generative design methodology selected by the user or setting information for the generative design methodology preset for each product to create a plurality of new designs. It can be obtained by creating it.

참조 데이터를 닮은 제너레이티브 디자인을 생성하는 방법은 두가지 중에 선택하여 사용할 수 있다. 첫째는 목적 함수에 참조 데이터와 유사도(similarity)를 반영하는 방법이며, 둘째는 목적 함수를 미분한 민감도 함수에 참조 데이터와 유사도를 반영하는 방법이다. There are two ways to create a generative design that resembles reference data. The first is a method of reflecting the similarity with the reference data in the objective function, and the second is a method of reflecting the similarity with the reference data in the sensitivity function that differentiates the objective function.

우선 첫번째 방법인 목적함수에 유사도를 반영하는 방법을 소개한다. 제너레이티브 디자인의 목적 함수는, 사용자가 디자인시 만족하여야 할 사항에 대응하는 성능 목적 함수 부분(PERF)과 참조 데이터와 유사성을 결정하는 유사도 부분(SIM)의 합으로 구성될 수 있다.First, we will introduce the first method, a method of reflecting similarity in the objective function. The objective function of generative design can be composed of the sum of the performance objective function part (PERF), which corresponds to the matters that the user must satisfy during design, and the similarity part (SIM), which determines the similarity with reference data.

성능 목적 함수 부분(PERF)은 제품 성능에 관한 최적화 문제로, 제품에 대한 엔지니어링 성능, 제품의 제조성, 제품의 미관 등의 요소를 포함할 수 있다. 즉, 사용자가 설정한 요구사항을 의미할 수 있다. 유사도 목적 함수 부분(SIM)은 참조 데이터에 관한 유사도 최적화 문제로, 신규 디자인과 참조 데이터 사이의 유사성을 포함할 수 있다. 유사도 목적 함수 부분은 가중치()에 의해 제너레이티브 디자인의 목적 함수 전체에 대한 영향도를 조절할 수 있다. The performance objective function part (PERF) is an optimization problem related to product performance and may include factors such as product engineering performance, product manufacturability, and product aesthetics. In other words, it may mean requirements set by the user. The similarity objective function part (SIM) is a similarity optimization problem with respect to reference data, which may include the similarity between the new design and the reference data. The similarity objective function part is weighted ( ), the influence on the overall objective function of generative design can be adjusted.

두번째 방법인 민감도 함수에 유사도를 반영하는 방법을 소개한다. 민감도 함수는 사용자가 디자인시 만족하여야 할 사항에 대응하는 성능 목적 함수 부분(PERF)를 미분한 부분과 참조 데이터와의 유사도 부분의 합으로 구성될 수 있다.We introduce the second method, a method of reflecting similarity in the sensitivity function. The sensitivity function may be composed of the sum of the differentiation of the performance objective function (PERF) corresponding to the requirements that the user must satisfy during design and the similarity with reference data.

민감도 함수는 목적함수의 변화율을 나타내며, 이 값을 반복적으로 계산하여 최적설계값을 찾게 된다. 이 때 참조 데이터(참조 디자인)과 유사할 수록 민감도를 크게 하여 신규 디자인(생성 디자인)이 참조 데이터(참조디자인)와 닮도록 유도할 수 있다. 이 때 가중치()에 의해 제너레이티브 디자인의 참조 데이터(참조 디자인)의 영향도를 조절할 수 있다.The sensitivity function represents the rate of change of the objective function, and this value is repeatedly calculated to find the optimal design value. At this time, the more similar it is to the reference data (reference design), the greater the sensitivity, so that the new design (generated design) can be induced to resemble the reference data (reference design). At this time, the weight ( ), the influence of the reference data (reference design) of generative design can be adjusted.

정리하면, 본 발명의 제너레이티브 디자인은 목적함수에 유사도(SIM)를 부여하거나, 민감도함수에 유사도(SIM)를 부여해 참조 데이터와 닮은 신규 디자인을 생성할 수 있으며 가중치()에 의해 닮은 정도를 조절할 수 있다. 본 발명은 참조 데이터와 닮은 제너레이티브 디자인을 만들기 위해 목적함수 또는 민감도 함수에 변형을 주는 모든 생성적 디자인 방법을 포함한다.In summary, the generative design of the present invention can create a new design similar to reference data by assigning similarity (SIM) to the objective function or similarity (SIM) to the sensitivity function, and the weight ( ), the degree of similarity can be adjusted. The present invention includes all generative design methods that modify the objective function or sensitivity function to create a generative design that resembles reference data.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 참조 데이터를 위상 최적화를 적용할 최적화 구역을 설정할 수 있다. 최적화 구역은 참조 데이터에서 제품에 대응하는 전체 구역일 수 있으며, 또는, 제품에서 반복되는 단위 구역일 수 있다. 또는, 컴퓨팅 장치(100)는 적어도 하나의 매개변수(예로, 대칭 등분)에 기초해 참조 데이터에 최적화 구역을 결정할 수 있다.In various embodiments, the computing device 100 may set an optimization zone to apply topology optimization to reference data. The optimization zone can be an entire region corresponding to a product in the reference data, or it can be a unit region that is repeated in the product. Alternatively, the computing device 100 may determine an optimization zone in the reference data based on at least one parameter (eg, symmetric equal division).

여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 참조 데이터에서 최적화 구역을 추출하여 최적화 구역을 기준으로 위상 최적화를 적용할 수 있다. 여기서, 참조 데이터의 전체 혹은 일부에 기초해 위상 최적화를 수행함으로써, 참조 데이터의 전체 혹은 일부와 유사한 복수의 신규 디자인을 생성할 수 있다.Here, the computing device 100 may extract an optimization zone from the reference data and apply topology optimization based on the optimization zone. Here, by performing topology optimization based on all or part of the reference data, a plurality of new designs similar to all or part of the reference data can be created.

최적 디자인은 물체의 모양이나 치수를 최적화하는 형상 최적디자인(shape optimization), 재질을 최적화하는 물성 최적디자인(material optimization) 그리고 물체의 구조를 최적화하는 위상 최적디자인(topology optimization)로 구별될 수 있다. 특히, 위상 최적화는 물리기반으로 사용자의 디자인 요구사항을 만족시킬 수 있는 참조 데이터에 대한 최적화 문제로 정의된다.Optimal design can be divided into shape optimization, which optimizes the shape or dimensions of the object, material optimization, which optimizes the material, and topology optimization, which optimizes the structure of the object. In particular, topology optimization is defined as a physics-based optimization problem for reference data that can satisfy the user's design requirements.

본 발명에서 제안한 위상 최적화 문제는 디자인 성능 부분과 유사성 부분을 포함하는 목적 함수 또는 민감도 함수를 도입함으로써, 참조 데이터와 유사한 공학적 성능을 가지면서 참조 데이터와 유사한 형상을 유지하는 복수의 신규 디자인을 생성하는 것이다. 위상 최적화에 주로 사용되는 디자인 성능은 컴플라이언스(compliance)이며 이는 구조 강성과 반비례하는 지표이며 작을수록 좋은 성능이다. 위상 최적화 디자인은 재료를 어떻게 분산할 것인가에 대한 답으로 개발되었다. 제품의 구조물에 대한 강성과 관련된 컴플라이언스 최소화(compliance minimazation)는 참조 데이터에 대한 재디자인(redesign)를 수행한다. The topology optimization problem proposed in the present invention generates a plurality of new designs that maintain a similar shape to the reference data while having engineering performance similar to the reference data by introducing an objective function or sensitivity function including the design performance part and the similarity part. will be. The design performance mainly used in topology optimization is compliance, which is an indicator inversely proportional to structural rigidity, and the smaller the design, the better the performance. Topology-optimized design was developed as an answer to the question of how to distribute materials. Compliance minimization related to the rigidity of the product's structure is performed by redesigning the reference data.

일 예로서, 자동차 바퀴 휠에 대한 참조 데이터에 위상 최적화를 수행할 때 사용자는 적어도 하나의 매개변수를 변경하여 위상 최적화된 복수의 신규 디자인을 생성할 수 있다. 적어도 하나의 매개변수는 제품의 형상, 성능, 기능 등에 따라서 사용자가 지정할 수 있다.As an example, when performing topology optimization on reference data for a car wheel, a user may change at least one parameter to create a plurality of new topology-optimized designs. At least one parameter can be specified by the user depending on the shape, performance, function, etc. of the product.

일 예로 자동차 바퀴 휠을 기준으로 할 때, 적어도 하나의 매개변수는 유사성 가중치, 힘 비율, 볼륨 비율, 대칭 등분 등을 포함할 수 있다. 유사성 가중치(Similarity Weight)는 신규 디자인이 참조 데이터를 얼마나 닮을지 결정하는 가중치이다. 힘 비율(Force Ratio)은 바퀴 휠의 수직력에 대한 전단력의 크기 비율이다. 볼륨 비율(Volume Ratio)은 참조 데이터 대비 신규 디자인의 볼류 비율이다. 대칭 등분(Piece)은 바퀴 휠의 대칭 등분을 의미한다.As an example, based on a car wheel, at least one parameter may include similarity weight, force ratio, volume ratio, symmetry equalization, etc. Similarity weight is a weight that determines how much a new design resembles reference data. Force Ratio is the ratio of the magnitude of the shear force to the vertical force of the wheel. Volume Ratio is the volume ratio of the new design compared to reference data. A symmetrical piece refers to a symmetrical piece of a wheel.

다양한 실시예에서, 자동차 바퀴 휠에 수직하게 가해지는 타이어 압력으로 표현되는 수직력(Normal force) 및 바퀴 휠의 점선 마찰력으로 표현되는 전단력(Shear force)은 2차원 자동차 바퀴 휠 디자인의 최적화에서 일반적인 부하 조건으로 휠의 표면을 따라 균일하게 가해진다. 수직력에 대한 전단력의 힘 비율(Force ratio)은 자동차 바퀴 휠에 위상 최적화를 적용한 신규 디자인시 변경할 수 있는 사용자 지정 매개변수이다. In various embodiments, the normal force expressed as tire pressure applied perpendicular to the automobile wheel wheel and the shear force expressed as the dotted line friction force of the wheel wheel are typical load conditions in optimization of two-dimensional automobile wheel design. is applied uniformly along the surface of the wheel. Force ratio of shear force to normal force is a user-specified parameter that can be changed when designing a new car wheel with topology optimization.

다양한 실시예에서, 참조 데이터 대비 신규 디자인의 볼륨 비율(Volume Ratio)는 참조 데이터에 위상 최적화를 적용한 신규 디자인시 변경할 수 있는 사용자 지정 매개변수이다. In various embodiments, the volume ratio of the new design compared to the reference data is a user-specified parameter that can be changed when a new design applies topology optimization to the reference data.

다양한 실시예에서, 참조 데이터 대비 신규 디자인의 닮음비(similarity)는 참조 데이터에 위상 최적화를 적용한 신규 디자인시 변경할 수 있는 사용자 지정 매개변수이며 추천 값이 자동으로 제시될 수도 있다.In various embodiments, the similarity ratio of the new design to the reference data is a user-specified parameter that can be changed when a new design applies topology optimization to the reference data, and recommended values may be automatically presented.

다양한 실시예에서, 참조 데이터에 대한 대칭 등분(Piece)은 참조 데이터에 위상 최적화를 적용한 신규 디자인시 변경할 수 있는 사용자 지정 매개변수이다.In various embodiments, the symmetric piece for the reference data is a user-specified parameter that can be changed when designing a new design that applies topology optimization to the reference data.

한편, 위상 최적화된 신규 디자인 및 참조 데이터 사이의 L1 Norm은 양 디자인들 사이의 유사성을 나타낸다. 한편, 위상 최적화된 신규 디자인과 참조 데이터 사이의 유사성을 나타내는 부분은 제품의 디자인이 이산 문제에 관련된 경우 L1 Norm을 대신하여 크로스-엔트로피를 적용할 수 있다. 한편, 위상 최적화된 신규 디자인과 참조 데이터 사이의 유사성을 나타내는 부분은 제품의 디자인이 연속적인 문제에 관련된 경우 pixel-wise L1 Norm을 적용할 수 있다.Meanwhile, the L1 Norm between the topology-optimized new design and the reference data indicates the similarity between both designs. On the other hand, cross-entropy can be applied instead of L1 Norm when the design of the product is related to a discrete problem, indicating the similarity between the new topology-optimized design and the reference data. On the other hand, the pixel-wise L1 Norm can be applied to the part that shows similarity between the topology-optimized new design and the reference data when the product design is related to a continuous problem.

도 8은 패턴 이미지를 참조 데이터로 하여 생성된 신규 디자인의 다양한 예시를 도시한 것이다.Figure 8 shows various examples of new designs created using pattern images as reference data.

도 8을 참조하면, 다양한 실시예의 S200 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 패턴 이미지를 참조 데이터로 활용하여 제너레이티브 디자인(예로, 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인)을 진행하여 신규 디자인을 생성할 수 있다. Referring to FIG. 8, in the S200 process of various embodiments, the computing device 100 uses the pattern image as reference data to perform generative design (e.g., topology optimization, dimension and shape optimization, parametric design) to create a new You can create a design.

다양한 실시예에서, 제너레이티브 디자인으로 위상최적화 방법론을 적용할 경우에, 컴퓨팅 장치(100)는 위상 최적화 목적 함수에서 성능 부분을 통해서 제품의 공학적 성능을 담보하면서, 유사성 부분을 통해서 패턴 이미지와 유사한 제품의 신규 디자인을 생성할 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(100)는 새롭게 디자인하고자 하는 제품에 대한 참조 데이터(예로, 초기 바퀴 휠 이미지)가 없더라도 패턴 이미지를 참조 데이터로 사용하여 심미적으로 닯은 제품에 대한 신규 디자인을 생성할 수 있다. In various embodiments, when applying a topology optimization methodology through generative design, the computing device 100 ensures the engineering performance of the product through the performance portion of the topology optimization objective function and resembles the pattern image through the similarity portion. You can create new designs for products. That is, the computing device 100 can create a new design for an aesthetically similar product by using the pattern image as reference data even if there is no reference data (for example, an initial wheel image) for the product to be newly designed.

도 9는 스켈레톤 이미지를 참조 데이터로 하여 생성된 신규 디자인의 다양한 예시를 도시한 것이다. Figure 9 shows various examples of new designs created using a skeleton image as reference data.

도 9를 참조하면, 다양한 실시예의 S200 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 2차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지(예로, 2D Skel. Img) 혹은 3차원 제품에 대한 스켈레톤 이미지(예로, 3D Skel. Img)를 참조 데이터로 활용하여 제너레이티브 디자인(예로, 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인)을 진행하여 신규 디자인을 생성할 수 있다. Referring to FIG. 9, in process S200 of various embodiments, the computing device 100 generates a skeleton image for a two-dimensional product (e.g., 2D Skel. Img) or a skeleton image for a three-dimensional product (e.g., 3D Skel. Img). You can create a new design by using generative design (e.g., topology optimization, dimension and shape optimization, parametric design) as reference data.

다양한 실시예에서, 제너레이티브 디자인으로 위상최적화 방법론을 적용할 경우에, 2차원(3차원) 제품에 대한 일반적인 이미지를 대신하여 2차원(3차원) 제품에 대한 스켈레톤 이미지를 사용함으로써, 2차원(3차원) 제품에 대한 일반적인 이미지에서 편중된 밀도(두께, 볼륨) 때문에 발생하는 영향을 신규 디자인에 미치지 않게 할 수 있다. 또한, 2차원(3차원) 제품에 대한 스켈레톤 이미지를 사용함으로써, 신규 디자인은 제품에 대한 밀도(두께, 볼륨) 분포가 편중되지 않을 수 있다. In various embodiments, when applying the topology optimization methodology with generative design, a skeleton image for a two-dimensional (3-dimensional) product is used instead of a general image for the two-dimensional (3-dimensional) product, thereby creating a two-dimensional (3-dimensional) product. (3D) The influence caused by the biased density (thickness, volume) in the general image of the product can be prevented from affecting the new design. Additionally, by using skeleton images for two-dimensional (three-dimensional) products, the new design can ensure that the density (thickness, volume) distribution for the product is not biased.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 사용자 지정 매개변수인 볼륨 비율(Volume Ratio)에 따라 일정하게 증가된 밀도(두께, 볼륨)을 가지는 제품에 대한 신규 디자인을 생성할 수 있다. In various embodiments, the computing device 100 may create a new design for a product having a uniformly increased density (thickness, volume) according to a volume ratio, which is a user-specified parameter.

예를 들어, 큰 볼륨 비율을 가지는 신규 디자인은 작은 볼륨 비율을 가지는 신규 디자인 보다 상대적으로 증가된 밀도(두께, 볼륨)을 가지는 제품에 대한 디자인을 제공할 수 있다.For example, a new design with a large volume ratio may provide a design for a product with relatively increased density (thickness, volume) compared to a new design with a small volume ratio.

도 10은 뷰 이미지 혹은 단면 이미지를 참조 데이터로 하여 생성된 신규 디자인의 다양한 예시를 도시한 것이다.Figure 10 shows various examples of new designs created using a view image or cross-sectional image as reference data.

도 10의 상측에서 2개의 도면을 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링 중 하나에서 특정 방향의 뷰 이미지와 닮은 신규 디자인을 생성할 수 있다. Referring to the two diagrams at the top of FIG. 10 , computing device 100 may display a novel image resembling a view image in a particular direction in one of an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and modeling for a three-dimensional product. You can create a design.

여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링 중 하나에서 뷰 추출 모델을 이용하여 특정 방향의 뷰 이미지(O1)를 추출할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 방향 뷰에 대한 정보도 함께 추출할 수 있다. 여기서, 특정 방향 뷰에 대한 정보는 제품을 바라보는 방향을 벡터로 표현한 것일 수 있다(예로, [x, y, z]=[1,1,1]).Here, the computing device 100 can extract a view image (O1) in a specific direction using a view extraction model from one of an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and modeling for a three-dimensional product. there is. Additionally, the computing device 100 may also extract information about a view in a specific direction. Here, information about a specific direction view may represent the direction in which the product is viewed as a vector (e.g., [x, y, z]=[1,1,1]).

나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 방향의 뷰 이미지(O1)를 참조 데이터로서 위상 최적화를 적용하여 신규 디자인(N1)를 생성할 수 있다. 이 경우 신규 디자인은 특정 방향 뷰 이미지와 동일한 방향 뷰와 유사한 디자인일 수 있다.Furthermore, the computing device 100 may generate a new design (N1) by applying topology optimization to the view image (O1) in a specific direction as reference data. In this case, the new design may be a design similar to the view in the same direction as the specific direction view image.

나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 뷰 방향에 대한 복수의 뷰 이미지(O1, O2)를 추출할 수 있으며, 복수의 뷰 이미지에 제너레이티브 디자인(예로, 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인)을 각각 적용하여 복수의 신규 디자인(N1, N2)를 생성할 수 있다. Furthermore, the computing device 100 can extract a plurality of view images (O1, O2) for a plurality of view directions, and apply generative design (e.g., topology optimization, dimension and shape optimization, para. Multiple new designs (N1, N2) can be created by applying each metric design.

여기서, 복수의 신규 디자인은 복수의 뷰 이미지 각각에 대응하는 위상 최적화된 디자인 일 수 있다. 이 경우, 위상 최적화의 목적함수는 복수의 뷰 이미지에 대응하는 유사성 부분을 갖도록 복수개로 형성되며, 복수의 위상 최적화의 목적함수 각각의 답을 찾음으로써, 복수의 신규 디자인을 구할 수 있다. Here, the plurality of new designs may be topologically optimized designs corresponding to each of the plurality of view images. In this case, the objective function of the topology optimization is formed in plural numbers to have similarity parts corresponding to the plurality of view images, and by finding the answer to each of the objective functions of the plurality of topology optimizations, a plurality of new designs can be obtained.

나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 뷰 방향에 대한 정보([1,1,1], [1,0,1])를 이용하여, 복수의 뷰 방향에 대응하는 복수의 신규 디자인을 조합하여 2차원 제품에 대한 신규 이미지 혹은 3차원 제품에 대한 신규 모델링을 생성할 수 있다. Furthermore, the computing device 100 uses information about the plurality of view directions ([1,1,1], [1,0,1]) to combine a plurality of new designs corresponding to the plurality of view directions. You can create new images for two-dimensional products or new modeling for three-dimensional products.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 뷰 방향에 대한 복수의 뷰 이미지(O1, O2)를 추출할 수 있으며, 복수의 뷰 이미지를 모두 함께 제너레이티브 디자인(예로, 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인)을 적용하여 하나의 신규 디자인을 생성할 수 있다. 이 경우, 위상 최적화의 목적함수는 복수의 뷰 이미지에 대응하는 유사성 부분이 복수개로 형성되며, 복수의 유사성 부분(L1 distance term)이 존재하는 하나의 위상 최적화의 목적함수의 답을 찾음으로써, 신규 디자인을 구할 수 있다. In various embodiments, computing device 100 may extract a plurality of view images (O1, O2) for a plurality of view directions, and use the plurality of view images all together to perform generative design (e.g., topology optimization, dimension optimization, etc.). and shape optimization, parametric design) can be applied to create a new design. In this case, the objective function of topology optimization is formed by a plurality of similarity parts corresponding to multiple view images, and by finding the answer to the objective function of one topology optimization with a plurality of similarity parts (L1 distance term), a new You can get the design.

한편, 도 10의 하측의 도면을 참조하면, 컴퓨팅 장치(100)는 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링 중 하나에서 특정 방향의 뷰에서 사용자 입력에 따른 소정 깊이에서 단면 이미지와 닮은 신규 디자인을 생성할 수 있다. Meanwhile, referring to the lower drawing of FIG. 10, the computing device 100 responds to a user input from a view in a specific direction in one of an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and modeling for a three-dimensional product. A new design resembling a cross-sectional image can be created at a certain depth.

여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 2차원 제품에 대한 이미지, 3차원 제품에 대한 이미지, 및 3차원 제품에 대한 모델링 중 하나에서 단면 추출 모델을 이용하여 특정 방향 및 소정 깊이에서 제품의 단면 이미지(O3)를 추출할 수 있다. 여기서, 제품에 대한 단면 이미지는 2차원 혹은 3차원 제품을 특정한 방향(뷰)에서 보면서, 사용자가 입력한 값에 따른 깊이에서 제품이 가지는 단면에 대한 이미지를 의미할 수 있다. Here, the computing device 100 uses a cross-sectional extraction model from one of an image for a two-dimensional product, an image for a three-dimensional product, and modeling for a three-dimensional product to obtain a cross-sectional image (O3) of the product in a specific direction and at a predetermined depth. ) can be extracted. Here, the cross-sectional image of the product may mean an image of the cross-section of the product at a depth according to the value input by the user while viewing the two-dimensional or three-dimensional product from a specific direction (view).

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 방향 뷰에 대한 정보 및 깊이에 대한 정보도 함께 추출할 수 있다. 여기서, 특정 방향 뷰에 대한 정보는 제품을 바라보는 방향을 벡터로 표현한 것일 수 있다(예로, [x, y, z]=[0,0,1]). 깊이에 대한 정보는 특정 방향 뷰를 기준으로 제품이 가지는 전체 깊이를 100%로 가정할 때 사용자로부터 가장 먼 제품의 부분을 100%로 정의하고, 가장 가까운 제품의 부분을0%로 정의할 수 있다(예로, depth = 50%).Additionally, the computing device 100 may also extract information about a view in a specific direction and information about depth. Here, information about a specific direction view may represent the direction in which the product is viewed as a vector (e.g., [x, y, z]=[0,0,1]). Information about depth can be defined as 100% for the part of the product furthest from the user, and 0% for the part of the product closest to the user, assuming the total depth of the product based on a view in a specific direction is 100%. (e.g. depth = 50%).

나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 방향 및 소정 깊이의 단면 이미지(O3)를 참조 데이터로서 제너레이티브 디자인(예로, 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인)을 적용하여 신규 디자인(N3)를 생성할 수 있다. 이 경우 신규 디자인은 특정 방향 및 소정 깊이에서 제품의 단면 이미지와 동일한 방향 뷰 및 소정 깊이와 유사한 디자인일 수 있다.Furthermore, the computing device 100 applies generative design (e.g., topology optimization, dimension and shape optimization, parametric design) to the cross-sectional image (O3) in a specific direction and at a predetermined depth as reference data to create a new design (N3). can be created. In this case, the new design may be a design similar to the cross-sectional image of the product in a specific direction and at a predetermined depth, with a view in the same direction and at a predetermined depth.

나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 방향 및 복수의 깊이에 대한 복수의 단면 이미지(O3)를 추출할 수 있으며, 복수의 단면 이미지에 제너레이티브 디자인(예로, 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인)을 각각 적용하여 복수의 신규 디자인(N3)를 생성할 수 있다. Furthermore, the computing device 100 can extract a plurality of cross-sectional images O3 for a specific direction and a plurality of depths, and apply generative design (e.g., topology optimization, dimension and shape optimization, para. By applying each metric design, multiple new designs (N3) can be created.

여기서, 복수의 신규 디자인은 복수의 단면 이미지 각각에 대응하는 위상 최적화된 디자인 일 수 있다. 이 경우, 위상 최적화의 목적함수는 복수의 단면 이미지에 대응하도록 복수개로 형성되며, 복수의 위상 최적화의 목적함수 각각의 답을 찾음으로써, 복수의 신규 디자인을 구할 수 있다. Here, the plurality of new designs may be topologically optimized designs corresponding to each of the plurality of cross-sectional images. In this case, the objective function of the topology optimization is formed in plural numbers to correspond to the plurality of cross-sectional images, and by finding the answer to each of the objective functions of the plurality of topology optimizations, a plurality of new designs can be obtained.

나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 특정 방향 및 복수의 깊이에 대한 정보([0, 0, 1])를 이용하여, 복수의 깊이에 대응하는 복수의 신규 디자인을 조합하여 2차원 제품에 대한 신규 이미지 혹은 3차원 제품에 대한 신규 모델링을 생성할 수 있다. Furthermore, the computing device 100 uses information about a specific direction and multiple depths ([0, 0, 1]) to create a new image for a two-dimensional product by combining multiple new designs corresponding to multiple depths. Or, you can create new modeling for 3D products.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 깊이 방향에 대한 복수의 단면 이미지(O3)를 추출할 수 있으며, 복수의 단면 이미지를 모두 함께 위상 최적화를 적용하여 하나의 신규 디자인을 생성할 수 있다. In various embodiments, the computing device 100 may extract a plurality of cross-sectional images O3 for a plurality of depth directions, and apply topology optimization to the plurality of cross-sectional images all together to create a new design. there is.

이 경우, 위상 최적화의 목적함수는 복수의 단면 이미지에 대응하는 유사성 부분이 복수개로 형성되며, 복수의 유사성 부분(L1 distance term)이 존재하는 하나의 위상 최적화의 목적함수의 답을 찾음으로써, 신규 디자인을 구할 수 있다. In this case, the objective function of topology optimization is formed by a plurality of similarity parts corresponding to a plurality of cross-sectional images, and by finding the answer to the objective function of one topology optimization with multiple similarity parts (L1 distance term), a new You can get the design.

다앙한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 제품에 대한 복수의 방향 뷰 및 복수의 깊이에서 추출된 뷰 단면 이미지를 참조 데이터로서 제너레이티브 디자인(예로, 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인)을 적용하여 복수의 신규 디자인을 생성할 수 잇다.In various embodiments, the computing device 100 uses multiple directional views of a product and view cross-sectional images extracted from multiple depths as reference data for generative design (e.g., topology optimization, dimension and shape optimization, parametric optimization). design) can be applied to create multiple new designs.

도 4 및 도 5를 참조하면, S300 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 신규 디자인을 필터링할 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5 , in process S300, the computing device 100 may filter a plurality of new designs.

S300 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인의 성능 필터링 과정 및 유사성 필터링 과정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. In the S300 process, the computing device 100 may perform at least one of a performance filtering process and a similarity filtering process of a new design.

다양한 실시예에서, 성능 필터링 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 사용자가 디자인시 설정한 요구사항에 기초해 신규 디자인을 평가할 수 있으며, 사용자가 설정한 여구사항에 미달하는 신규 디자인을 제외하는 과정을 수행할 수 있다. 이 경우 요구사항을 통과하지 못한 신규 디자인을 저성능 신규 디자인이라 한다. In various embodiments, in the performance filtering process, the computing device 100 may evaluate new designs based on requirements set by the user at the time of design and exclude new designs that do not meet the requirements set by the user. It can be done. In this case, the new design that does not pass the requirements is called a low-performance new design.

다양한 실시예에서, 유사성 필터링 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 신규 디자인들 중 유사한 디자인을 제외하는 필터링을 수행할 수 있다. In various embodiments, during the similarity filtering process, the computing device 100 may perform filtering to exclude similar designs among a plurality of new designs.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인의 형상이 존재하는 고차원 도메인 상에서 유사도를 평가할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는X 공간 필터링 과정을 수행할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 신규 디자인 중 2개의 거리를 X 공간에서 측정하고, 사이 거리가 기 설정된 제1 임계 값 보다 작은 경우 유사한 디자인으로 보고 2개 중 적어도 하나를 제외할 수 있다. 이러한 과정은 모든 복수의 신규 디자인에 대해 수행될 수 있다. 여기서, X 공간은 신규 디자인의 형상이 그 자체로 존재하는 고차원 도메인을 의미한다. 즉, X 공간은 제너레이티브 디자인으로 생성된 신규 디자인 자체를 의미한다.In various embodiments, computing device 100 may evaluate similarity in a high-dimensional domain in which the shape of the new design exists. Computing device 100 may perform an X spatial filtering process. Here, the computing device 100 measures the distance between two of the plurality of new designs in the This process can be performed for every new design. Here, the X space refers to a high-dimensional domain where the shape of the new design exists by itself. In other words, the X space refers to the new design itself created through generative design.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인의 형상을 저차원 도메인 상으로 매핑하여 유사도를 평가할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 Z 공간 필터링 과정을 수행할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 신규 디자인을 인코딩 모델을 이용하여 잠재 공간(Z-space) 상에 투영시켜 저차원의 특징 값을 추출하고, 두 디자인의 저차원 특징 값의 거리를 측정하고, 사이 거리가 기 설정된 제2 임계 값 보다 작은 경우 유사한 디자인으로 보고 2개 중 적어도 하나를 제외할 수 있다. 이러한 과정은 모든 복수의 신규 디자인에 대해 수행될 수 있다. 여기서, Z 공간은 신규 디자인의 저차원 값이 매핑된 공간을 의미한다.In various embodiments, the computing device 100 may evaluate similarity by mapping the shape of the new design onto a low-dimensional domain. Computing device 100 may perform a Z spatial filtering process. Here, the computing device 100 extracts low-dimensional feature values by projecting a plurality of new designs onto a latent space (Z-space) using an encoding model, measures the distance between the low-dimensional feature values of the two designs, and , if the distance between them is smaller than the preset second threshold, it can be viewed as a similar design and at least one of the two can be excluded. This process can be performed for every new design. Here, Z space refers to the space where the low-dimensional values of the new design are mapped.

S300 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 성능 필터링 과정 및 유사성 필터링 과정 중 하나 혹은 모두를 수행할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(100)는 상술한 X 공간 필터링 과정 및 Z 공간 필터링 과정 중 하나 혹은 모두를 수행할 수 있다. 다만, 본 발명의 필터링 과정이 이에 한정될 것은 아니며, 유사 디자인을 분류할 수 있는 다양한 필터링 방법이 적용될 수 있다. In the S300 process, the computing device 100 may perform one or both of a performance filtering process and a similarity filtering process. Additionally, the computing device 100 may perform one or both of the above-described X-space filtering process and Z-space filtering process. However, the filtering process of the present invention is not limited to this, and various filtering methods that can classify similar designs can be applied.

도 4 및 도 5를 참조하면, S400 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 필터링된 신규 디자인의 개수가 기 설정된 임계 값을 넘는지 확인할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 필터된 신규 디자인의 수가 기 설정된 임계 값을 넘지 않는 경우 다음 S500 과정을 수행할 수 있으며, 기 설정된 임계 값을 넘는 경우 다음 S700 과정을 수행할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , in process S400, the computing device 100 may check whether the number of filtered new designs exceeds a preset threshold. Here, the computing device 100 may perform the next S500 process if the number of filtered new designs does not exceed a preset threshold, and may perform the next S700 process if it exceeds the preset threshold.

S500 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인에 디자인 생성 모델을 적용하여 추가 신규 디자인을 생성할 수 있다. In the S500 process, the computing device 100 may generate additional new designs by applying a design generation model to the new design.

컴퓨팅 장치(100)는 디자인 생성 모델을 학습시킬 수 있다. 일 예로서, 컴퓨팅 장치(100)는 참조 데이터, 및 신규 디자인 중 적어도 하나를 이용하여 새로운 추가 신규 디자인을 생성할 수 있는 디자인 생성 모델을 학습시킬 수 있다.The computing device 100 may learn a design creation model. As an example, the computing device 100 may learn a design generation model capable of generating a new additional new design using at least one of reference data and a new design.

여기서, 학습된 디자인 생성 모델은 참조 데이터 및 신규 디자인 중 적어도 하나에 의해 학습된 잠재공간(Z)을 가질 수 있다. 잠재공간(Z)은 참조 데이터 및 신규 디자인에 대비하여 축소된 차원을 가지며, 참조디자인 및 신규 디자인을 축소된 차원(저차원) 상에 매핑되도록 표현할 수 있다. Here, the learned design generation model may have a latent space (Z) learned by at least one of reference data and a new design. The latent space (Z) has a reduced dimension compared to the reference data and the new design, and the reference design and the new design can be expressed to be mapped on the reduced dimension (low dimension).

다양한 실시예에서, 디자인 생성 모델은 디자인 데이터를 추출하여 잠재공간(Z)에 매핑해 주면서, 잠재공간(Z)을 이용해 새로운 디자인을 할 수 있는 인공지능 모델로 구성될 수 있다. In various embodiments, the design creation model may be composed of an artificial intelligence model that extracts design data and maps it to the latent space (Z), and can create a new design using the latent space (Z).

디자인 생성 모델은 딥러닝을 이용한 모든 Generative Model로 구성될 수 있고, 일 예로서, 생성 모델은, Vanilla GAN, DCGAN, cGAN, WGAN, EBGAN, BEGAN, CycleGAN, DiscoGAN, StarGAN, SRGAN, SEGAN, SDF 기반 GAN, Shape GAN, PolyGen 모델 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 그러나, 디자인 생성 모델이 GAN 모델로 한정될 것은 아니며, 새로운 디자인 데이터를 생성 또는 보간할 수 있는 딥러닝 기반 모든 Generative Model을 사용할 수 있다. 예를 들어, 디자인 생성 모델은 딥러닝 모델, Boolean 모델, Morphing 모델, Interpolation 모델 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The design generation model can be composed of any Generative Model using deep learning. As an example, the generative model is based on Vanilla GAN, DCGAN, cGAN, WGAN, EBGAN, BEGAN, CycleGAN, DiscoGAN, StarGAN, SRGAN, SEGAN, and SDF. It may consist of at least one of GAN, Shape GAN, and PolyGen models. However, the design generation model is not limited to the GAN model, and any generative model based on deep learning that can generate or interpolate new design data can be used. For example, the design generation model may include at least one of a deep learning model, a Boolean model, a morphing model, and an interpolation model.

컴퓨팅 장치(100)는 학습된 생성 모델의 잠재공간(Z)을 이용하여 새로운 추가 신규 디자인을 생성할 수 있다. The computing device 100 may generate a new additional design using the latent space (Z) of the learned generation model.

S600 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 추가 신규 디자인들 중 유사한 디자인을 제외하는 필터링을 수행할 수 있다. In the S600 process, the computing device 100 may perform filtering to exclude similar designs among additional new designs.

S600 과정은 S300 과정에서 설명한 필터링 과정이 그대로 적용될 수 있다. 나아가, 컴퓨팅 장치(100)는 추가 신규 디자인 혹은 필터링된 추가 신규 디자인을 참조 데이터로 사용하는 S100 과정을 수행할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 추가 신규 디자인 혹은 필터링된 추가 신규 디자인을 이용해 패턴 이미지를 추출하거나, 스켈레톤 이미지를 추출하는 등 전처리 과정을 수행할 수 있다.The filtering process described in the S300 process can be applied as is in the S600 process. Furthermore, the computing device 100 may perform the S100 process using additional new designs or filtered additional new designs as reference data. Here, the computing device 100 may perform a preprocessing process, such as extracting a pattern image or extracting a skeleton image, using an additional new design or a filtered additional new design.

컴퓨팅 장치(100)는 추가 신규 디자인 및 필터링된 추가 신규 디자인을 이용해 제너레이티브 디자인을 적용해 신규 디자인을 생성하는 S200 과정을 반복할 수 있다. The computing device 100 may repeat the S200 process of generating a new design by applying generative design using the additional new design and the filtered additional new design.

S700 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인을 평가할 수 있다. During S700, computing device 100 may evaluate a new design.

컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인을 해석한 신규 디자인 성능이 기 설정된 요구사항에 만족하는지 판단할 수 있다. 요구사항은 사용자가 디자인 생성시 입력한 정보이거나, 제품 별로 기 설정된 정보일 수 있다.The computing device 100 may determine whether the new design performance obtained by analyzing the new design satisfies preset requirements. Requirements may be information entered by the user when creating a design, or may be information preset for each product.

여기서, 신규 디자인 성능은 사용자가 원하는 디자인 요구 사항에 대응하는 제1 해석 결과, 디자인에 대응하는 제품의 물리적 성능에 대응하는 제2 해석 결과, 디자인에 대응하는 제품을 제조할 때 고려되는 사항인 제조성에 대응하는 제3 해석 결과 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the new design performance is a first analysis result corresponding to the design requirements desired by the user, a second analysis result corresponding to the physical performance of the product corresponding to the design, and manufacturing, which is a matter considered when manufacturing a product corresponding to the design. It may include at least one of the third interpretation results corresponding to gender.

이에 대응하여, 기 설정된 요구사항은 기 설정된 디자인 요구 사항에 대응하는 제1 요구 조건, 제품이 최소한으로 가져야하는 기 설정된 물리적 성능에 대응하는 제2 요구 조건, 제품을 제조할 때 최소한으로 고려되는 사항으로 기 설정된 제조성에 대응하는 제3 요구 조건 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Correspondingly, the preset requirements are the first requirements corresponding to the preset design requirements, the second requirements corresponding to the preset physical performance that the product must have as a minimum, and the minimum considerations when manufacturing the product. It may include at least one of the third requirements corresponding to preset manufacturability.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인의 제1 내지 제3 해석 결과 중 적어도 하나와 대응하는 제1 내지 제3 요구 조건 중 하나를 대비하여 요구 조건을 만족하는지 평가할 수 있다. In various embodiments, the computing device 100 may evaluate whether the requirement is satisfied by comparing at least one of the first to third analysis results of the new design with one of the corresponding first to third requirements.

컴퓨팅 장치(100)는 S100 내지 S600 과정을 반복적으로 수행할 수 있다. 여기서, 컴퓨팅 장치(100)는 S400 과정에서 필터링된 신규 디자인의 개수가 기 설정된 제3 임계 값 보다 많을 때까지 S100 내지 S600 과정을 반복적으로 수행할 수 있다. The computing device 100 may repeatedly perform processes S100 to S600. Here, the computing device 100 may repeatedly perform processes S100 to S600 until the number of new designs filtered in process S400 is greater than a preset third threshold value.

도 4 및 도 5를 참조하면, S800 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 신규 디자인을 저차원 공간에 표현하는 과정을 수행할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 , in process S800, the computing device 100 may perform a process of expressing a new design in a low-dimensional space.

이후에서 설명의 편의를 위해 암시적 신경 표현 모델에 입력된 신규 디자인를 입력 디자인(Xi)이라하고, 출력된 출력 디자인(Xo)이라 한다.Hereafter, for convenience of explanation, the new design input to the implicit neural expression model is referred to as the input design (Xi) and the output design (Xo).

S800 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 신규 디자인(Xi)를 이용해 암시적 신경 표현(Implicit Neural Representation) 모델을 학습할 수 있다. In the S800 process, the computing device 100 may learn an implicit neural representation model using a plurality of new designs (Xi).

암시적 신경 표현 모델은 복수의 신규 디자인(Xi)를 저차원의 연속이며 파라메트릭한 공간(z) 상에 표현할 수 있으며, 이를 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)라 할 수 있다.The implicit neural expression model can express multiple new designs (Xi) in a low-dimensional, continuous, parametric space (z), which can be referred to as multiple design mapping data (Z).

컴퓨팅 장치(100)는 암시적 신경 표현 모델을 이용해 복수의 신규 디자인(Xi)를 저차원 공간(z) 상에 연속적인 값으로 표현할 수 있다. The computing device 100 may express a plurality of new designs (Xi) as continuous values in a low-dimensional space (z) using an implicit neural representation model.

디자인 맵핑 데이터(Z)는 신규 디자인(Xi)와 일대일 대응하는 저차원 공간(z) 상에 표현된 신규 디자인(Xi)의 정보를 가지며, 복수의 디자인 맵핑 데이터들(Z) 사이는 연속적인 값을 가지므로, 미분 가능하게 표현된다.The design mapping data (Z) has information about the new design (Xi) expressed in a low-dimensional space (z) that corresponds one-to-one with the new design (Xi), and the values between the plurality of design mapping data (Z) are continuous. Since it has , it is expressed in a differentiable way.

컴퓨팅 장치(100)는 저차원의 연속적인 파라메트릭한 공간(z)에서 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)를 이용해 신규 디자인에 대한 탐색 과정, 디자인의 보간 과정, 디자인에 대한 성능 예측 과정, 디자인의 최적화 과정, 디자인의 역설계 과정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. The computing device 100 uses a plurality of design mapping data (Z) in a low-dimensional continuous parametric space (z) to conduct a search process for a new design, an interpolation process for the design, a performance prediction process for the design, and a design process. At least one of the optimization process and reverse design process can be performed.

컴퓨팅 장치(100)는 암시적 신경 표현 모델을 이용해 연속하는 저차원 공간(z) 상에 표현되되, 신규 디자인(Xi)에 대응하는 디자인 맵핑 데이터(Z)를 스토리지()에 저장할 수 있다. The computing device 100 is expressed on a continuous low-dimensional space (z) using an implicit neural expression model, and can store design mapping data (Z) corresponding to the new design (Xi) in storage ().

신규 디자인(Xi)은 상술한 제너레이티브 디자인에 포함된 위상최적화, 치수 및 형상 최적화, 파라매트릭 디자인, 사용자 데이터 등 모든 시드 데이터를 포함할 수 있다. The new design (Xi) may include all seed data such as topology optimization, dimension and shape optimization, parametric design, and user data included in the generative design described above.

컴퓨팅 장치(100)는 모든 시드 데이터를 암시적 신경 표현 모델에 대한 딥러닝을 통해 저차원의 잠재공간(z)으로 맵핑한 후 잠재공간(z) 내에서 디자인 맵핑 데이터(Z)를 가공하여 새로운 디자인 맵핑 데이터(Z')를 생성할 수 있다. The computing device 100 maps all seed data to a low-dimensional latent space (z) through deep learning on an implicit neural expression model, and then processes the design mapping data (Z) within the latent space (z) to create new Design mapping data (Z') can be created.

컴퓨팅 장치(100)는 잠재공간(z)의 새로운 디자인 맵핑 데이터(Z')를 이용해 종래의 신규 디자인(Xi)과는 구별되는 출력 디자인(Xo)를 생성할 수 있으며, 출력 디자인(Xo)는 새롭게 합성된 데이터이므로 합성 데이터라 할 수 있다. The computing device 100 can generate an output design (Xo) that is distinct from the existing new design (Xi) using new design mapping data (Z') of the potential space (z), and the output design ( Since it is newly synthesized data, it can be called synthetic data.

이하에서 도 2 및 도 4를 참조하여, 디자인에 대한 탐색 과정, 디자인의 보간 과정, 디자인에 대한 성능 예측 과정, 디자인의 최적화 과정, 디자인의 역설계 과정에 대해 설명한다.Below, with reference to FIGS. 2 and 4 , the design search process, design interpolation process, design performance prediction process, design optimization process, and design reverse engineering process will be described.

S20 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 저차원 공간(z)에서 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 중 제1 디자인 맵핑 데이터(Z1)를 탐색하고, 제1 디자인 맵핑 데이터(Z1)에 대응하는 제1 디자인(X1)를 획득하는 디자인 탐색 과정을 수행할 수 있다. In process S20, the computing device 100 searches for first design mapping data (Z 1 ) among a plurality of design mapping data (Z) in a low-dimensional space (z) and corresponds to the first design mapping data (Z 1 ). A design search process may be performed to obtain the first design (X 1 ).

저차원 공간(z) 상에 표현된 디자인 맵핑 데이터(Z)는 연속적인 수치 값으로 표현되기 때문에 2차원 혹은 3차원 디자인 데이터로 표현되는 신규 디자인(X) 보다 탐색이 용이할 수 있다. 그러므로, 특정한 제1 디자인(X1)를 찾기 위해, 저차원 공간(z) 상에서 제1 디자인(X1)에 대응하는 제1 디자인 맵핑 데이터(Z1)을 검색함으로써, 빠르게 제1 디자인(X1)를 찾을 수 있다. Because design mapping data (Z) expressed in a low-dimensional space (z) is expressed as continuous numerical values, it can be easier to explore than a new design (X) expressed as two-dimensional or three-dimensional design data. Therefore, in order to find a specific first design (X 1 ), by searching the first design mapping data (Z 1 ) corresponding to the first design (X 1 ) in the low-dimensional space (z), the first design (X 1 ) can be found.

컴퓨팅 장치(100)는 암시적 신경 표현 모델을 신규 디자인(X)으로 학습한 이후에는 잠재공간(z) 내에 표현된 디자인 맵핑 데이터(Z)를 이용해 원하는 신규 디자인를 실시간으로 탐색할 수 있다. After learning the implicit neural expression model as a new design (X), the computing device 100 can search for a desired new design in real time using the design mapping data (Z) expressed in the latent space (z).

도 11은 잠재공간에서 디자인 보간의 예시를 도시한 것이다.Figure 11 shows an example of design interpolation in latent space.

도 11을 참조하면, S20과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 저차원 공간(z)에서 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 중 복수의 제2 디자인 맵핑 데이터(Z1)를 보간하고, 보간된 제2 디자인 맵핑 데이터(Z1')에 대응하는 제2 디자인(X2)를 획득하는 디자인 보간 과정을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 11, in process S20, the computing device 100 interpolates a plurality of second design mapping data (Z 1 ) among a plurality of design mapping data (Z) in a low-dimensional space (z), and generates the interpolated first design mapping data (Z 1 ). 2 A design interpolation process may be performed to obtain a second design (X2) corresponding to the design mapping data (Z 1 ').

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 저차원 공간(z)에서 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 중 N 개의 데이터를 선택해 보간 방법을 통해 제2 디자인 매핑 데이터(Z2)로 보간하고, 보간된 제2 디자인 맵핑 데이터(Z2)에 대응하는 제2 디자인(X2)를 획득하는 디자인 보간 과정을 수행할 수 있다.In various embodiments, the computing device 100 selects N data from a plurality of design mapping data (Z) in a low-dimensional space (z) and interpolates them into second design mapping data (Z 2 ) through an interpolation method, and interpolates A design interpolation process may be performed to obtain the second design (X2) corresponding to the second design mapping data (Z 2 ).

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 저차원 공간(z)에서 표현된 적어도 하나의 디자인 맵핑 데이터들에 보간 방법(예로, 중간 값, 평균 값, 혹은 다른 가중치로 평균 등)을 적용하여 새롭운 디자인 맵핑 데이터를 생성할 수 있다. 이러한 보간 과정은 저차원 공간(z) 내에서 이뤄지기 때문에 간단한 연산으로 수행될 수 있다. In various embodiments, the computing device 100 applies an interpolation method (e.g., median value, average value, or average with different weights, etc.) to at least one design mapping data expressed in a low-dimensional space (z) to create a new Unique design mapping data can be created. Because this interpolation process takes place within a low-dimensional space (z), it can be performed with a simple operation.

종래의 경우, 제너레이티브 디자인으로 생성된 복수의 신규 디자인은 연속적인 디자인 스페이스에 표현될 수 없다. 그렇기 때문에 디자인A와 디자인B의 중간에 위치한 디자인C를 생성할 수 없다. 하지만, 본 발명의 실시예는 저차원의 잠재공간(z)에서 모든 디자인에 대응하는 디자인 맵핑 데이터들을 보간하여 새로운 디자인을 표현할 수 있다. In the conventional case, multiple new designs created through generative design cannot be expressed in a continuous design space. Therefore, it is not possible to create Design C, which is located in the middle of Design A and Design B. However, an embodiment of the present invention can express a new design by interpolating design mapping data corresponding to all designs in a low-dimensional latent space (z).

즉, 컴퓨팅 장치(100)는 암시적 신경 표현 모델을 신규 디자인(X)으로 학습한 이후에는 잠재공간(z) 내에 표현된 디자인 맵핑 데이터(Z)를 이용해 원하는 신규 디자인를 실시간으로 생성할 수 있다. That is, after learning the implicit neural expression model as a new design (X), the computing device 100 can generate a desired new design in real time using the design mapping data (Z) expressed in the latent space (z).

S30 과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 저차원 공간(z)의 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 및 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)에 대응하는 복수의 디자인(X)의 성능 데이터(Y)로 학습된 성능 예측 모델을 이용해서, 제3 디자인(X3)에 대한 제3 디자인 맵핑 데이터(Z3)를 통해 예측 성능 데이터(Y3')를 예측하는 디자인 예측 과정을 수행할 수 있다.In the S30 process, the computing device 100 generates a plurality of design mapping data (Z) in a low-dimensional space (z) and performance data (Y) of a plurality of designs (X) corresponding to the plurality of design mapping data (Z). Using the learned performance prediction model, a design prediction process can be performed to predict predicted performance data (Y 3 ') through third design mapping data (Z 3 ) for the third design (X 3 ).

다시 말해, 디자인(X)에 대응하는 디자인 맵핑 데이터(Z)와 성능 데이터(Y)로 성능 예측 모델을 학습시킴으로써, 학습된 성층 예측 모델은 특정 디자인 맵핑 데이터를 입력으로 예측 성능 데이터를 출력할 수 있다. In other words, by learning a performance prediction model with design mapping data (Z) and performance data (Y) corresponding to design (X), the learned stratified prediction model can output predicted performance data with specific design mapping data as input. there is.

컴퓨팅 장치(100)는 디자인(X)와 각 디자인에 대응하는 성능 데이터(Y)를 학습 데이터로 성능 예측 모델을 학습시킬 수 있다. 상세히는, 임시적 신경 표현 모델을 이용해 저차원 상에 표현된 디자인(X)의 디자인 맵핑 데이터(Z)와 성능 데이터(Y)를 학습 데이터로 성능 예측 모델을 학습시킬 수 있다. The computing device 100 may learn a performance prediction model using the design (X) and performance data (Y) corresponding to each design as learning data. In detail, a performance prediction model can be trained using the design mapping data (Z) and performance data (Y) of the design (X) expressed in a low dimension using a temporary neural expression model as training data.

이 경우, 학습된 성능 예측 모델은 암시적 신경 표현 모델과 함께 새로운 디자인(X)에 대한 성능 데이터(Y')를 예측할 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(100)는 성능 예측 모델을 이용해 새로운 디자인(X)를 입력받아 새로운 디자인의 제품의 성능을 예측할 수 있다. In this case, the learned performance prediction model, together with the implicit neural representation model, can predict performance data (Y') for the new design (X). That is, the computing device 100 can input a new design (X) and predict the performance of a product of the new design using a performance prediction model.

S40과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 복수의 디자인(X)의 성능 데이터(Y)에 기초해서, 저차원 공간(z) 내에서 제4 디자인(X4)에 대응하는 제4 디자인 맵핑 데이터(Z4)를 최적화하고, 최적화된 제4 디자인 데이터(X4')를 획득하는 디자인 최적화 과정을 수행할 수 있다.In process S40, the computing device 100 generates fourth design mapping data (X 4 ) corresponding to the fourth design ( A design optimization process can be performed to optimize Z 4 ) and obtain optimized fourth design data (X 4 ').

컴퓨팅 장치(100)는 특정 디자인의 성능 데이터가 사용자가 원하는 요구사항을 만족하는 경우, 해당하는 디자인에 대응하는 디자인 맵핑 데이터를 획득하고, 해당 디자인 매핑 데이터에 기초해 제4 디자인 맵핑 데이터(Z4)를 최적화하고, 최적화된 제4 디자인(X4')를 획득함으로써, 사용자가 원하는 요구사항을 가지도록 최적화된 제4 디자인(X4')를 획득할 수 있다. If the performance data of a specific design satisfies the user's desired requirements, the computing device 100 acquires design mapping data corresponding to the corresponding design, and generates fourth design mapping data (Z 4) based on the design mapping data. ) and obtaining the optimized fourth design (X 4 '), it is possible to obtain the fourth design (X 4 ') optimized to meet the user's desired requirements.

다양한 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 저차원 공간(z)에서 복수의 디자인 맵핑 데이터에 대한 위상최적화 기법을 적용하여 위상최적화를 수행할 수 있다. In various embodiments, the computing device 100 may perform topology optimization by applying a topology optimization technique to a plurality of design mapping data in a low-dimensional space (z).

종래의 자동 매개변수화 최적 디자인 기술은 3D 형상 최적화를 위해서 디자인자가 베이스 디자인을 바탕으로 매개변수화를 수행하고, 최적화할 디자인변수를 정의해야 한다. 이로 인해 지엽적인 디자인 스페이스 내에서만 최적 디자인을 찾을 수 있다. 하지만, 본 발명의 실시예는 잠재공간에서 3D 형상이 자동으로 매개변수화 되기 때문에 오리지널 디자인 스페이스에서 최적디자인을 할 수 있다.Conventional automatic parameterization optimal design technology requires the designer to perform parameterization based on the base design and define design variables to be optimized in order to optimize the 3D shape. Because of this, the optimal design can only be found within a local design space. However, in the embodiment of the present invention, an optimal design can be performed in the original design space because the 3D shape is automatically parameterized in the latent space.

S40과정에서, 컴퓨팅 장치(100)는 저차원 공간(z)의 성능 데이터(Y) 및 성능 데이터(Y)에 대응하는 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)로 학습된 역설계모델을 이용해서, 제5 성능 데이터(Y5)에 대응하는 제5 디자인 맵핑 데이터(Z5)를 획득하고, 제5 디자인 맵핑 데이터(Z5)에 대응하는 제5 디자인(X5)을 획득하는 역설계 과정을 수행할 수 있다. In process S40, the computing device 100 uses a reverse engineering model learned with performance data (Y) of a low-dimensional space (z) and a plurality of design mapping data (Z) corresponding to the performance data (Y), 5 Obtain the fifth design mapping data (Z 5 ) corresponding to the performance data (Y 5 ), and perform a reverse engineering process to obtain the fifth design (X 5 ) corresponding to the fifth design mapping data (Z 5 ). can do.

여기서, 역설계 모델은 사용자가 원하는 요구사항에 대한 성능 데이터(Y)를 입력하면, 요구사항을 만족하는 디자인(X)를 출력할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 특정 제품에 대해 원하는 성능 스펙을 입력받음으로써, 입력한 성능 스펙을 만족하는 특정 제품에 대한 디자인를 출력할 수 있다. 즉, 사용자는 제품의 성능 데이터만 알고 있다면 제품의 디자인을 역설계 할 수 있다.Here, the reverse engineering model can output a design (X) that satisfies the requirements when the user inputs performance data (Y) for the desired requirements. By receiving desired performance specifications for a specific product, the computing device 100 may output a design for a specific product that satisfies the input performance specifications. In other words, users can reverse engineer the design of a product as long as they know the product's performance data.

상술한 모든 모델은 인공지능 모델을 의미할 수 있다. 여기서, 인공지능 모델은 하나 이상의 네트워크 함수로 구성되며, 하나 이상의 네트워크 함수는 일반적으로 '노드'라 지칭될 수 있는 상호 연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있다. 이러한 '노드'들은 '뉴런(neuron)'들로 지칭될 수도 있다. 하나 이상의 네트워크 함수는 적어도 하나 이상의 노드들을 포함하여 구성된다. 하나 이상의 네트워크 함수를 구성하는 노드(또는 뉴런)들은 하나 이상의 '링크'에 의해 상호 연결될 수 있다.All of the above-mentioned models may refer to artificial intelligence models. Here, the artificial intelligence model is composed of one or more network functions, and the one or more network functions may be composed of a set of interconnected computational units that can be generally referred to as 'nodes'. These 'nodes' may also be referred to as 'neurons'. One or more network functions are composed of at least one or more nodes. Nodes (or neurons) that make up one or more network functions may be interconnected by one or more 'links'.

인공지능 모델 내에서, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 입력 노드 및 출력 노드의 개념은 상대적인 것으로서, 하나의 노드에 대하여 출력 노드 관계에 있는 임의의 노드는 다른 노드와의 관계에서 입력 노드 관계에 있을 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다. 전술한 바와 같이, 입력 노드 대 출력 노드 관계는 링크를 중심으로 생성될 수 있다. 하나의 입력 노드에 하나 이상의 출력 노드가 링크를 통해 연결될 수 있으며, 그 역도 성립할 수 있다.Within an artificial intelligence model, one or more nodes connected through a link can form a relative input node and output node relationship. The concepts of input node and output node are relative, and any node in an output node relationship with one node may be in an input node relationship with another node, and vice versa. As described above, input node to output node relationships can be created around links. One or more output nodes can be connected to one input node through a link, and vice versa.

하나의 링크를 통해 연결된 입력 노드 및 출력 노드 관계에서, 출력 노드는 입력 노드에 입력된 데이터에 기초하여 그 값이 결정될 수 있다. 여기서 입력 노드와 출력 노드를 상호 연결하는 노드는 가중치(weight)를 가질 수 있다. 가중치는 가변적일 수 있으며, 인공지능 모델이 원하는 기능을 수행하기 위해, 사용자 또는 알고리즘에 의해 가변될 수 있다. 예를 들어, 하나의 출력 노드에 하나 이상의 입력 노드가 각각의 링크에 의해 상호 연결된 경우, 출력 노드는 상기 출력 노드와 연결된 입력 노드들에 입력된 값들 및 각각의 입력 노드들에 대응하는 링크에 설정된 가중치에 기초하여 출력 노드 값을 결정할 수 있다.In a relationship between an input node and an output node connected through one link, the value of the output node may be determined based on data input to the input node. Here, the nodes connecting the input node and the output node may have a weight. Weights may be variable and may be varied by the user or algorithm in order for the artificial intelligence model to perform the desired function. For example, when one or more input nodes are connected to one output node by respective links, the output node is set to the values input to the input nodes connected to the output node and the links corresponding to each input node. The output node value can be determined based on the weight.

전술한 바와 같이, 인공지능 모델은 하나 이상의 노드들이 하나 이상의 링크를 통해 상호연결 되어 인공지능 모델 내에서 입력 노드 및 출력 노드 관계를 형성한다. 인공지능 모델 내에서 노드들과 링크들의 개수 및 노드들과 링크들 사이의 연관관계, 링크들 각각에 부여된 가중치의 값에 따라, 인공지능 모델의 특성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 동일한 개수의 노드 및 링크들이 존재하고, 링크들 사이의 가중치 값이 상이한 두 인공지능 모델이 존재하는 경우, 두 개의 인공지능 모델들은 서로 상이한 것으로 인식될 수 있다.As described above, in an artificial intelligence model, one or more nodes are interconnected through one or more links to form an input node and output node relationship within the artificial intelligence model. The characteristics of the artificial intelligence model can be determined according to the number of nodes and links within the artificial intelligence model, the correlation between nodes and links, and the weight value assigned to each link. For example, if there are two artificial intelligence models with the same number of nodes and links and different weight values between the links, the two artificial intelligence models may be recognized as different from each other.

인공지능 모델을 구성하는 노드들 중 일부는, 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있다. 예를 들어, 최초 입력 노드로부터 거리가 n인 노드들의 집합은, n 레이어를 구성할 수 있다. 최초 입력 노드로부터 거리는, 최초 입력 노드로부터 해당 노드까지 도달하기 위해 거쳐야 하는 링크들의 최소 개수에 의해 정의될 수 있다. 그러나, 이러한 레이어의 정의는 설명을 위한 임의적인 것으로서, 인공지능 모델 내에서 레이어의 차수는 전술한 것과 상이한 방법으로 정의될 수 있다. 예를 들어, 노드들의 레이어는 최종 출력 노드로부터 거리에 의해 정의될 수도 있다.Some of the nodes constituting the artificial intelligence model may form one layer based on the distances from the initial input node. For example, a set of nodes with a distance n from the initial input node may constitute n layers. The distance from the initial input node can be defined by the minimum number of links that must be passed to reach the node from the initial input node. However, this definition of the layer is arbitrary for explanation purposes, and the order of the layer within the artificial intelligence model may be defined in a different way from that described above. For example, a layer of nodes may be defined by distance from the final output node.

최초 입력 노드는 인공지능 모델 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서 링크를 거치지 않고 데이터가 직접 입력되는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또는, 인공지능 모델 네트워크 내에서, 링크를 기준으로 한 노드 간의 관계에 있어서, 링크로 연결된 다른 입력 노드들 가지지 않는 노드들을 의미할 수 있다. 이와 유사하게, 최종 출력 노드는 인공지능 모델 내의 노드들 중 다른 노드들과의 관계에서, 출력 노드를 가지지 않는 하나 이상의 노드들을 의미할 수 있다. 또한, 히든 노드는 최초 입력 노드 및 최후 출력 노드가 아닌 인공지능 모델을 구성하는 노드들을 의미할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능 모델은 입력 레이어의 노드가 출력 레이어에 가까운 히든 레이어의 노드보다 많을 수 있으며, 입력 레이어에서 히든 레이어로 진행됨에 따라 노드의 수가 감소하는 형태의 인공지능 모델일 수 있다.The initial input node may refer to one or more nodes in the artificial intelligence model into which data is directly input without going through links in relationships with other nodes. Alternatively, in an artificial intelligence model network, in the relationship between nodes based on links, it may mean nodes that do not have other input nodes connected by links. Similarly, the final output node may refer to one or more nodes that do not have an output node in their relationship with other nodes among the nodes in the artificial intelligence model. Additionally, hidden nodes may refer to nodes that constitute an artificial intelligence model rather than the first input node and the last output node. The artificial intelligence model according to an embodiment of the present invention may have more nodes in the input layer than the nodes in the hidden layer close to the output layer, and is an artificial intelligence model in which the number of nodes decreases as it progresses from the input layer to the hidden layer. You can.

인공지능 모델은 하나 이상의 히든 레이어를 포함할 수 있다. 히든 레이어의 히든 노드는 이전의 레이어의 출력과 주변 히든 노드의 출력을 입력으로 할 수 있다. 각 히든 레이어 별 히든 노드의 수는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 입력 레이어의 노드의 수는 입력 데이터의 데이터 필드의 수에 기초하여 결정될 수 있으며 히든 노드의 수와 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 입력 레이어에 입력된 입력 데이터는 히든 레이어의 히든 노드에 의하여 연산될 수 있고 출력 레이어인 완전 연결 레이어(FCL: fully connected layer)에 의해 출력될 수 있다.An artificial intelligence model may include one or more hidden layers. The hidden node of the hidden layer can take the output of the previous layer and the output of surrounding hidden nodes as input. The number of hidden nodes for each hidden layer may be the same or different. The number of nodes in the input layer may be determined based on the number of data fields of the input data and may be the same as or different from the number of hidden nodes. Input data input to the input layer can be operated by the hidden node of the hidden layer and output by the fully connected layer (FCL), which is the output layer.

컴퓨팅 장치(100)는 학습 데이터를 이용하여 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 학습 데이터 세트를 이용하여 인공지능 모델을 구성하는 하나 이상의 네트워크 함수에 대한 학습을 수행할 수 있다. The computing device 100 can learn an artificial intelligence model using learning data. The computing device 100 may perform learning on one or more network functions constituting an artificial intelligence model using a learning data set.

일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(100)는 학습 입력 데이터 세트 각각을 하나 이상의 네트워크 함수에 입력시키고, 하나 이상의 네트워크 함수로 연산된 출력 데이터 값을 특징 값으로 추출하고, 추출된 특징 값을 기초로 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다. In one embodiment, the computing device 100 inputs each set of learning input data into one or more network functions, extracts output data values calculated by one or more network functions as feature values, and artificial intelligence based on the extracted feature values. Intelligence models can be trained.

다른 실시예로, 컴퓨팅 장치(100)는 학습 입력 데이터 세트 각각을 하나 이상의 네트워크 함수에 입력시키고, 하나 이상의 네트워크 함수로 연산된 출력 데이터 각각과 학습 입력 데이터 세트 각각의 레이블에 해당하는 학습 출력 데이터 세트 각각을 비교하여 오차를 도출할 수 있다. In another embodiment, the computing device 100 inputs each of the learning input data sets into one or more network functions, and sets each output data calculated by one or more network functions and a learning output data set corresponding to the label of each of the learning input data sets. By comparing each, the error can be derived.

인공지능 모델의 학습에서 학습 입력 데이터는 하나 이상의 네트워크 함수의 입력 레이어에 입력될 수 있으며, 학습 출력 데이터는 하나 이상의 네트워크 함수의 출력과 비교될 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 학습 입력 데이터에 대한 하나 이상의 네트워크 함수의 연산 결과와 학습 출력 데이터(레이블)의 오차에 기초하여 인공지능 모델을 학습시킬 수 있다. In the training of an artificial intelligence model, learning input data may be input to the input layer of one or more network functions, and learning output data may be compared with the output of one or more network functions. The computing device 100 may train an artificial intelligence model based on the calculation results of one or more network functions on the learning input data and the error of the learning output data (label).

또한, 컴퓨팅 장치(100)는 오차에 기초하여 하나 이상의 네트워크 함수의 가중치를 역전파 방식으로 조정할 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(100)는 학습 입력 데이터에 대한 하나 이상의 네트워크 함수의 연산 결과와 학습 출력 데이터의 오차에 기초하여 하나 이상의 네트워크 함수의 출력이 학습 출력 데이터에 가까워지도록 가중치를 조정할 수 있다.Additionally, the computing device 100 may adjust the weight of one or more network functions based on the error using a backpropagation method. That is, the computing device 100 may adjust the weights so that the output of one or more network functions is closer to the learning output data based on the calculation results of one or more network functions on the learning input data and the error of the learning output data.

컴퓨팅 장치(100)는 하나 이상의 네트워크 함수의 학습이 사전 결정된 에폭 이상 수행된 경우, 검증 데이터를 이용하여 학습의 중단 여부를 결정할 수 있다. 사전 결정된 에폭은 전체 학습 목표 에폭의 일부일 수 있다. 검증 데이터는 레이블링 된 학습 데이터 세트 중 적어도 일부로 구성될 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(100)는 학습 데이터 세트를 통해 인공지능 모델의 학습을 수행하며, 인공지능 모델의 학습이 사전결정 된 에폭 이상 반복된 후, 검증 데이터를 이용하여 인공지능 모델의 학습 효과가 사전 결정된 수준 이상인지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(100)는 100개의 학습 데이터를 이용하여 목표 반복 학습 횟수가 10회인 학습을 수행하는 경우, 사전결정 된 에폭인 10회의 반복 학습을 수행한 후, 10개의 검증 데이터를 이용하여 3회의 반복 학습을 수행하여, 3회의 반복 학습 동안 인공지능 모델 출력의 변화가 사전결정 된 수준 이하인 경우 더 이상의 학습이 무의미한 것으로 판단하고 학습을 종료할 수 있다. 즉, 검증 데이터는 인공지능 모델의 반복 학습에서 에폭별 학습의 효과가 일정 이상인지 이하인지 여부에 기초하여 학습의 완료를 결정하는 데 이용될 수 있다. 전술한 학습 데이터, 검증 데이터의 수 및 반복 횟수는 예시일 뿐이며 이에 한정되지 않는다.When learning of one or more network functions has been performed for more than a predetermined epoch, the computing device 100 may determine whether to stop learning using verification data. The predetermined epoch may be part of the overall learning target epoch. Verification data may consist of at least part of a labeled training data set. That is, the computing device 100 performs learning of the artificial intelligence model through a learning data set, and after learning of the artificial intelligence model is repeated for more than a predetermined epoch, the learning effect of the artificial intelligence model is predetermined using verification data. It is possible to determine whether it is above a determined level. For example, when the computing device 100 performs learning with a target repetition learning number of 10 using 100 learning data, it performs 10 repetition learning, which is a predetermined epoch, and then uses 10 verification data. By performing three iterative learning, if the change in the artificial intelligence model output during the three iterative learning is below a predetermined level, it is determined that further learning is meaningless and learning can be terminated. In other words, the verification data can be used to determine the completion of learning based on whether the effect of learning for each epoch is above or below a certain level in the iterative learning of the artificial intelligence model. The number of training data, verification data, and number of repetitions described above are only examples and are not limited thereto.

컴퓨팅 장치(100)는 테스트 데이터 세트를 이용하여 하나 이상의 네트워크 함수의 성능을 테스트하여 하나 이상의 네트워크 함수의 활성화 여부를 결정함으로써, 인공지능 모델을 생성할 수 있다. 테스트 데이터는 인공지능 모델의 성능을 검증하기 위하여 사용될 수 있으며, 학습 데이터 세트 중 적어도 일부로 구성될 수 있다. 예를 들어, 학습 데이터 세트 중 70%는 인공지능 모델의 학습(즉, 레이블과 비슷한 결과값을 출력하도록 가중치를 조정하기 위한 학습)을 위해 활용될 수 있으며, 30%는 인공지능 모델의 성능을 검증하기 위한 테스트 데이터로써 활용될 수 있다.The computing device 100 may generate an artificial intelligence model by testing the performance of one or more network functions using a test data set and determining whether to activate one or more network functions. Test data may be used to verify the performance of an artificial intelligence model and may consist of at least part of a learning data set. For example, 70% of the training data set can be used for training the artificial intelligence model (i.e. learning to adjust the weights to output similar results as labels), and 30% can be used to improve the performance of the artificial intelligence model. It can be used as test data for verification.

컴퓨팅 장치(100)는 학습이 완료된 인공지능 모델에 테스트 데이터 세트를 입력하고 오차를 측정하여 사전 결정된 성능 이상인지 여부에 따라 인공지능 모델의 활성화 여부를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 장치(100)는 학습이 완료된 인공지능 모델에 테스트 데이터를 이용하여 학습 완료된 인공지능 모델의 성능을 검증하고 학습 완료된 인공지능 모델의 성능이 사전결정 된 기준 이상인 경우 해당 인공지능 모델을 다른 어플리케이션에서 사용하도록 활성화할 수 있다.The computing device 100 may input a test data set to a trained artificial intelligence model, measure the error, and determine whether to activate the artificial intelligence model depending on whether it exceeds a predetermined performance. The computing device 100 verifies the performance of the trained artificial intelligence model by using test data on the trained artificial intelligence model, and if the performance of the trained artificial intelligence model is higher than a predetermined standard, the artificial intelligence model can be used in another application. You can enable it for use.

또한, 인공지능 모델은 교사 학습(supervised learning), 비교사 학습(unsupervised learning), 및 반교사학습(semi supervised learning) 중 적어도 하나의 방식으로 학습될 수 있다. 인공지능 모델의 학습은 출력의 오류를 최소화하기 위한 것이다. 인공지능 모델의 학습에서 반복적으로 학습 데이터를 인공지능 모델에 입력시키고 학습 데이터에 대한 인공지능 모델의 출력과 타겟의 에러를 계산하고, 에러를 줄이기 위한 방향으로 인공지능 모델의 에러를 인공지능 모델의 출력 레이어에서부터 입력 레이어 방향으로 역전파(backpropagation)하여 인공지능 모델의 각 노드의 가중치를 업데이트 하는 과정이다. Additionally, the artificial intelligence model may be learned using at least one of supervised learning, unsupervised learning, and semi-supervised learning. Learning of artificial intelligence models is intended to minimize errors in output. In the learning of an artificial intelligence model, learning data is repeatedly input into the artificial intelligence model, the output of the artificial intelligence model and the error of the target for the learning data are calculated, and the error of the artificial intelligence model is calculated to reduce the error. This is the process of updating the weight of each node of the artificial intelligence model by backpropagating from the output layer to the input layer.

교사 학습의 경우 각각의 학습 데이터에 정답이 레이블링되어있는 학습 데이터를 사용하며(즉, 레이블링된 학습 데이터), 비교사 학습의 경우는 각각의 학습 데이터에 정답이 레이블링되어 있지 않을 수 있다. 즉, 예를 들어, 데이터 분류에 관한 교사 학습의 경우의 학습 데이터는 학습 데이터 각각에 카테고리가 레이블링 된 데이터 일 수 있다. 학습 데이터가 인공지능 모델에 입력되고, 인공지능 모델의 출력(카테고리)과 학습 데이터의 레이블을 비교함으로써 오류(error)가 계산될 수 있다. In the case of teacher learning, learning data in which the correct answer is labeled for each learning data is used (i.e., labeled learning data), and in the case of non-teacher learning, the correct answer may not be labeled in each learning data. That is, for example, in the case of teacher learning regarding data classification, the learning data may be data in which each learning data is labeled with a category. Learning data is input to the artificial intelligence model, and error can be calculated by comparing the output (category) of the artificial intelligence model and the label of the learning data.

다른 예로, 데이터 분류에 관한 비교사 학습의 경우 입력인 학습 데이터가 인공지능 모델 출력과 비교됨으로써 오류가 계산될 수 있다. 계산된 오류는 인공지능 모델에서 역방향(즉, 출력 레이어에서 입력 레이어 방향)으로 역전파 되며, 역전파에 따라 인공지능 모델의 각 레이어의 각 노드들의 연결 가중치가 업데이트 될 수 있다. As another example, in the case of non-teachable learning for data classification, the error can be calculated by comparing the input learning data with the artificial intelligence model output. The calculated error is back-propagated in the artificial intelligence model in the reverse direction (i.e., from the output layer to the input layer), and the connection weight of each node in each layer of the artificial intelligence model can be updated according to back-propagation.

업데이트 되는 각 노드의 연결 가중치는 학습률(learning rate)에 따라 변화량이 결정될 수 있다. 입력 데이터에 대한 인공지능 모델의 계산과 에러의 역전파는 학습 사이클(epoch)을 구성할 수 있다. 학습률은 인공지능 모델의 학습 사이클의 반복 횟수에 따라 상이하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 인공지능 모델의 학습 초기에는 높은 학습률을 사용하여 인공지능 모델이 빠르게 일정 수준의 성능을 확보하도록 하여 효율성을 높이고, 학습 후기에는 낮은 학습률을 사용하여 정확도를 높일 수 있다.The amount of change in the connection weight of each updated node may be determined according to the learning rate. The calculation of an artificial intelligence model on input data and backpropagation of errors can constitute a learning cycle (epoch). The learning rate can be applied differently depending on the number of repetitions of the learning cycle of the artificial intelligence model. For example, in the early stages of training an artificial intelligence model, a high learning rate can be used to increase efficiency by allowing the artificial intelligence model to quickly achieve a certain level of performance, and in the latter stages of training, a low learning rate can be used to increase accuracy.

인공지능 모델의 학습에서 일반적으로 학습 데이터는 실제 데이터(즉, 학습된 인공지능 모델을 이용하여 처리하고자 하는 데이터)의 부분집합일 수 있으며, 따라서, 학습 데이터에 대한 오류는 감소하나 실제 데이터에 대해서는 오류가 증가하는 학습 사이클이 존재할 수 있다. 과적합(overfitting)은 이와 같이 학습 데이터에 과하게 학습하여 실제 데이터에 대한 오류가 증가하는 현상이다. 과적합은 머신러닝 알고리즘의 오류를 증가시키는 원인으로 작용할 수 있다. 이러한 과적합을 막기 위하여 다양한 최적화 방법이 사용될 수 있다. 과적합을 막기 위해서는 학습 데이터를 증가시키거나, 레귤라이제이션(regularization), 학습의 과정에서 네트워크의 노드 일부를 생략하는 드롭아웃(dropout) 등의 방법이 적용될 수 있다.In the training of an artificial intelligence model, generally, the learning data can be a subset of real data (i.e., the data that you want to process using the learned artificial intelligence model), and therefore, the error for the learning data is reduced, but for the real data There may be a learning cycle in which errors increase. Overfitting is a phenomenon in which errors in actual data increase due to excessive learning on training data. Overfitting can cause errors in machine learning algorithms to increase. To prevent such overfitting, various optimization methods can be used. To prevent overfitting, methods such as increasing the learning data, regularization, or dropout, which omits some of the network nodes during the learning process, can be applied.

다양한 실시예에서, 인공지능 모델은 복수의 인공지능 모델을 포함할 수 있다. 복수의 인공지능 모델은 머신러닝 모델인 랜덤 포레스트(random forest) 모델, 서포트벡터머신(SVM, Support vector machine) 등과 딥러닝(Deep learning) 모델인 합성곱 신경망(CNN, Convolutional NN) 계열 모델, 순환 신경망(RNN, Recurrent Neural Network) 계열 모델 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 3D 딥러닝에 특화된 PointNet계열 및 3D CNN계열과 그래픽 신경망(Graph Neural Network, GNN)으로 구성될 수 있으며, 복수의 모델을 앙상블 할 수도 있다. 또한, 모든 모델들은 2D와 3D 데이터를 모두 활용 가능하다.In various embodiments, an artificial intelligence model may include a plurality of artificial intelligence models. Multiple artificial intelligence models include machine learning models such as random forest model and support vector machine (SVM), deep learning models such as convolutional neural network (CNN) series models, and circulation models. It may include at least one of the neural network (RNN, Recurrent Neural Network) series models, and may be composed of the PointNet series and 3D CNN series specialized for 3D deep learning and a graphic neural network (Graph Neural Network, GNN), and may include multiple models. You can also do an ensemble. Additionally, all models can utilize both 2D and 3D data.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached registration claims.

100 : 컴퓨팅 장치100: computing device

Claims (17)

컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 생성적 디자인 방법에 있어서,
참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득하는 과정을 포함하는, 생성적 디자인 방법.
In a generative design method performed by a computing device,
A generative design method comprising the process of applying generative design to reference data to obtain a plurality of new designs that have similarities to the reference data.
제1항에 있어서,
상기 복수의 신규 디자인을 필터링하는 과정;
필터링된 상기 복수의 신규 디자인에 기초하여 디자인 생성 모델을 이용해 생성된 복수의 추가 신규 디자인을 획득하는 과정;
상기 복수의 추가 신규 디자인을 필터링하는 과정; 및
필터링된 상기 복수의 추가 신규 디자인을 상기 복수의 참조 데이터로 하여 상기 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 복수의 신규 디자인을 획득하는 과정을 더 포함하는, 생성적 디자인 방법.
According to paragraph 1,
A process of filtering the plurality of new designs;
A process of obtaining a plurality of additional new designs generated using a design generation model based on the plurality of filtered new designs;
a process of filtering the plurality of additional new designs; and
A generative design method further comprising obtaining the plurality of new designs by applying the generative design using the filtered plurality of additional new designs as the plurality of reference data.
제1항에 있어서,
상기 참조 데이터를 획득하는 과정을 더 포함하며,
상기 제1 참조 데이터는 2D 참조 데이터 또는 3D 참조 데이터를 포함하며,
상기 2D 참조 데이터는 형상 이미지 데이터, 패턴 데이터, 스켈레톤 데이터, 그래프 데이터, SDF 데이터(거리 정보), 깊이 데이터, 음함수 데이터, Grammar 및 각 형태의 데이터에서 획득한 멀티뷰 데이터 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 3D 참조 데이터는 CAD 데이터, 복셀 데이터, Mesh 데이터, 포인트클라우드 데이터, Octree 데이터, 형상 파라미터 데이터, 패턴 데이터, 스켈레톤 데이터, 그래프 데이터, SDF 데이터(거리 정보), 음함수 (함수식 또는 딥러닝 모델) 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법.
According to paragraph 1,
Further comprising the process of obtaining the reference data,
The first reference data includes 2D reference data or 3D reference data,
The 2D reference data includes at least one of shape image data, pattern data, skeleton data, graph data, SDF data (distance information), depth data, implicit function data, grammar, and multi-view data obtained from each type of data,
The 3D reference data includes CAD data, voxel data, mesh data, point cloud data, octree data, shape parameter data, pattern data, skeleton data, graph data, SDF data (distance information), and implicit functions (function expression or deep learning model). A generative design method, including at least one.
제1항에 있어서,
상기 제너레이티브 디자인은
(i) SIMP, ESO, BESO, LevelSet, MMC 및 딥러닝 중 적어도 하나를 이용한 위상최적화 방법론,
(ii) 치수 및 형상 최적화 방법론, 및
(iii) 파라매트릭 디자인 방법론 중 적어도 하나를 이용하는, 생성적 디자인 방법.
According to paragraph 1,
The generative design is
(i) Topology optimization methodology using at least one of SIMP, ESO, BESO, LevelSet, MMC and deep learning,
(ii) dimensional and shape optimization methodologies, and
(iii) A generative design method, using at least one of the parametric design methodologies.
제1항에 있어서,
(i) 상기 제너레이티브 디자인의 목적 함수를,
사용자가 입력한 요구사항에 대응하는 성능 함수 부분 및 상기 참조 데이터와 유사성을 결정하는 유사도 함수 부분으로 구성하거나,
(ii) 상기 제너레이티브 디자인의 민감도 함수를,
사용자가 입력한 요구사항에 대응하는 성능 함수를 미분한 부분 및 상기 참조 데이터와 유사성을 결정하는 유사도 함수 부분으로 구성하는,
생성적 디자인 방법
According to paragraph 1,
(i) the objective function of the generative design,
It consists of a performance function part corresponding to the requirements entered by the user and a similarity function part that determines similarity to the reference data, or
(ii) the sensitivity function of the generative design above,
Consisting of a part that differentiates a performance function corresponding to the requirements entered by the user and a similarity function part that determines similarity to the reference data,
Generative design method
제2항에 있어서,
상기 복수의 신규 디자인 혹은 추가 신규 디자인을 필터링하는 과정은,
신규 디자인의 성능 필터링 과정 및 유사성 필터링 과정 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 성능 필터링 과정은 사용자가 설정한 요구사항의 평가를 통한 저성능 신규 디자인을 필터링하며,
상기 유사성 필터링 과정은 상기 신규 디자인의 형상이 존재하는 고차원 도메인 상에서 유사도를 평가하여 필터링하거나, 상기 신규 디자인의 형상을 저차원 도메인 상으로 매핑하여 유사도를 평가하여 필터링하는, 생성적 디자인 방법.
According to paragraph 2,
The process of filtering the plurality of new designs or additional new designs is,
It includes at least one of a performance filtering process and a similarity filtering process of the new design,
The performance filtering process filters low-performance new designs through evaluation of requirements set by the user,
The similarity filtering process is a generative design method in which similarity is evaluated and filtered on a high-dimensional domain where the shape of the new design exists, or similarity is evaluated and filtered by mapping the shape of the new design onto a low-dimensional domain.
제2항에 있어서,
상기 디자인 생성 모델은, 딥러닝 모델, Boolean 모델, Morphing 모델, Interpolation 모델 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법.
According to paragraph 2,
The design generation model is a generative design method including at least one of a deep learning model, a Boolean model, a morphing model, and an interpolation model.
제1항에 있어서,
상기 복수의 신규 디자인을 이용하여, 암시적 신경 표현 모델을 학습하고, 상기 복수의 신규 디자인를 저차원의 연속적이며 파라메트릭한 공간(z)으로 맵핑하여 복수의 디자인 맵핑 데이터를 획득하는 과정; 및
상기 저차원의 연속적이며 파라메트릭한 공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터를 이용하여, 디자인 탐색 과정, 디자인 보간 과정, 디자인 성능 예측 과정, 디자인 최적화 과정 및 디자인 역설계 과정 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법.
According to paragraph 1,
A process of learning an implicit neural expression model using the plurality of new designs and mapping the plurality of new designs into a low-dimensional, continuous, parametric space (z) to obtain a plurality of design mapping data; and
Using the plurality of design mapping data in the low-dimensional, continuous, parametric space (z), it includes at least one of a design exploration process, a design interpolation process, a design performance prediction process, a design optimization process, and a design reverse engineering process. A generative design method.
제8항에 있어서,
상기 디자인 최적화 과정에서,
상기 저차원의 연속적이며 파라메트릭한 공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터에 대한 위상최적화 기법을 적용하여 위상최적화를 수행하는, 생성적 디자인 방법.
According to clause 8,
In the design optimization process,
A generative design method that performs topology optimization by applying a topology optimization technique to the plurality of design mapping data in the low-dimensional, continuous, parametric space (z).
프로세서;
네트워크 인터페이스;
메모리; 및
상기 메모리에 로드(load)되고, 상기 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 프로그램을 포함하되,
상기 컴퓨터 프로그램은,
제품에 대한 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득하는 인스트럭션을 포함하는, 생성적 디자인 장치.
processor;
network interface;
Memory; and
Includes a computer program loaded into the memory and executed by the processor,
The computer program is,
A generative design device comprising instructions for applying generative design to reference data for a product to obtain a plurality of new designs having similarity to the reference data.
컴퓨팅 장치와 결합되어,
제품에 대한 참조 데이터에 제너레이티브 디자인을 적용하여 상기 참조 데이터와 유사성을 가진 복수의 신규 디자인을 획득하는 과정을 실행시키기 위하여 컴퓨터로 판독가능한 기록매체에 저장된, 생성적 디자인 컴퓨터 프로그램.
Combined with a computing device,
A generative design computer program stored in a computer-readable recording medium for executing a process of applying generative design to reference data for a product to obtain a plurality of new designs having similarities to the reference data.
컴퓨팅 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
제품에 대한 복수의 디자인(X)를 암시적 신경 표현 모델을 이용해 저차원의 잠재공간(z)으로 맵핑하여 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)를 획득하는 과정; 및
상기 잠재공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터를 이용하여, 디자인 탐색 과정, 디자인 보간 과정, 디자인 성능 예측 과정, 디자인 최적화 과정 및 디자인 역설계 과정 중 적어도 하나를 포함하는, 생성적 디자인 방법.
In a method performed by a computing device,
A process of acquiring multiple design mapping data (Z) by mapping multiple designs (X) for a product into a low-dimensional latent space (z) using an implicit neural expression model; and
A generative design method comprising at least one of a design exploration process, a design interpolation process, a design performance prediction process, a design optimization process, and a design reverse engineering process using the plurality of design mapping data in the latent space (z).
제12항에 있어서,
상기 디자인 탐색 과정은, 상기 잠재공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 중 제1 디자인 맵핑 데이터(Z1)를 탐색하고, 상기 제1 디자인 맵핑 데이터(Z1)에 대응하는 제1 디자인(X1)를 획득하는, 생성적 디자인 방법.
According to clause 12,
The design search process searches for first design mapping data (Z 1 ) among the plurality of design mapping data (Z) in the latent space (z), and searches for first design mapping data (Z 1 ) corresponding to the first design mapping data (Z 1 ) in the latent space (z). A generative design method that obtains 1 design (X 1 ).
제12항에 있어서,
상기 디자인 보간 과정은, 상기 잠재공간(z)에서 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 중 N 개의 데이터를 선택해 보간 방법을 통해 제2 디자인 매핑 데이터(Z2)로 보간하고, 상기 보간된 제2 디자인 맵핑 데이터(Z2)에 대응하는 제2 디자인(X2)를 획득하는, 생성적 디자인 방법.
According to clause 12,
The design interpolation process selects N data from the plurality of design mapping data (Z) in the latent space (z) and interpolates them into second design mapping data (Z 2 ) through an interpolation method, and the interpolated second design mapping data (Z 2 ) is selected from the latent space (z). A generative design method, obtaining a second design (X 2 ) corresponding to design mapping data (Z 2 ).
제12항에 있어서,
상기 디자인 예측 과정은, 상기 잠재공간(z)의 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z) 및 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)에 대응하는 상기 복수의 디자인(X)의 성능 데이터(Y)로 학습된 성능 예측 모델을 이용해서, 제3 디자인(X3)에 대한 제3 디자인 맵핑 데이터(Z3)를 통해 예측 성능 데이터(Y3')를 예측하는, 생성적 디자인 방법.
According to clause 12,
The design prediction process is learned with the plurality of design mapping data (Z) of the latent space (z) and the performance data (Y) of the plurality of designs (X) corresponding to the plurality of design mapping data (Z). A generative design method that predicts predicted performance data (Y 3 ') through third design mapping data (Z 3 ) for a third design (X 3 ) using a performance prediction model.
제12항에 있어서,
상기 디자인 최적화 과정은, 상기 복수의 디자인(X)의 성능 데이터(Y)에 기초해서, 상기 잠재공간(z) 내에서 제4 디자인(X4)에 대응하는 제4 디자인 맵핑 데이터(Z4)를 최적화하고, 최적화된 제4 디자인(X4')을 획득하는, 생성적 디자인 방법.
According to clause 12,
The design optimization process is based on the performance data (Y) of the plurality of designs (X), and fourth design mapping data (Z 4 ) corresponding to the fourth design (X 4 ) within the latent space (z). A generative design method that optimizes and obtains an optimized fourth design (X 4 ').
제12항에 있어서,
상기 역설계 과정은, 상기 잠재공간(z)의 성능 데이터(Y) 및 상기 성능 데이터(Y)에 대응하는 상기 복수의 디자인 맵핑 데이터(Z)로 학습된 역 설계 모델을 이용해서, 제5 성능 데이터(Y5)에 대응하는 제5 디자인 맵핑 데이터(Z5)를 획득하고, 상기 제5 디자인 맵핑 데이터(Z5)에 대응하는 제5 디자인 데이터(X5)을 획득하는, 생성적 디자인 방법.
According to clause 12,
The reverse design process uses a reverse design model learned with the performance data (Y) of the latent space (z) and the plurality of design mapping data (Z) corresponding to the performance data (Y), and a fifth performance A generative design method, obtaining fifth design mapping data (Z 5 ) corresponding to data (Y 5 ), and obtaining fifth design data (X 5 ) corresponding to the fifth design mapping data (Z 5 ). .
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