締造智能cad王朝

張璐

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD-Computer Aided Design）是指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作。智能概念是20世紀(jì)70年代后期提出的，一般應(yīng)包含知識(shí)獲取、推理機(jī)制、知識(shí)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理機(jī)制、顯示系統(tǒng)等部分。

智能概念提出之后，一大批專家和學(xué)者開始關(guān)注它的應(yīng)用潛力和經(jīng)濟(jì)意義，并在這個(gè)領(lǐng)域取得了可喜的成果。美國(guó)、日本、加拿大、英國(guó)等國(guó)家的計(jì)算機(jī)科學(xué)家們相繼對(duì)集成電路、建筑物外形、分子模型、機(jī)械零件等應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，取得了不少實(shí)用的成果。與此同時(shí)，我國(guó)的計(jì)算機(jī)工作者也開始關(guān)注智能研究，在開展理論探討的基礎(chǔ)上，部分單位探索開發(fā)了智能系統(tǒng)，在建筑設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)、機(jī)械部件設(shè)計(jì)、方案設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行智能化的嘗試，部分大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)還推出了一系列專家系統(tǒng)開發(fā)工具。

潘云鶴院士是中國(guó)智能CAD領(lǐng)域的開拓者，創(chuàng)造性地將人工智能引入CAD技術(shù)。他基于現(xiàn)實(shí)的訴求，于1979年研制出我國(guó)首項(xiàng)智能CAD“智能模擬彩色圖案創(chuàng)作系統(tǒng)”，巧妙地解決了設(shè)計(jì)工作中的圖案構(gòu)圖、色彩和描繪等知識(shí)表達(dá)問題。創(chuàng)新利用組合性爆炸，通過綜合和類比生成設(shè)計(jì)智能CAD技術(shù)，在花型CAD/CAM方面做出了重要貢獻(xiàn)，成果用于大批企業(yè)。

潘云鶴對(duì)智能CAD的研究沒有局限于“智能模擬彩色圖案創(chuàng)作系統(tǒng)”這一項(xiàng)研究成果上，而是繼續(xù)開拓并推動(dòng)了我國(guó)計(jì)算機(jī)美術(shù)的發(fā)展。他的15項(xiàng)研究成果均達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，至今還名列計(jì)算機(jī)領(lǐng)域前茅，大大推動(dòng)了智能CAD的發(fā)展。其中，關(guān)于“智能模擬彩色圖案創(chuàng)作系統(tǒng)”的研究獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)7項(xiàng)。

利用新技術(shù)

實(shí)現(xiàn)跨界合作

“智能模擬彩色圖案創(chuàng)作系統(tǒng)”是計(jì)算機(jī)界一項(xiàng)開創(chuàng)性的重大成果，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，并達(dá)到國(guó)際水平。它將計(jì)算機(jī)美學(xué)和智能CAD技術(shù)結(jié)合，使計(jì)算機(jī)不僅取代了筆和紙，而且具備了部分人工智能，不僅能執(zhí)行人的命令，而且還能別具匠心?！爸悄苣M彩色圖案創(chuàng)作系統(tǒng)”為國(guó)內(nèi)彩色平面圖案的設(shè)計(jì)、創(chuàng)作和研究開辟了一條科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合的道路，具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)效益。

潘云鶴的研究方向是智能機(jī)器人技術(shù)、產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)和虛擬現(xiàn)實(shí)等，其創(chuàng)新之處在于通過人工智能與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的結(jié)合，信息技術(shù)與設(shè)計(jì)技術(shù)的結(jié)合，推動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)更好地發(fā)展。他曾經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間研究計(jì)算機(jī)美術(shù)和計(jì)算機(jī)書法，希望通過自己的研究，使我國(guó)的多媒體技術(shù)和設(shè)計(jì)技術(shù)更上一層樓。

滿足設(shè)計(jì)對(duì)信息的

篩選和處理

與設(shè)計(jì)相關(guān)的學(xué)科或工作對(duì)信息的處理有著一貫的高要求。設(shè)計(jì)通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案。不僅如此，它還常常要求計(jì)算機(jī)能大量存儲(chǔ)并快速地檢索各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的。潘云鶴的這套系統(tǒng)以其高效、準(zhǔn)確的特性滿足了設(shè)計(jì)中對(duì)信息的處理工作，得到了廣泛的應(yīng)用與認(rèn)可。

在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員通常用草圖開始設(shè)計(jì)，他們希望能有一種技術(shù)將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D，把繁重的工作交給計(jì)算機(jī)完成，快速作出圖形，讓設(shè)計(jì)人員可以及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷、修改并利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)圖形的數(shù)據(jù)加工工作。“智能模擬彩色圖案創(chuàng)作系統(tǒng)”的出現(xiàn)可謂應(yīng)運(yùn)而生。

美術(shù)教育家、中國(guó)書畫家鄧白評(píng)價(jià)道：“過去，我曾經(jīng)強(qiáng)調(diào)藝術(shù)只能由手工設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)不能代替人的智能。現(xiàn)在看了這項(xiàng)尖端科研成果，我大開眼界，‘裝潢圖案創(chuàng)作智能CAD系統(tǒng)不僅能設(shè)計(jì)出許多不同形色的美麗圖案，而且還有意想不到的巧妙變化，特別是在速度和作品數(shù)量上，更非人工設(shè)計(jì)所能比擬。真是科學(xué)的創(chuàng)新、藝術(shù)的奇跡?！?/p>

此外，潘云鶴又從實(shí)際需求出發(fā)，提出了綜合推理和形象思維模型，成功研制了輕紡花型、廣告裝潢、建筑布局、管網(wǎng)規(guī)劃等多個(gè)新穎實(shí)用的智能CAD/CAM系統(tǒng)，特別是輕紡花型圖案CAD/CAM領(lǐng)域取得創(chuàng)造性的重大的突破，產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益。