弯曲永不断裂新工具可实现经济的玻璃设计

弯曲的玻璃幕墙可以令人叹为观止，但传统的建造方法非常昂贵。窗格通常通过“热弯曲”制成，在这种情况下，玻璃是使用模具或专用机器加热并成型的，这是一种能源密集型过程，会以单个模具的形式产生多余的废物。冷弯玻璃是一种较便宜的替代方法，在该方法中，将玻璃平板弯曲并固定在施工现场的框架上。然而，鉴于材料的脆弱性，提出一种既美观又可制造的形式是极具挑战性的。现在，交互式的，数据驱动的设计工具使架构师可以做到这一点。

该软件由来自IST Austria，TU Wien，UJRC和KAUST的科学家团队创建，该软件使用户可以交互操作立面设计并立即收到有关面板化的可加工性和美观性的反馈，这是一种导航各种实现方式的非常便捷的方法设计师的意图。该软件基于经过特殊物理模拟训练的深度神经网络，可预测玻璃面板的形状和可加工性。除了允许用户以交互方式适应预期的设计之外，它还可以自动优化给定的设计，并且可以轻松地集成到架构师的常规工作流程中。该软件和研究结果在SIGGRAPH Asia 2020上展出。

冷弯玻璃

热弯玻璃自19世纪就开始使用，尽管直到1990年代才开始普遍使用。然而，该方法仍然非常昂贵，并且运输弯曲玻璃的物流很复杂。大约十年前开发了一种替代的冷弯玻璃。它制造便宜，易于运输，并且几何和视觉质量都比热弯玻璃好。该技术还使建筑师能够使用特殊类型的玻璃，并准确估算面板上的变形应力。

问题在于设计冷弯玻璃幕墙代表了巨大的计算问题。奥地利IST博士后和第一作者之一Ruslan Guseinov解释说：“虽然可以计算单个面板何时破裂，或提供额外荷载的安全裕度，但要使用整个立面(通常包含数千个面板)对于传统的设计器工具来说太复杂了。” 此外，每次使用更改时，使用具有传统计算方法的计算机来获取应力和形状将花费太长时间而无法使用。

启用新技术

因此，该团队的目标是创建一种软件，该软件将允许(非专家)用户交互式地编辑曲面，同时接收有关弯曲形状的实时信息以及每个单独面板的相关应力。他们决定采用数据驱动的方法：该团队进行了超过一百万次模拟，以建立可能存在的弯曲玻璃形状的数据库，以建筑中传统的计算机辅助设计(CAD)格式表示。然后，在此数据上训练了一个深度神经网络(DNN)。对于给定的四边形边界框架，此DNN可以精确预测一种或两种可能的玻璃面板形状;然后可以将其用于由建筑师绘制的立面中。