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《西北工业大学》 2002年
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用于创新设计的人脑模型体系构造及知识生成

蔡鸿明  
【摘要】: 本文依据国家自然科学基金项目《基于美学家人脑模型的创新设计研究》,以多个863项目为应用背景,综合应用人工智能、专家系统思想、模糊理论、基于数据库的知识发现和知识挖掘等技术,构建了可用于产品外观创新设计的人脑模型。人脑模型体系包括了在思维策略控制下的学习、设计问题解决、创新等活动,并以语义网络与神经网络结合研究并实现了知识记忆结构,在此基础上研究了产品构成知识的生成技术,使模型可方便实现自学习、自组织、联想存贮等特性。 通过本项目的研究,建立了以仿生人脑处理信息的一套理论体系,以及一个开放、柔性的知识信息处理环境,构建了可用创新设计的计算机系统。以人脑模型模拟实现设计知识的组织、管理、应用,这是对创新系统研究的一种探索,也是系统地移植设计方法学知识的一条途径,更是生物技术和信息技术结合研究以提高智能化的一条充满希望的路。本文的主要研究内容和创新之处如下: (1) 人脑模型解决创新设计的理论 提出了人脑模型解决创新设计问题的思路方法,以及基于Internet的开放学习环境构建。以基于语义的形态分解组合模式提出了人脑模型解决创新设计问题的思路,并阐述了人脑模型应用的关键技术,包括了语义感性空间的建立,形态要素及其操作方法与语义的结合。并构建了基于Internet的开放学习环境,研究了人脑模型与学习环境融合、设计师与学习环境融合的人机伴随工作模式。基于Agent技术的web环境知识获取及人机伴随工作模式的提出,为实现开放性的知识获取、多渠道的学习途径、以及灵活的创新设计工作模式,从而构造出通过Internet与市场、技术和社会发展结合的开放产品外观创新环境提供了重要的指导。 (2) 人脑模型的体系构造 人脑模型的体系构造包含了思维状态控制、学习,问题解决以及创新等几部分。首先以信念-意图-动机控制层级结构建立了模型的思维控制状态,实现了人脑模型的自学习、自组织、自适应等机制,完成思维模型静态知识结构在控制机制下的运行,研究了人脑模型的思维、学习、问题解决等职能活动过程。并以移植法为例实现了创新技法的模拟和应用,部分实现了人脑模型创新思维的模拟,证明了人脑模型用于创新设计的可行性。 (3) 人脑记忆结构模型及形态构成知识的产生 针对人脑模拟的要求,提出了构建记忆结构的思路,方法和总体框架。完成了以刺激-概念-知识三层结构的人脑记忆结构模型,完成了刺激存储、概念形成、知识表示等人脑基本静态结构。刺激层体现神经元的连接,知识层体现专家的规则、推理,从而将专家系统的符号计算和神经网络的连接主 义两者有机的结合,并在其基础上构建了形体的表征模型、推理方法,实现 了形态构成知识的产生,为人脑模型的“智能”能力的实现和应用奠定了基 础。 (4)创新设计系统构建及实践验证 根据人脑模型思想建立了创新设计系统。围绕市场和人的需求,在产品 开发融入用户偏好以及市场变化等人文因素,建立了创新设计系统框架,包 括了对设计定位、设计建模、设计评价等主要过程的辅助支持以及相应的功 能模块构造,为将产品设计扩展为产品开发,建立支持外观创新全过程的工 业设计体系奠定了基础。特别在“面向创新的虚拟产品开发”课题中,以剑 杆织机实际产品进行了应用验证,充分证明了本研究的实践基础和应用价 值,也展示了广阔的研究与应用前景。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:TP391.7

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王欢欢;冯瑞;;创新型高校产学研实验室建构[J];计算机教育;2013年18期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李晓武;支持产品创新设计CAD造型关键技术研究[D];北京航空航天大学;2005年
2 孙菁;基于意象的产品造型设计方法研究[D];武汉理工大学;2007年
3 滕兆媛;基于设计因素的男装色彩研究[D];东华大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李军;基于进化算法的产品造型创新设计研究与实现[D];武汉理工大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 曾珍香,张学民,顾培亮,张闽;产品开发决策支持系统的研制开发[J];决策与决策支持系统;1997年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑春元;;《聊斋志异》中精怪形象的塑造方法新探[J];蒲松龄研究;2008年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王立涛;;论反求工程在汽车产业发展中的作用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 李萍;薛克敏;刘小旦;;人工智能技术在汽车覆盖件成形过程的应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
3 张为民;来新泉;;SMT的虚拟制造及其关键技术[A];2003中国电子制造技术论坛暨展会暨第七届SMT、SMD技术研讨会论文集[C];2003年
4 宋亚男;刘春和;李新俊;齐俊臣;;导弹贮存可靠性数据仓库的研究与设计[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
5 陶伯华;;智慧思维学精要——《思维科学概论》第十篇[A];中国思维科学研究论文选2011年专辑[C];2012年
6 张浩;;联想、想象、幻想与创造性思维[A];中国思维科学研究论文选2011年专辑[C];2012年
7 路飞;宋沐民;田国会;李晓磊;;基于Multi-agent的地铁列车智能控制集成框架[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 解迎刚;王志良;张琴;;基于模糊理论的智能服装交易系统研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 薛宏涛;沈林成;;基于协进化方法的多智能体系统及其符号演绎理论模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 解迎刚;王志良;;学习者情绪空间定义及应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵洪朋;优秀散打运动员知觉预测过程认知特征与神经机制研究[D];上海体育学院;2010年
2 孙晓华;基于聚类的文本机会发现关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 徐悦竹;机会发现算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 陈韶斌;基于知识推理和视觉机理的遥感图像目标识别方法研究[D];华中科技大学;2010年
6 陶有德;可修复模型的系统分析[D];北京信息控制研究所;2010年
7 汪澎;驾驶人警觉状态检测技术研究[D];江苏大学;2010年
8 卢玉卿;文学作品中言外之意的翻译研究[D];南开大学;2010年
9 傅朝阳;面向实时任务求解的自治服务协同模型、形式语义及其验证[D];浙江大学;2010年
10 郭戈;数字视频语义信息提取与分析[D];解放军信息工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
3 史小航;DRM范式下加工水平、呈现时间和注意状态对错误记忆的影响[D];哈尔滨师范大学;2010年
4 宋娜;植物景观空间营造中的人性化设计研究[D];中南林业科技大学;2009年
5 管颖;羽毛球女单运动员第三拍知觉技能及视觉搜索特征的研究[D];上海体育学院;2010年
6 徐璐;乒乓球运动员决策过程认知加工特征的研究[D];上海体育学院;2010年
7 燕志伟;小学四-六年级学生阅读理解监控能力研究[D];辽宁师范大学;2010年
8 宁微;元认知和学习动机对小学数学应用题解决的干预研究[D];辽宁师范大学;2010年
9 马艳;概念图在高中化学教学设计中的应用[D];辽宁师范大学;2010年
10 江达秀;基于HMAX模型的人脸表情识别研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江湘芸;产品造型设计材料的感觉特性[J];北京理工大学学报;1999年01期
2 卢纪华;李艳;;基于DEA/AHP的虚拟企业合作伙伴选择研究[J];东北大学学报(自然科学版);2008年11期
3 周琪瑶;杨以雄;甘佳虔;;男衬衫消费者行为及影响因素分析[J];东华大学学报(社会科学版);2010年01期
4 刘晓刚;品牌服装设计理念研究[J];东华大学学报(自然科学版);2003年01期
5 冯利,刘晓刚;服装风格的量化方法初探[J];东华大学学报(自然科学版);2004年01期
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8 徐慧娟;杨以雄;王元明;;基于BSC和AHP的服装产业集群评价模型及案例分析[J];东华大学学报(自然科学版);2010年03期
9 高兆法,秦绪佳,欧宗瑛;基于特征技术的智能产品信息模型框架及其实现[J];大连理工大学学报;2000年02期
10 杨会云;徐红玲;;模糊综合评价在EPC总承包投标风险中应用[J];低温建筑技术;2009年08期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 徐立京;[N];经济日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 冯力;支持机械创新设计CAD方法的探索[D];西安电子科技大学;1999年
2 朱上上;基于知识的产品造型设计技术研究[D];浙江大学;2003年
3 宋保华;面向产品概念设计的智能草图研究[D];西北工业大学;2003年
4 刘晓刚;基于服装品牌的设计元素理论研究[D];东华大学;2005年
5 黄琦;基于产品风格认知模型的计算机辅助概念设计技术的研究[D];浙江大学;2005年
6 赵婷婷;基于直觉启发和改进遗传算法的形状概念设计[D];大连理工大学;2006年
7 李晓武;支持产品创新设计CAD造型关键技术研究[D];北京航空航天大学;2005年
8 孙菁;基于意象的产品造型设计方法研究[D];武汉理工大学;2007年
9 王可;计算机辅助色彩设计理论和方法研究[D];西北工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苗耀光;基于蓝牙技术实现广告传媒的研究[D];电子科技大学;2010年
2 洪波;群体性运动生理监测系统[D];电子科技大学;2011年
3 王凯;产品造型风格意象认知的研究[D];浙江大学;2004年
4 石源;计算机辅助产品色彩设计工具集的研究[D];西北工业大学;2004年
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6 徐江;面向消费者偏好意象的产品造型法则建构研究——以手机产品为例[D];南京理工大学;2004年
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10 江海燕;基于GP的创新设计技术研究及应用[D];山东师范大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 柯善军;刘红杰;;基于品牌意象的产品造型评价技术研究[J];包装工程;2010年18期
2 陈雪;张义;;基于感性工学的激光打标机外观创新设计研究[J];包装工程;2012年06期
3 姚子颖;王思萍;;基于感性意象的投影仪造型设计[J];东华大学学报(自然科学版);2013年04期
4 李谨佚;;论小家电产品造型的“迷你化”设计[J];艺术生活-福州大学厦门工艺美术学院学报;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 张寒凝;现代家具的色彩意象研究[D];南京林业大学;2011年
2 丁满;基于意象的产品色彩设计模型与方法研究[D];大连理工大学;2011年
3 吴志军;基于产品符号认知的创新设计过程模型构建与应用研究[D];江南大学;2011年
4 姚浩然;人格化家具形态设计研究[D];南京林业大学;2012年
5 滕兆媛;基于设计因素的男装色彩研究[D];东华大学;2012年
6 秦杨;基于情感需求的室内环境设计研究[D];武汉理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李谨佚;小家电产品造型“迷你化”设计研究[D];昆明理工大学;2008年
2 李寅;手机产品情侣化设计研究[D];昆明理工大学;2010年
3 季又君;基于教育功能的学前儿童玩具设计研究[D];昆明理工大学;2009年
4 张情华;基于感性工学的少儿网站界面建模研究[D];南华大学;2011年
5 刘弦弦;基于Web的产品造型意象信息库系统及其应用[D];长安大学;2011年
6 吴瑕;基于消费者视觉感性意象的产品材质搭配设计研究[D];浙江工业大学;2010年
7 程婧婷;基于触觉意象的网络动态材质设计及其交互传播[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 张义;基于感性工学的激光打标机创新设设设究[D];华中科技大学;2011年
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10 余思柳;关于金属家具的设计创新方法研究与应用[D];中南林业科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李煜;用模糊数学方法对产品设计进行综合评价[J];工程图学学报;1997年01期
2 何炎祥,吴思,宋文欣,罗先林,彭锋,付杰;基于多 Agent 的分布开放计算环境模型[J];高技术通讯;1998年06期
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10 李凡长,刘贵全,蔡庆生,陈恩红,顾振梅;动态模糊主动数据库系统设计方法研究[J];计算机研究与发展;1997年S1期
【相似文献】
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1 王正欧;具有认知功能的人脑模型(神经网络模型)[J];天津科技;1996年03期
2 蔡鸿明,何卫平,余隋怀,张妍,王政;基于美学家人脑模型的产品外观创新设计研究[J];计算机工程与应用;2001年16期
3 韩力群,毕思文;数字人脑高级神经中枢的模型及实现方案[J];中国医学影像技术;2004年01期
4 王迪兴;实现新一代智能计算机[J];中国计算机用户;1996年13期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 蔡鸿明;用于创新设计的人脑模型体系构造及知识生成[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 余媛芳;面向产品创新设计的知识获取研究[D];西北工业大学;2004年
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