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3
TOPI C (ACADIA team will ll in)
2
A Mul-Agent System for Facade
Design
1 Diaam illtan all te mnent
te lAent tem
Dein amew an tte
e iaam w te eene
an ata w tem mnent
intean an eenenie te
aent an eea te an
l
Evangelos Pant azis
nieit ten Calinia
David Jason Gerber
nieit ten Calinia
A ein metl Dein lan Anali an imlate
aian
1
INTRODUCTION
The rise of the robots in Architecture
e ai eln iital ein metlie an
tenlie in te Aitete nineein Cntn (AC)
int an it lin wit new aian an ntn
tenlie ae ie aitet wit tnie t
me awa m it tanaian twa a t it
ealm ein iilie eil naainale ile
mmet an een t at enmial eienie
te AC tee nm ae nw emin anate an
ae an ea iital ein anali an aian
aameti ein an it eln int ilin Inman
elin (I) a ailitate te ein elan
new m an mlle ein altenae me eientl
a a etm e an t analian ein
aae (ee ) teme imlan ait
eine in main me inme ein eiin iin
ie eee etaint in te mle an nte
ein eiin main e (ai et al ) ile
eet main elie n ann an e awin
ent ae ee t inteate m me intellientl an
ail eninmental an ttal anale in te ein
elan an eelment ae intean
tee itiall iaate an il le aitetal
enineein an ntn main te e aameti
mel tat ammate ein ane eientl ae nw
e t enane eninmentall ni an t eee
ein ln it te elin new ein tenlie
tee a al een an ineae in te intean an
alian nel iital aian tenie an intial
t in aitete ee nel aian tenlie ae
enale te ealian mle emeti m an me
eneall a aaim i twa ma tmian t
im an te nntana (aine et al ) Ce t
eea aena i t nne t e te imtane te
aitetal nntana an it intia an ieenan
a an tnit t nt nl ie ie emin ein
ln in a mlee emiial ain t eall
te alitae meti aete an mmnian
elit In tat ea aian e a nie
tnit t enie te aitetal ein e a
nt t einin te ilin m t e ntte t te
ntn e itel wi eall ine a manien
it wn aete an ineent tit emane ain
(amai le ) e ai intean aane
iital an imlan a le t te eniean
te aitet a t a ntema mateile an a iital
tlmae (ame men ) i te ilit te
nee me inteate aae te AC int an
an en t eel new ein metlie tat t
ABSTRACT
ntema ein ae tee ll emain a innet etween ein tl e
eal tae ein elan emane anali an te e aian an nt
n mle tetni aitetal tem e eea in wa wnteam aian
ntaint int te team ein elan an ein eiinmain i ae aee
te ie eelin an inteate iital ein ww an etail a eea amew
te inan eninmental emane int a aian eal tae ein
elan an enean intiate an mle altenae aae ein
e met allw te e t imt a ein ae ene ein aamete et a nme
eninmental emane ee an ten imlate an elet a ntn tate
ae n tee int ein altenae ae eneate an ealate in tem tei e
mane iteia in niean tei all imlate nttailit In e t aliate
te e amew an eeimental ae t aae ein an e ilin tat
ae eneael eate m a mlaent tem ein metl i ein ele an
ealate Inial elt ene a ei nn imin te imlate ntta
ilit an illtate te nnalit tte an limitan an te eea te ae
ie
a me li aa twa te an nt
t a tl t a aiant in te mlee mle
an il nte ein eiin main e Deite
te nme aanement tee emain a a in intie
ww eine t inate imlan elt a
ie an ntaint eal in te ein e (ilian )
In ain iaate wae i e ieent ein ae
ein enean imlan manatin an ntn
lannin an neentl nn inman eane
amn te AC iiline ll emain a allene (ee
winn ene ) t iall ent ein
met an mtanal tl emain limite in tei eit
in eitein ein aamete an ntaint m t
t wnteam ee eneall tee met nt
nie aeml an ntn ntaint n ant
aatan et int lal nin an te ealit
eal wl anale nie Centl tee ae ew t an
eient ammin tateie ntllin mlle t in
tmie emiatmate ntn nin Callene
ammin ta inle a) a ntantl anin
eninment (ntn ite) ) m malle n
lme (ilin ae ne t) an ) a m lae
ane eie ta (etl ) nete i tat
te net te in iital ein an aian ae t
eel metlie tat nie mte an
a llaae atne in te ein e a ain aen
wi eite ntetal nin eninmental anale
an ntn ntaint in e t ie aitet
wit ein altenae tat lll mlel le iteia
a eninmental emane ttal eienie an
aian ntaint (ea et al ) i eea eent
ttin an inteate ein metl tat allw
aliate imlan te aeml eene t
e inteate int te eal ae te ein e A
a t te we n lin eninmental emane
imlan an ntn imlan inmin
an miin a eneae ein e ae n ml
aent tem (A) ein w e aliate amew
alin it t ilin enele (ie aae) a et
mmeial ilin eeentae ain emeti m
ilin enele ae amn te mt mle aitetal
mnent minin aete ttal eninmental
an ntn nen an ae a e ae wee
aian will e eail ate (etl et al )
BACKGROUND
Tow ard s rob oti c age ncy, fr om de sig n to c o ns tru cti on
Aitete a ineainl eme te mateialian
iital inman intea te mateialian aw
in (itell ) Cmtanal ein an eiall
TOPI C (ACADIA team will ll in)
3 A et eneate aae anel altenae wit an enin n a lana int ae wi ae i anin in tem eninmental emane an tee
e ae tete tei nttailit
aiae aameti Cmte Aie Dein (CAD) int
e in te allwe ein aian t te
e emeti ntaint an manilan ee m
emetie Aiae emet an aameti ein enale
te etaliment a ema emeti eenenie
te ilin mnent an t ntl te eai
et ne tanman witin a tlial
ntaint (ee man ) wee a ilin
an e eie t mlle leel atan m
wi emet i t ne amn man a am
tl emane ntn tenlie
ial element man int t tat tee i eat tenal
minin aameti melin wit emane ae
ein tenie in a t wn ain t elit imlan
te mian emetial m twa te ee
miin aniate ein n te te an tee ae
inteae aae wi itate temele etween
m an t wn ee wee ae n nate
an elanian aent ae eele an e wit
mlle te int inman (ie emetial ttal
ial) t ein ale t ntantl aat t eie ane
(aa et al ) Ainall te lian lae ale
CADCA manatin an in te AC i iin
te a etween wat i iitall mele an wat l e
ealie iall tenlie allwe te n
nntana mnent at almt te ame ie a tana
(laei ) wee te AC int ll emain a tae
iente an laintenie int wit minimal atman
ta eea in ntn ei t iniate in te
in aan an e in mlle ntn elate
aie wee te neitailit te ntn
ite awae limitan an i t ae elte in ew
ntn t atall ein e in te ntn ite
(aea ) elate eea e eite n imlemenn
ieent aae ei ntn ta
a man lain t ( et al teani et al
) imlemenn lae aie aian tenie
a Cnt Cain (nei ) ee aae
e mte ntl t elit te ei aemin
aailit nete an ae tte imlemenn
atnm itite tem wi eate lle
el in e t amli imle ta (Iwawela et al
e an eteen ) e eentl
Aitete te mlnnal intial t ae
eme tana in atman eiel eae lie enal
mte te ae nt een mie a inle ta t
ae itale a wie etm alian (amai
le ) ea mt imtantl te wieea alia
n intial t a enale te n ee
aian an ma tmie manatin aitetal
aat i a een amanie a win inteet in
te eial tainal tenie iital amani
tat lea t innae et einall eleant aitetal
ein tat i mall intiate an mle et en ie
emin (amai le ) ate iital ein
tl ae mtl een lie a a me eient ein te
ain tale an nt a an ae aie in te ein e
(man ) Cent tl ae inate emane
eea t nl eentl a eea int intean e
mane ae imlan inmin eneae ein eme
me aeile in ae (alawi et al ) Alt te
tl eelin mle emeti m ae nw mmn
lae tee i a la intie tl t enale eine t
ein an ele te ntn ee an alal
ln an tei il intiate an ei emeti
nan (amann Can elm et al )
i i eae te enenene ein lem an
tei illene nate eiin en a t mte ntei
enl a eneal la a ee netanin an atan
namental aemin ee in nate tat allw
t eate tl t t ein intin i miin (ea
et al ) an til te ai eln iital aian
an tenlie n ne an an te emein nee
it aitet t eel ammin illet n te te
an Cmine tee ae ae inee te wt an le
mtan an t inene ein nin an
t te ntetalie an inate tem int aitetal
ein eiin main (Daa )
RESEARCH METHODOLOGY & OBJECTIVES
e ee ti eea i t eel a new iital ein
metl a an etenin mlaent tem
(A) ein met e etenin A ein
t te enean mie ntetei ilin
mnent (ie aae anel) intean a m el
na A ein tate wit eninmental anali an
ntn e ntaint e llwin eea e
n ae ae ne w an we ee enale eneae
ein e lin tem wit atmate ai
an ntaint me eientl w w an we aliate
imlan tat elate eninmental an ntaint
a emane ie t ime te eine eiin
main e ee an we tanlate wat we meae
int a ei nn te ein an inan a
aen int te A ein aa te eea
team It a een wn tat te eelment a m
ein aa wee tean tateie ie te
emeti ein an aeml e it m te einnin
an ailitate eine iin tem wit ein l
n tat ae alea mie nttailit ie an
eea n w a ei ein mit eae in te aeml
e (winn ene ) eee we ele te
tei tat imlan an eme an inteal at
te iital ein w w a aen wi an
e inteate wit te te ee inlin te enin
mental anale an t a ei meain ntn
eien e eea metl i a ein m te
eelment a ee A ein wee te tan
int a een t e a m tate t eneate ein
altenae ntaine ilin te ilin tem eni
nmental emane taet an e eeene (ee et
A Mul-Agent System for Facade Design antaiee
2 imeline Cntn Alian a) eli Canela () ananale etaant m w imil ) Cntn (tw
() emiAtmate an tem ) amai le eea () ilin tateie nite Cntn )el aniin tem
eea () eme et aa nieit e) () Atma enean te ntllintem a wall ntn t Intte
aine in Cntn ale ) aai Can () Atmate ilin Cntn tem (AC) aan ) an in () Cnt Cain
C ) Aim ene () aneatena iin all ICDI tat
TOPI C (ACADIA team will ll in)
al ) ee te tem i te etene t inle te
emeti ntaint (ie ) te mle aae eneta
n lein aen eiall inlie te wnteam
aian an intallan
MAS system for Design and Robotic Fabrication Agency
e eea i ae n an ein tte an tm
ammin t ee eiall eten te ein ww
wi i eie in etail ee (ee et al a)
aein aeml In e t ie te a etween
ein enean an ntn an in anian
ial net A ein tem we
eel a m ein tate inlie
aian ntaint wee te lal emeti le an
ein aamete ilin mnent ae le wit a)
lal ntaint (ie aae ae enin) ) enin
mental anali a Dalit at Anali (DA) an
Cnn Dalit Atnm (CDA) an ) imlan
eea tat nin te aeml e w
imlement a A ein amew te intini
mlait leel atan neea te eelment
te aenie an tei aait t eate witin itite
eninment (ee et al a aa ) e tem
ealate te eneate ein liin tw te
eninmental anali DA a te ai meti t meae te
amnt lit entein a ae CDA i an eninmental
emane meae tat allate te eentae ie
e ea wen te minimm lminane leel an e
maintaine alit alne (einat ) te
imlan we e a ai am te A witin
te A ae l in (anne amann )
e A ein tem a mnent aenie wi
ae mele ae ei ein anali an aian
ee a) a eneae aent ) a eialit eninmental
aent ) a ntn aent an ) a inat aent (ee
ie ) e eneae aent a a et ein aamete
ene iniall te eine a eamle te ein
ae ientan anel lent eneae anle etin
et an anel te eeene i aent i tae t eate
altenae emetie iteael ae n te int ein
aamete an ntet ate n ea n e ein
aamete te eneae aent ae ene te eine
an ae late nine ntaint ime te
ntn aent e ntn aent eeie a int
te eneae ein wi ae ealate t em witin a
ane ene in tem te eninmental anali aamete
eie ae e tem ten em te ntn
imlan an e nttailit ae n a nt
tailit nn an meti te ein ae ane an wen
neea te ein aamete ae ate an ae t te
inat aent min ne te tem eea l
e ee te ntn aent i t n mal
in te t tat an ailitate an ee te
aeml e wile eeain lliin wi ene
anin an ei nn te etaile elw e
eninmental aent em tw te eninmental
anale n te eneate ein an a te ee t
mine te anale an te ain te anali ata ie te
l ale a CDA e t te inat aent aln wit a
et meae in te m a et e al te
eninmental aent i t ineae te natal alit entein a
tial e ae ie te DA wile eein te l ale
witin a tel ie CDA ene te ae tl an
imenin e inat aent etalie te mmnia
n amn te aent an ene ea e i ein alle
mlete an ata i ae in a ntlle ain In e t
tet A ein an aeml metl we
iie eeimental tl int tw ae In te t
ae te eine eel a) an inial ein mnent a
aae an ene a et altenae anel te ( in ttal
ti eeiment) ) ie te llwin inman a
int te eneae A ein tem lent anle
ailit ea anel te an et etin anel
) n nme itean in a illlimin mian
alitm an ) eneate a ln ae ein altena
e tat ae ten ealate tei emane a te
DA an CDA meti In te en ae te et emin
ein ae e) ae t a imlan wae wee
ieent ntn tateie ae ele ) lliin an
e ae eitee a neae e in te anin ean
) ein ae ane ae n tei nttailit in tem
me ntn an nall ) tee e ae ten ae
a t te eneae tem te mian In te
net en we ie an eiew w we eme
ata llen an anale te imlan elt an w te
el te eine enie te intean te wle ein
5 e a illtate ieent ein enean le wit aiale anle wit (l a line) an witt (tin lit line) te nttailit e imement
e me e emeti itean
A Mul-Agent System for Facade Design antaiee
le elan anali an imlate aian ee
emntate te eaiilit te etenin A
ein amew a ttial ein tl in nnn wit
an eninmental emane an imlan ww
i et in e t eneate a il aie eninmentall
mie ain tem a tial e eninment e
tem e ine a a lam tat allw te eine t
mmniate a ieent Inteate Deelment
ninment (ID) tat te inteate A lam lie
tn an ae ial in eit ae e t all
te ieent aent ee wi ae een imlemente in
aa in ein liaie (ea ) te ean an
manaement emet eate te aenie te tem
e te Ie lia (ee ie a ) an en e
ae lia in e t tt emetie tat an e te
e te aian e (iaa ) e eialit
aent i eele in tn an e a an neee
eninmental imlan tl (ee ie ) in e t
mine tee ieent eninmental anale ne l
Daim an enti (ai et al ) te
ntn aent te team imlemente A a imla
n lin ae t imlate te ntn
eene an mle enetan aeml e inall
te inan aent eele in tn etalie mm
nian etween te eneae e (eneae aent) te
analal e (eialit aent) an te imlan e
(ntn aent) ain te anali ata an imlate
elt an meae a t te eneae e min te
lminan eea l in te tem e ww i
4 Diaam illtan te ein te eeiment te imlan te aian ementan inin an eaailit lliin aamete te
ntn aent
TOPI C (ACADIA team will ll in)
alie n te t ain aae a tial aaemi e
ilin an i ten te ele te aie emeti
m e llwin te ae llwe in te ein
eeiment ) it te eine et te int aamete an
inialie a n te eneae tem e tem imlement
a ill limin alitm wi eae mal winw
in At ea itean te in te winw i
ane wit a mall inement in te ae main te
aae ea et winw in te tem tt ne
nie ein wee te in enin tat ie me
alit t te intei i eie a mal e ata wa
llete te tem ieent eneae anle
e eneate ein ae atma
all ae t te eialit aent lin anali e
tem ten em tw in anali a) alit at
anali (DA) an ) nn alit atnm (CDA)
te eneate ein ) ne te anali i mlete te
emetie wit te iet anin ein ae te an
ae t te imlan ) e e elet te t in
ti ae te ai A an ene te i
lan an te t ai mement in ti ae aallel t
te ein ae ) A lannin e i elete an te
eneate ein i emente int ae n te ma
eaailit te am te e ti eea
nl tw ieent ntn tateie ae ene iiin
te eneate ein int etanla an ila ementan
) e imlan i n an te tem meae
lliin inlaie anel an in in e t eel
te ei te nttailit aen e llwin i te
lit meaement an enin in te ei nn i)
() nme in neee t aemle te wle
aae an nme ma anel (anel(n)) tat te t an
lae m a ien t in A et in i niee
wee te t an lae te maimm nme anel
ile ii) Cl() lliin etween te t an te alea
lae anel iii) in() inlait int in tat te
t an tae wile eain a int in ae tat elllie i)
D(t) an ten allate m tael itane m i
lan t anel laement (ee ie ) inall te nt
tailit nn i ene t e ale t meae te
emane te ntn e an an te ein
wi een n te aamete ene in te ii (ee
an elw) eneall me in ineae te
ntn me an t elt in lwe e inlaie ()
am te t an t ae ene a iman te neae
e te ae n a eene nme maimm
lliin wen lain anel we eliminate (elete) anel
alte te ailit ea anel tat i ae a int t te
eneae aent te net itean
con(runID)=(Panels(n)/Pos(x) )/(D(t)*∑Col(j)) -∑ (Sin(k))
e ee te A ein tte i t iniall
ea te eneate ln ae te eninmentall
eient aae ein altenae ae n ieent winw
nan an aiale ein aamete ee in ala
anlan ea enetan iee e mt eient elt
ae ae int te ntn imlan ten an
eaiilit ealan ti eea l at ea
itean te eneae e i inme t imla
n an tae etween te aent etalie t
ea aenie lit nn In ti wa te tem iteael
limit te ln ae ile ee emin ein
(eninmentall) ntainin te ein aamete t te
tat iel mine ntle an eninmentall eient
tme
EXPERIMENTAL RUNS
e team a mlete a ilt t te tem an atee
inial elt ae n nnin te eneae an analal
l te tem le ieent ae tie
wi a in tem emet (ie ) e an ea
enean anali le i aimatel min inlin te
emet enean an te eninmental anali wile te
imlan le i aimatel min i ieent
eneae anle wee tete t ele te aait
tem t eate an eane an il aie ln ae
nie emetie e ietanin ein
m ea le wee elete an wee ae t te
ntn aent ne i lan all te anel
wa et an te ane ile ementan in wa
et t an te minimm ementan in we ee
t te wa we ea a eneate ein int at ae
n te w lme a eie t In ti t we nl
le int ila ein ementan ae n te ma
ea te aailale intial am ae n te imlan
an te nttailit ei nn te eneate ein
wee ime ntn e eite eliminan
anel anin te eene anel te e ate
aamete ea ein wee te in le an wee
ae a t te eneae aent In ie a te
nttailit e te inial an ime emetie
ae eente all te ieent enean anle wile
in ie we eent te elt te tee ieent ae
tie It i ee tat te nttailit e i il
aiale wit te inial nin t eme a line wit e
ie le te ime emetie a all te
enean nan m te elt n a at aae
ae we an ee tat emetie wit enean anle
eme ee eall in tem tei nttailit
e e me a te eian m inial t nal e i
te laet mae t te et te n (a elta )
In te inial n te nttailit e m ne ein
itean t te net ane m t in me ae wile
in te mie ae it elw an i ntantl
imin m te taine elt n ieent int eme
tie (at ae ae A ilinea ae ee m ae
ae C) we an ee tat te lana emet (ein
ae A) te nttailit e i ie wi mean te
tem l n eaie ee wa t aemle te aae
anel a eete t te ee m ae eem t eae
ee tan te ilinea eamle (ie ) eiin te
inean in ti w we w tat te tem at
ti tae wit te inteate ei nttailit i
ale t eneate aae anel ieent int emetie
6 Imae win ein altenae ieent ilin ae tie wi eeent ieent leel mleit (at ae ilinea ae eem ae 7 Cnttailit meti in elan t ein itean ea te ieent eeimental ae tie it e eeent te nn aent mie
nttailit l e eeent te ein enean inlie te aen mian
TOPI C (ACADIA team will ll in)
an tt elt tat ae emin well eninmentall t
ae al mie ien a et aian ntaint
eee te eine an tain eea mlle ein
ee ae n t te eninmental an ntn
imlan emane A a elt eine an tae me
inme ein eiin ne altenae e ante t
al etali a me eamle an eient mmnian wit
aae eninee an aiat e tem nne t e
tete aliate an te inteate In tee eeiment a
nme limitan ae wt inn t itl ean
imliit nl ne te ein ementan wa imlate
an tete n te e ate (aae) ae main an
ten te le in an nnnim main ee at
eent te tem i nt ll atmate an ll eiin te
eine t w a mlle inteae n ain in
te enean a ein altenae te iteia ean a
mlete enetan aen a te main ae a
well a ae wit a lal minima lem witin te ill limin
alitm eie manal elen lliin int t enale
te nnan te aen an ein at t nt leat
in e t aliate te elt we ae lannin t em a
ial eeiment in e t e ale t eeene te
imlate wit te iall taine anale an tetni
elt
DISCUSSION AND NEXT STEPS
At ti tae te eea we ae ell eele
an tete an inteate A ein tem a te ilt
t ie wit an intin n w ne ein aamete
te anlan te anel an aet te ein enean
an te eai te tem e will nne t ate an
anale te ata in e t te ene te ei nn
an te enin te aenie an tei nean A a
net te te ll atman te emet an ata ain
a all aent i ein te imlemente Ante ial
enanement t te A ein tem i te te ene
ment te eneae aent t alwa tt ali ln
ien te eea m te ntn an imlan aent
e w will al nne t eie an aliate te elt
nttailit lit nn an t tet te emen
tan tateie e will nee t eamine ea aamete
eaatel an will nnin iteae imlan
ea te ein aamete an will e te eai
te tem ea in ilan ten in ael minan inall
te team will n imlan n a nennal ein aae
ein an t mae metl in e t e ale t
enma te ntin te w m ein elan
t mlee mian t eient aian
ACKNOWLEDGEMENTS
i mateial i atl ae n w te te anal
iene nan ne ant An inin nin
an nlin emmenan eee in ti mateial ae
te te at() an nt neeail eet te iew te
anal iene nan e wl lie t tan e in
eeiee e ntin in aiin n te ti an Alan
an an neaate eeae at C i t in te eel
ment te tem an e
REFERENCES
etl () e etn te te a en at
ntn Aitetal ein ()
etl in ane A iema einat C ()
Inteate eninmental ein an aian ww
eami ain tem t Intenanal Aian Atman
an in Cntn (IAC) (Cntn IAAai )
el ea
tie D liene n () Atma enea
n te ntllintem a wall ntn t Atman
in Cntn ()
amann Can () Diital an ial l
Intial t in Aitete Intean an Inteae
Intenanal nal Aitetal Cmn ()
Daa () wa a tanm aitetal iea
Ieameiana aa Diital (IADI) Cneene eme
l
atman C () A ata mel ein nwlee Atman in
Cntn ()
ee D () AAtin inmin m an te main ie
ene Intenanal nal Aitetal Cmn ()
ee D antai alin eaian A (a) A l
Aent tem Dein imlan amew eiment wit
ital ial ial eea Aitete IAD (an
ameln ) Aleania A A
ee D antai alin () Dein Aen In
CmteAie Aitetal Dein te e et Citew
enlie an te te te ilt ninment (Celani et al
) ine
amai le () Diital mateialit in aitete aen
a lle lie
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aian Aane Diital anatin en te aat In
eain an Aelean Celian etween Aaemi an
Intial eea in e (ein et al ) l
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Iwawela atme atai () Cllee nt
n wit mlle t Intellient t an tem I
Intenanal Cneene n l I
nei () Atmate ntn nt ain
elate an inman tenlie Atman in
Cntn ()
ilian A () Dein innan t ntaint melin
Intenanal nal Aitetal Cmn ()
laei () Aitete in te iital ae ein an mana
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e C an () Cllee m ial inet t
t Aae eai ()
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