論文の概要: Sketch-to-Layout: A Human-Centric Computational Agent for Constraint-Aware Synthesis of Modular Photobioreactors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.09849v1
- Date: Fri, 01 May 2026 17:35:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-15 07:09:36.802858
- Title: Sketch-to-Layout: A Human-Centric Computational Agent for Constraint-Aware Synthesis of Modular Photobioreactors
- Title（参考訳）: Sketch-to-Layout: モジュール型フォトバイオリアクターの制約を意識した合成のための人中心計算エージェント
- Abstract要約: ビル集積型光バイオリアクター(PBR)は、炭素ニュートラルアーキテクチャの経路を提供するが、展開は構成の複雑さと生物学的メンテナンスによって妨げられる。
本稿では,目的を物理的妥当性と整合させる計算フレームワークを用いたモジュール型PBRファサードシステムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.875225219574616
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Building-integrated photobioreactors (PBRs) offer a pathway for carbon-neutral architecture, yet deployment is hindered by configuration complexity and biological maintenance. This paper presents a modular PBR facade system powered by a computational framework reconciling design intent with physical validity. We introduce 'carbon-neutralization bricks' featuring integrated vessel-and-conduit geometry; monolithic fluid channels enable 'plug-and-play' assembly. To navigate the combinatorial complexity of 14 modular geometries, we develop a Computational Sketch-to-Layout Agent that formulates layout synthesis as a Constraint Satisfaction Problem (CSP). Using the CP-SAT engine, the agent treats sparse user sketches as soft priors while enforcing hard constraints like port alignment and global connectivity. This allows non-experts to synthesize fabrication-ready configurations in near real-time. Furthermore, to facilitate autonomous maintenance, we propose a weakly supervised algae health monitoring pipeline. By employing a hybrid CNN-attention backbone and a temporal ranking loss, the system quantifies biological vitality from photographs without absolute ground-truth labels. Experiments demonstrate the CSP solver achieves a 95.5% success rate on grid scales up to 15 x 15. Qualitative evaluations confirm the framework preserves design semantics while ensuring operational integrity. Long-term tests show the vision module produces health trajectories aligned with 14-day biological cycles, suggesting that integrating interactive synthesis with low-cost computer vision can democratize scalable carbon capture systems.
- Abstract（参考訳）: ビル集積型光バイオリアクター(PBR)は、炭素ニュートラルアーキテクチャの経路を提供するが、配置は構成の複雑さと生物学的メンテナンスによって妨げられる。
本稿では,設計意図を物理的妥当性と整合させる計算フレームワークを用いたモジュール型PBRファサードシステムを提案する。
集積型容器・導管形状を有する「カーボンニュートラル化れんが」を導入し, モノリシック流体流路により「プラグ・アンド・プレイ」の組立が可能となった。
14のモジュラージオメトリの組合せ複雑性をナビゲートするために,CSP (Constraint Satisfaction Problem) としてレイアウト合成を定式化したComputational Sketch-to-Layout Agentを開発した。
CP-SATエンジンを使用すると、エージェントは疎いユーザスケッチをソフトな事前処理として扱い、ポートアライメントやグローバル接続といった厳しい制約を課す。
これにより、非専門家は、ほぼリアルタイムで製造可能な構成を合成できる。
さらに, 自律的な維持を容易にするために, 弱制御型藻類モニタリングパイプラインを提案する。
ハイブリッドCNNアテンションバックボーンと時間的ランキングロスを用いることで、絶対接地ラベルなしで写真から生物の活力を定量化する。
実験では、CSPソルバがグリッドスケールで最大15 x 15まで95.5%の成功率を達成することを示した。
質的な評価は、フレームワークが設計のセマンティクスを維持しながら、運用上の整合性を確保していることを確認します。
長期的なテストは、ビジョンモジュールが14日間の生物学的サイクルに沿った健康軌道を発生させることを示し、低コストのコンピュータビジョンとインタラクティブな合成を統合することで、スケーラブルな炭素捕獲システムを民主化できることを示唆している。
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