마찰을 통한 창의성: 탐색적 구조 설계에서의 인간-AI 상호작용

Creativity from Friction: Human-AI Interaction for Exploratory Structural Design

사용자 입력에 기반하여 최종 답변을 생성하는 AI 에이전트는 종종 창의적인 분야의 요구를 충족시키지 못합니다. 구조 설계 및 건축과 같은 분야에서는 사용자가 아이디어를 외부화하고 발전시키며, 대안을 탐색하고, 부분적인 해결책을 개선할 수 있도록 돕는 상호작용 시스템이 필요합니다. 이러한 설계 결과물은 공간 구성, 기계적 거동, 재료 양, 비용 등 다양한 제약 조건을 준수해야 합니다. 이러한 제약 조건은 설계 과정에서 마찰을 발생시키며, 이는 새롭고 창의적인 솔루션을 촉진할 수 있습니다. 본 논문에서는 현재 생성형 AI의 목표가 마찰을 제거하고 최종 솔루션을 제공하는 것과, 구조 설계자와 같이 반복적인 작업을 통해 아이디어를 개발하는 창작자의 요구 사이의 불일치를 논의합니다. 본 연구는 시각-언어 모델을 기반으로 하여 구조 탐색을 대화형, 다중 모드 방식으로 만들고, 변화하는 인간의 의도에 반응하도록 설계된 시스템의 설계 요소를 제시하며, 이는 해당 분야의 창의적 프로세스를 따르고 확장합니다. 이러한 원칙에 기반한 시제품 설계 인터페이스와 해당 분야 전문가와의 연구를 통해, 본 논문은 구조 설계자들이 상호작용 AI 시스템을 어떻게 인식하는지, 그리고 이러한 시스템이 반복적인 모델링 과정에서 발생하는 마찰을 줄이면서도 사고력을 필요로 하는 설계 마찰을 유지함으로써 설계 공간 탐색을 어떻게 지원할 수 있는지 보여줍니다.

AI agents that generate final answers based on user input often do not meet the needs of creative fields. Fields such as structural design and architecture need interactive systems that help users externalise and develop ideas, explore alternatives, and refine partial solutions. The final product of such designs needs to comply with many constraints concerning, e.g., spatial configuration, mechanical behaviour, material quantities, and costs. These constraints create friction in the design process, which can stimulate novel and creative solutions. In this paper, we discuss the misalignment between current generative AI goals to remove friction and provide final solutions and the needs of creators, such as structural designers, who develop ideas through iterative work. We present the design dimensions of systems allowing for constrained human-AI co-creation that rely on vision-language models making structural exploration conversational, multimodal, and responsive to evolving human intent in ways that follow and augment the discipline's creative process. Through a pilot design interface based on these principles and a study with experts in the field, this paper shows how structural designers perceive interactive AI systems and how such systems can support design space exploration by reducing repetitive modelling friction while preserving reflective design friction.