معرفی جامع افزونه بهینه سازی Tunny

معرفی افزونه

افزونه بهینه سازی Tunny یک ابزار قدرتمند بهینه‌سازی برای محیط Grasshopper است که بر پایه فریم‌ورک متن‌باز و پیشرفته Optuna توسعه یافته است. این افزونه با الگوبرداری از پلاگین‌هایی مانند Galapagos، Opossum و Wallacei، نه‌تنها قابلیت‌های مشابه آن‌ها را فراهم می‌سازد، بلکه با بهره‌گیری از الگوریتم‌های نوین و انعطاف‌پذیر، امکان انجام بهینه‌سازی‌های پیچیده‌تر و چندهدفه را در اختیار طراحان قرار می‌دهد.

افزونه بهینه سازی Tunny در واقع نقش یک رابط گرافیکی قدرتمند میان Grasshopper و Optuna را ایفا می‌کند؛ جایی که Optuna به عنوان موتور اصلی بهینه‌سازی در پس‌زمینه عمل کرده و بدون نیاز به برنامه‌نویسی، توان محاسباتی خود را از طریق واسط کاربرپسند Tunny در اختیار طراحان قرار می‌دهد. این ویژگی به‌ویژه برای کاربران فاقد دانش کدنویسی، فرصت بهره‌برداری از الگوریتم‌های پیشرفته یادگیری ماشین را در جریان طراحی فراهم می‌سازد.

مزایای کلیدی افزونه Tunny

افزونه بهینه سازی Tunny مجموعه‌ای از قابلیت‌های حرفه‌ای را برای طراحان، پژوهشگران و تحلیل‌گران حوزه طراحی پارامتریک فراهم می‌کند:

• پشتیبانی از بیش از ۱۵ الگوریتم پیشرفته بهینه‌سازی
• امکان تحلیل رفتار تابع هدف نسبت به متغیرهای طراحی
• تمرکز بر طراحی کاربرمحور همراه با تحلیل‌های بصری
• اتصال مستقیم به الگوریتم‌های یادگیری ماشین از طریق Optuna

قدرت Optuna در طراحی معماری

هرچند Optuna در ابتدا برای بهینه‌سازی ابرپارامترهای مدل‌های یادگیری ماشین توسعه یافت، اما ساختار مدولار و پیکربندی‌پذیر آن موجب شده است تا در سال‌های اخیر، کاربردهای آن به حوزه‌هایی نظیر طراحی پارامتریک، بهینه‌سازی انرژی ساختمان، و فرم‌یابی معماری نیز گسترش یابد.

Optuna با استفاده از مجموعه‌ای از الگوریتم‌های پیشرفته مانند الگوریتم‌های Bayesian Optimization، روش‌های تکاملی، الگوریتم‌های تصادفی و مدل‌های ترجیحی، می‌تواند فضای طراحی را به شکلی هوشمندانه کاوش کرده و ترکیب بهینه‌ای از متغیرهای طراحی را جهت دستیابی به اهداف از پیش تعیین‌شده ارائه دهد.

تنوع الگوریتم‌های بهینه‌سازی در Tunny

انتخاب روش Sampling (نمونه‌برداری) نقشی اساسی در عملکرد الگوریتم‌های بهینه‌سازی ایفا می‌کند. افزونه بهینه سازی Tunny با پشتیبانی از بیش از ۱۵ الگوریتم متنوع، پاسخگوی نیازهای بهینه‌سازی در سناریوهای مختلف طراحی است، از مسائل تک‌هدفه گرفته تا بهینه‌سازی‌های چندهدفه با قیود پیچیده. این الگوریتم‌ها شامل موارد زیر هستند:

HEBO، Differential Evolution (DE)، Gaussian Process (GP:Optuna و GP:BoTorch)، CMA-ES، MO-CMA-ES، TPE، NSGA-II، NSGA-III، MOEA/D، C-TPE، QMC، BruteForce، Random و مدل‌های ترجیحی (GP:Preferential).

طراحان می‌توانند بسته به ویژگی‌های پروژه، نوع فضای جستجو، تعداد تکرارها (Trials)، و وجود یا عدم وجود قیود، الگوریتم مناسب را انتخاب کرده و فرآیند بهینه‌سازی را به‌طور هدفمند هدایت کنند.

تصویر بالا نمای کلی بخش‌های مختلف این پلاگین بهینه‌سازی را نمایش می‌دهد. در این تصویر، اجزای اصلی به ترتیب شامل موارد زیر هستند:

1. امکان دسترسی سریع برای ایجاد یک فایل جدید
2. نمایش لیست روش‌های بهینه‌سازی به‌کاررفته در پروژه
3. مشخص‌کردن تعداد تکرارها برای هر فرآیند بهینه‌سازی
4. بخش تنظیمات اختصاصی هر پروژه
5. تنظیماتی که به افزایش سرعت بهینه‌سازی کمک می‌کنند
6. دکمه اجرای عملیات برای شروع یا پایان فرآیند بهینه‌سازی
7. بخش مربوط به تنظیمات نوع بهینه‌سازی انتخابی
8. تعیین نوع اهداف هر مطالعه
9. مشخص‌کردن هر متغیر طراحی یا شبیه‌سازی
10. نمایش نتایج لحظه‌ای عملیات بهینه‌سازی

در این پلاگین، تمام بخش‌های کلیدی بهینه‌سازی پروژه‌های شما، از تعریف اهداف و متغیرها تا مشاهده نتایج لحظه‌ای، در یک محیط یکپارچه و کاربرپسند نمایش داده میشود.

تحلیل و نمایش بصری نتایج

یکی از نقاط قوت افزونه بهینه سازی Tunny، امکان تحلیل نتایج بهینه‌سازی به‌صورت گرافیکی و تعاملی است. این قابلیت به کاربران کمک می‌کند تا ساختار فضای طراحی را بهتر درک کرده، رفتار الگوریتم را در طول تکرارها بررسی کنند و به تحلیل دقیق‌تری از همگرایی پاسخ‌ها دست یابند. نمایش‌های بصری از طریق ابزارهای متنوعی انجام می‌شود:

• ابزارهای مرورگرمحور برای بررسی ساختار فضای طراحی و انتخاب تکرارها مانند TT-DesignExplorer و Optuna-Dashboard
• ابزار های تصویری Optuna که قادر به نمایش نمودار های متفاوتی مانند جبهه پارتو، Optimization History، Slice Plot، Contour Plot، Hyperparameter Importance و سایر نمودارهای تحلیلی هستند.
• این ابزارها نه‌تنها داده‌ها را به‌صورت تعاملی نمایش می‌دهند، بلکه امکان ذخیره‌سازی نمودارها در قالب HTML برای بررسی‌های آتی را نیز فراهم می‌سازند.

جهت دانلود این پلاگین می توانید کلیک کنید.