IBM取得“虚拟现实+3D打印”建筑设计新专利

     2025年7月2日，IBM宣称已获得美国专利商标局一项名为“建造虚拟现实设计的建筑”的专利，它是一种辅助在虚拟现实中设计3D打印建筑的新方法，专利编号US12340150B2。

       IBM新专利最初于2021年6月提交，并于2022年12月发布，现已具备法律效力，标志着IBM在智能建筑设计与3D打印领域的又一重要突破。该专利提出了一种创新流程，利用VR技术在建筑施工前对设计进行动态模拟。通过集成模拟引擎模块，系统可真实还原建筑在实际环境中的噪音、气流、照明和温度等关键因素，让设计团队和终端用户在虚拟空间中提前体验建筑的功能与舒适性。建筑师可根据用户反馈，提出如更换降噪材料或调整窗户位置等设计修改请求，系统将自动生成并整合相应调整，形成更新后的蓝图。最终，优化后的设计方案可无缝对接3D打印设备，实现高效精准的建筑施工。

    专利文件指出，这种方法极大提升了建筑设计的用户参与度和功能优化能力，有效降低了后期施工变更带来的成本风险。尤其对于3D打印建筑结构而言，成型后难以修改。专利的共同发明人包括IBM工程师Subha Kiran Patnaikuni和应用架构师Sarbajit K. Rakshit。Rakshit拥有近二十年行业经验，曾获4D打印药物输送及全息图3D打印等多项专利。Patnaikuni则专注于VR、AI、物联网（IoT）、机器人及传感器技术，早期曾参与数字孪生疏散系统及基于ML与IoT的机器人防护屏障等创新项目。

IBM获得VR设计的3D打印建筑新专利  
   “建造虚拟现实设计的建筑”与传统建筑方法相比，3D建筑打印技术能够降低成本、减少建筑废料、缩短施工周期，并提升设计的自由度。专利强调，无论是采用3D打印还是传统方法，建筑物的位置和环境因素对于长期的用户满意度至关重要。忽视这些因素可能导致建筑完工后需要昂贵且不切实际的改造。IBM的方法通过确保建筑在施工前满足所有必要标准和用户期望，旨在降低这些风险。
     IBM的流程从上传建筑的2D或3D数字蓝图至计算机程序开始。蓝图中通常包含墙体位置、窗户尺寸、房间布局、通道、拱门以及建筑材料等设计特征。接下来，IBM系统会收集拟建建筑工地的具体环境数据，包括但不限于气象卫星、传感器、物联网设备和环境监测系统所提供的信息。这些数据涉及噪音水平、天气状况、气流、阳光模式和潜在视觉障碍，为程序提供了详细的环境洞察。系统还能够模拟用户指定的天气条件。
      这些数据用于创建建筑物的3D数字重建，并将融入精确的虚拟模型中。设计师可以使用VR设备，深入建筑内部，观察环境因素如何影响室内环境。若发现照明不足或附近火车轨道噪音过大等问题，设计师可以立即请求修改设计，如增加隔热窗或加厚墙体。系统会自动应用这些修改，允许建筑师快速评估影响，并提供实时反馈。根据用户定义的参数，系统还能自动提供设计建议。设计完成后，可导出并直接发送至3D打印机进行施工
      总的来说，这种新技术不仅适用于住宅建筑（如公寓、别墅），更覆盖用户希望在特定地理位置建造的各类结构。考虑到IBM在数字基础设施和人工智能领域的深厚积累，VR-3D打印工艺在数据中心等高复杂度设施的设计中展现出巨大潜力。数据中心对温控等环境因素有极高要求，而该系统可在设计早期模拟并优化相关参数，为云服务、AI模型训练及边缘计算等关键应用提供有力支持。