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ChatGPTをRhinoでつかってみよう🦏

ChatGPTをRhinoでつかってみよう🦏

Let's use ChatGPT with Rhino 🦏.

ChatGPTを皆さん使っていますでしょうか。 いろいろな使い方やアップデートが定期的にネットを騒がせていますが、RhinoやGrasshopperはあまり関係ないと考えているかもしれません。 必ずしも安定して動作するとは言えませんが既にChatGPTを使ってRhinoやGHを操作するプラグインが公開されています。 身近なソフトでどう動いているか確認すると、ChatGPTがより身近に感じられると思います。 既存のプラグインの実装を確認して、それらがどう動くか見てみましょう。

Is everyone using ChatGPT? Various uses and updates are making the rounds on the Internet on a regular basis, but you may not think that Rhino and Grasshopper have much to do with it. There are already plug-ins available that use ChatGPT to control Rhino and GH, though not necessarily in a stable manner. If you check how it works with your familiar software, you will feel more familiar with ChatGPT. Let's check the implementation of existing plug-ins and see how they work.

夏目大彰

Hiroaki Natsume

2023,12,08 2023,12,08

ChatGPTforRhino

1つ目にChatGPTforRhinoというプラグインについて紹介します。

https://github.com/4kk11/ChatGPTforRhino

まずはGitHubのリポジトリにある、動作の動画をみてください。

猫のアイコンのキャラがRhinoでの操作を行ってくれている様子がわかると思います。 この機能がどのように動いているか見てみましょう。

GitHubのリポジトリよりインストールしてウインドウを起動し、赤丸の部分を押すと画像の右側のウインドウが出てきます。

このSystemPromptを最初にChatGPTに送ることで、ChatGPTの役割と返答のフォーマットを教えています。

SystemPromptの冒頭を見るとRhinocerosのコマンドを出力してくださいとあるので、ChatGPTからの返答はRhinoのコマンドを期待していることがわかります。

中段を見ていると以下のようなことが書かれています。語尾について、コマンドは[コマンド]、チャットのUIへの返答は[会話部分]と明記すること、フォーマットを設定しています。

今後の会話では、あなたは常にコマンドを[コマンド]以下に記載し、会話内容については[会話部分]に記載して語尾に「にゃ!」をつけて返答してください。以下は「0,1,3に10 20 20のボックスを生成する」という指示に対する回答例です。

[コマンド]
Box 0,1,3 10 20 20

[会話部分]
10 20 20のボックスを0,1,3に生成したにゃ!

動作の実装としてはこの”[コマンド]”の部分で返ってきたコマンドをRhinoへのコマンドとしてインプットしています。

実際にプラグインを使っても良いですが、APIキーの支度などもあるので、試してみたい方は、ブラウザから直接ChatGPTにアクセスして、このSystemPromptを入力してみましょう。

打ち込んだ後にBoxの作成や、スケールの変更を頼んでみると適切なコマンドの返答が返ってきていることがわかります。

この例は完成した1つのプラグインとして機能していますが、ChatGPTに適切な役割を与えることでRhinocerosについて教えてくれるAIが作成できることがわかったと思います。

GHPT

次にRhinoではなくGrasshopperで使用している例について紹介します。 このプラグインはAEC Tech Seattle Hackathon 2023で作成されたものになります。

https://github.com/enmerk4r/GHPT

動作の様子は以下になります。適当にGrasshopperで作成したいものを入力すると、自動でコンポーネントが配置されていることが見て取れます。

こちらはFood4RhinoとPackageManagerにも登録されているので試しやすいです。

ChatGPTforRhinoのSystemPromptに相当する部分が以下にあります

プロンプトの冒頭には以下のように書かれています。

You are a Grasshopper Expert and are going to help create Grasshopper Definitions.
Keep the answers short and concise.
Make sure you create and connect a component for every non-optional input
If you're not sure about the answer, but think there's additional information that could help you, please ask for that information.
If you have absolutely no idea, respond {TOO_COMPLEX}
Always use the given format, avoid any devitation.

「あなたはGrasshopperのエキスパートでGrasshopperのファイルの作成に貢献すること」や、「与えられたフォーマットで必ず返すように」となっています。

Grasshopperは先程のRhinoのコマンドと違ってコンポーネントのどこの入力と出力を繋げるかの情報が必要です。それをどのようなフォーマットで与えているかはプロンプトの以下の部分に例と併せて書かれています。

// Question : How do I add two numbers inside of Grasshopper?
// Reasoning: To add two numbers we need to Add. There is an Addition component that performs this function. We need to create two numbers the user can edit, we can use the Number Slider for both numbers. And then we can Connections all of the components together
// JSON:
{
  "Advice": "Make sure to set the number sliders to the correct value",
  "Additions": [
    {
      "Name": "Number Slider",
      "Id" : 1, // This number must be unique
      "value": 0..25..100, // This is optional
    },
    {
      "Name": "Number Slider",
      "Id" : 2,
      "value": -50..25..100, // This is optional
    },
  ],
  "Connections" : [
    {
      "To": { // Addition
        "Id": 3,
        "ParameterName": "A"
      }
      "From": { // Number Slider,
        "Id": 1,
        "ParameterName": "number"
      }
    },
    {
      "To": { // Addition
        "Id": 3,
        "ParameterName": "B"
      }
      "From": { // Number Slider,
        "Id": 2,
        "ParameterName": "number"
      }
    }
  ]
}

Questionの部分に入力された内容が書かれており、2つの数字を足し合わせるにはどうしたら良いか聞いています。そしてその返答をそれ以降でJson形式で返答するように書かれています。 Connectionの部分でコンポーネント同士の接続関係が記述されており、最初の部分であればコンポーネントのID 3(Additionコンポーネント)の「A」というパラメーター名の部分にID 1(NumberSliderコンポーネント)の「number」というパラメータ名を入力するように記述されています。 実装では、返答で返ってきたJsonをパースして、それをもとにコンポーネントを配置していくようになっています。

このプロンプトのファイルを見るとわかりますが、複数の質問と返答の組み合わせが書かれています。このようにしてちゃんとフォーマットを守らせるためには、いくつかのパターンを教えたほうが確実です。

ではこちらも同様に手元のChatGPTで試してみます。 まずは同様にプロンプトをコピペして役割やフォーマットを教えます。

はじめに冒頭の動画にあったねじれたタワーの出力を聞いてみます。

How do I create a twisty skyscraper?

返答は以下になりました。 人間がこのJsonを読むのはなかなかつらいですが、出てくるコンポーネント名をよんでいると、ねじれたタワーが作られそうな返答になっています。

{
  "Advice": "Make sure to use reasonable inputs or the skyscraper will look weird",
  "Additions": [
    {
      "Name": "Rectangle",
      "Id" : 1
    },
    {
      "Name": "Number Slider",
      "Id": 2,
      "Value": "0..50..100"
    },
    {
      "Name": "Unit Z",
      "Id": 3
    },
    {
      "Name": "Extrusion",
      "Id" : 4
    },
    {
      "Name": "Number Slider",
      "Id": 5,
      "Value": "0..90..360"
    },
    {
      "Name" : "Line",
      "Id": 6
    },
    {
      "Name": "Point",
      "Id": 7,
      "value": "{0,0,0}"
    },
    {
      "Name": "Point",
      "Id": 8,
      "value": "{0,0,250}"
    },
    {
      "Name": "Twist",
      "Id" : 9
    },
    {
      "Name": "Solid Union",
      "Id" : 10
    },
    {
      "Name": "Brep Join",
      "Id" : 11
    },
    {
      "Name": "Number Slider",
      "Id": 12,
      "Value": "0..10..360"
    },
    {
      "Name": "Number Slider",
      "Id": 13,
      "Value": "0..10..100"
    },
    {
      "Name": "Twist",
      "Id" : 14
    },
  ],
  "Connections" : [
    {
      "To": {
        "Id": 4,
        "ParameterName": "Base"
      },
      "From": {
        "Id": 1,
        "ParameterName": "Rectangle"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 3,
        "ParameterName": "Factor"
      },
      "From": {
        "Id": 2,
        "ParameterName": "Number"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 9,
        "ParameterName": "Angle"
      },
      "From": {
        "Id": 5,
        "ParameterName": "Number"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 4,
        "ParameterName": "Direction"
      },
      "From": {
        "Id": 3,
        "ParameterName": "Unit vector"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 9,
        "ParameterName": "Geometry"
      },
      "From": {
        "Id": 4,
        "ParameterName": "Extrusion"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 6,
        "ParameterName": "Start Point"
      },
      "From": {
        "Id": 7,
        "ParameterName": "Point"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 6,
        "ParameterName": "End Point"
      },
      "From": {
        "Id": 8,
        "ParameterName": "Point"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 10,
        "ParameterName": "Breps"
      },
      "From": {
        "Id": 9,
        "ParameterName": "Geometry"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 11,
        "ParameterName": "Breps"
      },
      "From": {
        "Id": 10,
        "ParameterName": "Result"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 14,
        "ParameterName": "Angle"
      },
      "From": {
        "Id": 12,
        "ParameterName": "Number"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 14,
        "ParameterName": "Factor"
      },
      "From": {
        "Id": 13,
        "ParameterName": "Number"
      }
    },
    {
      "To": {
        "Id": 14,
        "ParameterName": "Geometry"
      },
      "From": {
        "Id": 10,
        "ParameterName": "Breps"
      }
    }
  ]
}

Pythonコードを作成してもらう

これまでプラグインからの利用を試しましたが、Pythonコードを出力してもらって、それを使ってRhinoで形状を作成することができるか確認してみます。 弊社の業務で扱えるものを作成してもらうことを想定して、「負のポアソン比の構造を出力してください」と頼んでみます。

ChatGPTへのプロンプトは以下のように入れました。

Rhinoceros のPythonコードを使ってAuxetic構造を作成してください

返答でもらったコードは以下です。

import rhinoscriptsyntax as rs

# ポアソン比を指定します(負の値にすることでAuxetic構造を得ることができます)
poisson_ratio = -0.5

# グリッドのサイズを指定します
rows = 10
cols = 10

# グリッドを作成します
points = []
for i in range(rows + 1):
    for j in range(cols + 1):
        x = i
        y = j
        z = 0  # 2Dのグリッドとして考えるため、z座標は0です
        points.append((x, y, z))

# ポイントをRhino上に配置します
point_objects = rs.AddPoints(points)

# グリッドのポイントを使用して四角形を作成します
quads = []
for i in range(rows):
    for j in range(cols):
        index1 = i * (cols + 1) + j
        index2 = index1 + 1
        index3 = (i + 1) * (cols + 1) + j
        index4 = index3 + 1
        quad = [index1, index2, index4, index3]
        quads.append(quad)

# Auxetic構造を作成します
for quad in quads:
    # 四角形の各頂点の座標を取得
    p1 = rs.PointCoordinates(point_objects[quad[0]])
    p2 = rs.PointCoordinates(point_objects[quad[1]])
    p3 = rs.PointCoordinates(point_objects[quad[2]])
    p4 = rs.PointCoordinates(point_objects[quad[3]])

    # 各辺の中点を計算
    mid_point1 = ((p1[0] + p2[0]) / 2, (p1[1] + p2[1]) / 2, (p1[2] + p2[2]) / 2)
    mid_point2 = ((p2[0] + p3[0]) / 2, (p2[1] + p3[1]) / 2, (p2[2] + p3[2]) / 2)
    mid_point3 = ((p3[0] + p4[0]) / 2, (p3[1] + p4[1]) / 2, (p3[2] + p4[2]) / 2)
    mid_point4 = ((p4[0] + p1[0]) / 2, (p4[1] + p1[1]) / 2, (p4[2] + p1[2]) / 2)

    # 各辺の中点を結んで新しい四角形を作成
    center = ((mid_point1[0] + mid_point3[0]) / 2, (mid_point1[1] + mid_point3[1]) / 2, (mid_point1[2] + mid_point3[2]) / 2)
    rs.AddPolyline([mid_point1, mid_point2, mid_point3, mid_point4, mid_point1])

# Rhino上に表示
rs.Redraw()

これをRhinoPythonで実行した結果は以下になりました。 負のポアソン比になるAuxetic構造ではないですが、修正無しでこういった処理が動くPythonコードを出力するのは面白いですね。

これまで紹介してきたもののプロンプトを参考にして、以下のように変更しました。 言語は英語のほうが良い回答が返ってくる可能性が高いと言われているのでここでは英語にしています。

You are an expert in Rhinoceros, Python, and structural analysis, and you specialize in generating complex shapes from code.
Create a Python code to create an Auxetic structure in Rhinoceros.

得られたコードが以下でした。

import rhinoscriptsyntax as rs
import math

def create_auxetic_structure():
    # Parameters for the Auxetic structure
    side_length = 10.0  # Length of each side of the hexagon
    num_rows = 5        # Number of rows in the lattice
    num_columns = 6     # Number of columns in the lattice

    # Generate hexagonal lattice
    for i in range(num_rows):
        for j in range(num_columns):
            x = j * 1.5 * side_length
            y = i * math.sqrt(3) * side_length

            # Offset every other row
            if j % 2 == 1:
                y += math.sqrt(3) * side_length / 2

            hexagon_pts = generate_hexagon(x, y, side_length)
            draw_hexagon(hexagon_pts)

def generate_hexagon(x, y, side_length):
    # Generate the six points of a hexagon
    angle_offset = math.pi / 6
    hexagon_pts = []
    for i in range(6):
        angle = angle_offset + i * (2 * math.pi / 6)
        pt_x = x + side_length * math.cos(angle)
        pt_y = y + side_length * math.sin(angle)
        hexagon_pts.append((pt_x, pt_y, 0))
    return hexagon_pts

def draw_hexagon(pts):
    # Draw lines to create the hexagon
    for i in range(6):
        start_pt = pts[i]
        end_pt = pts[(i + 1) % 6]
        rs.AddLine(start_pt, end_pt)

if __name__ == "__main__":
    create_auxetic_structure()

得られた形状が以下でした。 ハニカム形状を使っているので前の格子形状よりはAuxeticに近づきましたが、Auxetic構造の結果を得られませんでした。

使っているChatGPTはGPT-3.5です。GPT-4のほうがより賢いと言われているので、より良い結果が得られるのかもしれません。

ChatGPTは温度(temparature)というパラメーターが内部にはあり、一定の確率の中で回答を行っているので、読者の方が同じプロンプトを打ち込んでも同じ結果が返ってくるとは限りらないので注意してください。

まとめ

いかがでしたでしょうか。 ChatGPTは完璧なAIで頼めばすべての正確な回答をくれるというわけではないですが、作業をやり始めるきっかけになる程度の情報は返してくれていると思います。 この分野は日進月歩でどんどん進化して行っているため、まだまだと思っていることでも明日にはうまいくモデルが公開されているかもしれません

GPT-3.5のChatGPTは無料でさわれるので、これをきっかけに試してみてください。

ちなみにサムネイル画像はDALL・E 2 に生成してもらいました。 プロンプトは以下です。

Let's use ChatGPT with Rhino. manga. cute

ちょっとパソコン周りが変だったり、何を言っているのか意味不明で良いですね。

Writer

チーフエンジニア

Chief Engineer

夏目大彰Hiroaki Natsume Hiroaki Natsume

早稲田大学大学院 創造理工学研究科 建築学専攻 卒業(修士)。建築の組織設計事務所にて教育施設や免震建物、超高層ビルなどの構造設計に従事。業務の傍らコンピュテーショナルな構造設計の普及のためのコミュニティ活動や支援ツールの開発を行う。2020年よりNature Architectsに参画。
一級建築士。

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Graduated from the Graduate School of Creative Science and Engineering, Waseda University (Master of Engineering). He has been engaged in structural design of educational facilities, seismic isolation buildings, and skyscrapers at Kume Sekkei, an architectural design firm. In addition to his work, he is involved in community activities and the development of support tools to promote the spread of computational structural design. He joined Nature Architects in 2020.
First-class registered architect.

Hiroaki Natsume

Nature Architects株式会社

Nature Architects, Inc.

代表取締役:大嶋 泰介

CEO:Taisuke Ohsima

所在地:〒103-0011 東京都中央区日本橋大伝馬町6-5 岩清日本橋ビル4F

ADDRESS:Iwasei Nihonbashi Building 4F, 6-5, Nihonbashi Odenmacho, Chuo-ku, Tokyo, 103-0011, Japan

設立:2017年5月

Funded:May, 2017

URL:https://nature-architects.com/

お問い合わせ:https://nature-architects.com/contact/

CONTACT:https://nature-architects.com/contact/

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