初期のルールベース手法（1970年代～1980年代）
平面図設計の自動化への取り組みは1970年代にさかのぼる。 最初の概念的なマイルストーンのひとつは、1971年にスティニーとギプスによって導入された形状文法でした。これは、再帰的な形状変換ルールによって、建築レイアウトを含むデザインを生成する、形式的なルールベースのシステムです。 これらの初期のアプローチは、主に 記号的 または ルール駆動型 でした。例えば、1971 年のフリードマンの研究は、アルゴリズムによる空間計画を試み、1976 年のミッチェルの理論は、可能な部屋の配置を列挙する方法を提示しました。1970 年代後半から 1980 年代にかけて、研究者たちは「空間配分問題」に対する エキスパートシステム とヒューリスティックルールを模索していました。 1974 年と 1987 年に Shaviv がコンピュータによる空間配分について行った研究は、この時代のレイアウト計画における論理主導の手法を例証したものです。
最適化と進化アルゴリズム（1990年代～2000年代）
1990年代、建築分野における人工知能は、レイアウトの組み合わせ的複雑性を扱うため、探索と最適化アルゴリズムへと移行した。 ジョン・ジェロらによる先駆的研究は、進化アルゴリズムを間取り設計に導入した：ジョウとジェロ（1996）は遺伝的アルゴリズムを用いて単純な建築計画をシミュレートし、ローゼンマンら（1997）はこれを遺伝的アルゴリズムと遺伝的プログラミングの組み合わせによって拡張した。1990年代後半を通じて、複数の研究者が空間構成を生成するために進化戦略を適用した。
2000年代初頭までに、この分野ではシミュレーテッドアニーリングや、進化アルゴリズムと制約プログラミングや形状文法を組み合わせたハイブリッド手法といったヒューリスティック手法が急増した。顕著な傾向として、機能要件と性能基準のバランスを取るために多目的最適化が用いられるようになった。
データ駆動型パラダイムと主要な転換点（2010–2015）
Paul Merrellらによる2010年の論文「Computer-Generated Residential Building Layouts」が画期的な転換点となった。 本論文は、実際の平面図で訓練されたベイズネットワークを用いて部屋の接続パターンを学習する手法と、レイアウト形状のための確率的最適化ステップを導入した。この研究は、過去の設計データから学習する参照ベース手法の始まりを告げるものとなった。
その後、建築図面を分析・分類する初期の機械学習の取り組みが始まった。これは、従来のルールベース手法とデータ駆動型モデリングが共存し、より大規模なデータセットと強力な学習フレームワークを待ち望む過渡期であった。
ディープ生成モデル革命（2016–2020）
ディープラーニングにより、自動間取り図生成は大きな進歩を遂げた。 RPLAN (2019)やLIFULL Home Datasetといった大規模データセットが深層ニューラルネットワークの訓練を可能にした。初期のCNNベース手法は複数部屋の一貫性に苦戦したが、**生成的敵対ネットワーク（GAN）**が状況を一変させた。
- House-GAN (2020): グラフ制約付きGANを導入し、グラフニューラルネットワークを用いてバブル図からレイアウトを生成。
- Graph2Plan、FloorplanGAN、**House-GAN++**により、リアリズムとレイアウトの一貫性がさらに向上。
- モデルは高精細なラスタライズされたフロアプランと精密なベクターベースのレイアウトの両方を生成可能に。
条件付き生成も進歩し、固定境界内でのレイアウト生成や、部屋の隣接制約に基づくレイアウト生成が可能となった。
最近の進展：グラフネットワーク、多階層モデル、拡散モデル（2021–2025）
最近のモデルは、高度なアーキテクチャを用いて多階層の生成とレイアウトの精緻化を目的としている：
- Building-GAN (2022) および Building-GNN (2023): グラフニューラルネットワークを用いて積層された間取り図を生成する。
- HouseDiffusion (2023): ノイズ除去拡散法を適用し、バブル図から部屋のポリゴンを生成する。
新しいモデルは建築基準や現実世界の制約をレイアウト生成に統合する。拡散モデルはGANよりも安定性が向上し、評価ベンチマークはより標準化されている。
また、テキスト条件付き生成と**大規模言語モデル（LLM）**との統合による要約解釈や共同設計への注目も高まっている。
未来へ向けて
フロアプラン生成のためのAI開発は、記号的システムから、単純な入力から実用的な建築レイアウトを生成できる深層学習モデルへと進化した。
主要な転換点：
- 1971年：シェイプ文法
- 1990年代：遺伝的アルゴリズムと最適化アルゴリズム
- 2010年：メレルのベイズ式レイアウト合成
- 2020年代：深層GAN、拡散モデル、グラフネットワーク
建築分野は、人間の設計意図を理解し、機能的に妥当で創造的な建築計画を生み出す知能システムへと進化を続けている。AIは急速に建築設計における協働パートナーとなりつつある。