AI-DTXR Lab @CUTe

About 研究室簡介

研究室簡介

AI-DTXR LAB · China University of Technology · Dept. of Architecture

// 一腦三場域研究架構 · ONE-BRAIN THREE-DOMAIN STRUCTURE ALL SYSTEMS OPERATIONAL

SELECT DOMAIN

CORE INTELLIGENCE · AI 大腦核心

AI Intelligence Core生成式 AI · 最佳化演算法 · 機器學習

作為研究室的智慧中樞，AI 核心統籌串聯三個場域的資料流動與決策邏輯。整合生成式 AI、機器學習與最佳化演算法，驅動空間資訊整合、設計自動化與跨場域分析。

Gen.AI

Generative Design

Machine Learning

OPT

Optimization Theory

1F · SMART AUTOMATION · 智動化場域

Smart Automation DomainAI 機械自動化 · AR 施工查驗

AI 驅動機械手臂操控與施工自動化流程，結合 AR 技術即時疊加設計圖與現場現況，大幅提升工地查驗效率與精準度。

Site Inspection

Robot

Automation

IoT

Sensor Input

2F · LOW-CARBON · 低碳化場域

Low-Carbon Systems DomainIoT 能耗監控 · DGNB · 碳排分析

透過 IoT 感測器網絡即時採集建築能耗數據，整合至數位孿生模型進行碳排分析，以 DGNB 永續評估體系驗證低碳建築策略。

IoT

Energy Monitor

DGNB

Sustainability

CO₂

Carbon Analysis

3F · DIGITAL HUB · 數位化場域

Digital Design HubBIM · Digital Twin · CAVE XR 沉浸系統

以 BIM 建構數位孿生模型，整合 1F 與 2F 的感測資料，透過 CAVE 沉浸式 XR 系統提供全尺度空間設計模擬與多方協作決策視覺化。

BIM

Revit Modeling

Digital Twin

CAVE

XR Immersive

AI-DTXR LAB 以「讓空間智慧化、讓決策可視化」為核心理念，致力於將 AI、Digital Twin 與 Extended Reality (XR) 三項前沿技術深度整合，應用於建築設計、施工管理、永續環境監控與空間體驗創新。

The lab's mission: "Make spaces intelligent, make decisions visible." Integrating AI, Digital Twin and XR across the full architectural lifecycle.

研究室採「一腦三場域」架構，AI 作為智慧核心統籌三個場域，形成從資料感測、模擬分析到沉浸呈現的完整研究生態系。研究成果已於 SSCI/SCIE 期刊、ACM SIGACCESS、CAADRIA 等頂尖平台發表，與日本關東學院大學、UCLA 等機構建立正式合作關係。

紀昊昀 Chi, Hao-Yun

ASSISTANT PROFESSOR · CUTE ARCH.

Ph.D. · NTUST Architecture
Visiting Scholar · UCLA ECE Lab

SCIE / SSCI
期刊論文 Journals

10+

EI 國際研討會
Conference Papers

65+

學生國際獲獎
Student Awards

25+

教師國際設計獎
Prof. Design Awards

Research 研究方向

研究方向

Six Research Vectors · AI × Digital Twin × XR · 六大研究向量

01 · AI & AUTOMATION

人工智慧與建築應用AI & Architectural Intelligence

生成式 AI、機器學習與最佳化演算法，應用於建築設計自動化、AI 教育創新與工程決策支援。
Generative AI, ML and optimization for design automation and engineering decision support.

02 · DIGITAL TWIN

數位孿生空間建模Digital Twin Spatial Modeling

以 BIM 整合 IoT 即時感測資料，建構全生命週期數位孿生模型，應用於監控、維護與協作決策。
BIM + IoT Digital Twin for full lifecycle building monitoring and collaborative decisions.

03 · XR TECHNOLOGY

延展實境設計模擬XR Design Simulation & HCI

VR/AR/MR 系統開發與應用：預售屋體驗、施工查驗、古蹟評估與眼動追蹤人機互動研究。
VR/AR/MR for housing preview, site inspection, heritage and eye-tracking HCI research.

04 · SUSTAINABILITY

永續建築低碳設計Sustainable & Low-Carbon Design

整合 DGNB 永續評估體系與能耗數據分析，以數位孿生模型驗證低碳建築策略與氣候韌性解方。
DGNB assessment and Digital Twin verification of low-carbon and climate-resilient strategies.

05 · ACCESSIBILITY

共融空間可及性研究Inclusive Design & Accessibility

以 XR 與數位孿生建構虛擬旅遊體驗，為高齡者與行動不便者進行無障礙環境遠端評估。
XR and Digital Twin virtual tours for remote accessibility assessment for elderly users.

06 · HERITAGE & RESTORATION

古蹟保存數位修復Heritage Conservation & Digital Restoration

LiDAR 掃描結合數位孿生與 XR 技術，支援古蹟隧道結構評估、燈光驗證與虛擬導覽。
LiDAR + Digital Twin + XR for structural assessment and virtual heritage tours.

Research Projects 研究案例展示

XR × 數位孿生研究案例

Actual research projects with publications, technology stack & outcomes · 真實研究成果展示

PROJECTPRE-SALE HOUSING VR NAV

HWHTC VIVE · Samsung Gear VR

SWSketchUp · Lumion · Enscape

YEAR2018

STATUS● PUBLISHED · SCIE

VR · 集合住宅 · 預售屋 · TAM

預售屋 VR 導覽系統開發與評估

Developing and Evaluating a VR-Based Navigation System for Pre-sale Housing Sales

針對集合住宅預售屋銷售情境，開發結合 3D 建模的沉浸式 VR 導覽系統。研究使用 HTC VIVE（PC 端頭戴）與 Samsung Gear VR + Galaxy S7（行動端）兩種裝置，建模工具採用 SketchUp、Lumion 與 Enscape 渲染管線。以 TAM（科技使用模式）量表驗證使用者接受度，比較傳統平面圖說與 VR 體驗對空間感知、購買意願的影響差異。

Developed an immersive VR navigation system for residential pre-sale housing using HTC VIVE and Samsung Gear VR. Modeled with SketchUp · Lumion · Enscape pipeline. Validated user acceptance via Technology Acceptance Model (TAM).

HTC VIVE Samsung Gear VR Samsung Galaxy S7 SketchUp Lumion Enscape TAM

相關發表 Publications

SCIE Developing and Evaluating a VR-Based Navigation System for Pre-sale Housing Sales — Applied Sciences 2018

VR 360° 體驗連結

720° 預售屋 VR 全景體驗 — 720yun 虛擬實境導覽（點擊進入體驗）

TAM

使用接受度驗證

2裝置

VIVE + Gear VR

SCIE

Applied Sciences

PROJECTOFFICE XR DECISION SUPPORT

TECHBIM · VR · Gaze Tracking

YEAR2020–2022

STATUS● PUBLISHED

BIM-XR · 室內設計 · 眼動追蹤

辦公室室內設計 BIM-XR 決策支援模型

BIM-XR vs. Traditional Design Process: Aesthetics, Gaze Tracking & Perceived Usefulness

以 BIM 為基礎建構 XR 沉浸式設計模擬環境，應用於辦公建築室內設計決策。研究從三個維度比較 BIM-XR 與傳統設計流程的差異：美學感知、眼動追蹤視線分佈、以及用戶感知有用性（TAM 模型）。研究發現 XR 組的設計決策速度與滿意度均顯著提升，並可有效減少設計返工率。

Built a BIM-based XR immersive design simulation for office interior decision-making. Compared BIM-XR with traditional processes across three dimensions: aesthetic perception, gaze tracking distribution, and perceived usefulness (TAM model).

BIM / RevitXR HeadsetTobii Eye-TrackerTAM ModelSEM Analysis

相關發表 Publications

SCIE Comparing BIM-Based XR and Traditional Design Process: Aesthetics, Gaze Tracking, Perceived Usefulness — Buildings 2022 SSCI Virtual Reality-Based Decision Support Model for Interior Design — Engineering, Construction and Architectural Management 2021

SSCI

+SCIE 雙索引

三維度比較研究

設計決策顯著改善

PROJECTHERITAGE TUNNEL DT+XR

TECHDigital Twin · LiDAR · AR

YEAR2024–2025

STATUS● PUBLISHED EI

Digital Twin · 古蹟保存 · AR 結構評估

古蹟隧道修復數位孿生與 XR 創新應用

Heritage Tunnel Restoration: Digital Twins & XR Technology Application

針對具有歷史價值的古蹟隧道，以 LiDAR 三維掃描建立高精度點雲模型，進而建構數位孿生系統。結合 XR 技術進行結構安全評估與修復規劃可視化，在維護歷史價值與確保結構安全之間取得平衡。研究提出一套「革命性應用框架」，可有效應用於國內外各類古蹟維護工程。

Using LiDAR scanning to build high-precision point cloud models of heritage tunnels, constructing Digital Twin systems combined with XR for structural safety assessment and restoration planning visualization.

LiDAR 3D ScanningDigital TwinAR OverlayStructural AnalysisBIM for Heritage

相關發表 Publications

EI Balancing Historical Value and Structural Safety: Digital Twins & XR in Heritage Tunnel Restoration — HCII 2025, Springer EI 古蹟隧道檢測維護之數位孿生與擴展實境技術創新應用 — 第23屆海峽兩岸隧道研討會 TUSS 2025

LiDAR

高精度點雲建模

結構即時監控

修復規劃可視化

PROJECTACCESSIBILITY VR ASSESSMENT

TECHVR · Digital Twin · IoT

YEAR2022–2024

STATUS● PUBLISHED ACM

VR · 無障礙環境 · 輪椅使用者

高齡與行動不便者 VR 無障礙環境評估

Accessibility Assessment via Virtual Reality for Wheelchair Users & People with Limited Mobility

以 VR 與數位孿生技術建構虛擬旅遊體驗，讓行動不便者及輪椅使用者在未親臨現場的情況下，即可進行完整的無障礙環境評估。研究同時以具身探索（Embodied Exploration）概念出發，探討如何透過 VR 讓遠端無障礙評估更接近真實體驗，為健康照護服務模式提供新型數位解方。

Using VR and Digital Twin to enable wheelchair users and people with limited mobility to conduct comprehensive accessibility assessments remotely, through embodied exploration without visiting the actual site.

VR HeadsetDigital TwinPath SimulationEmbodied InteractionHealthcare IoT

相關發表 Publications

EI Embodied Exploration: Facilitating Remote Accessibility Assessment for Wheelchair Users with VR — ACM SIGACCESS 2023 EI Bring Environments to People – Virtual Tours in Accessibility Assessment — W4A 2023 (20th Int'l Web for All)

ACM

SIGACCESS 頂會

遠端

無障礙評估實現

台肥

基金會研究計畫

PROJECTHERITAGE LIGHTING EVALUATION

TECHLiDAR · Digital Twin · Eye-tracking

YEAR2024–2026

STATUS● FORTHCOMING CAADRIA

Digital Twin · 眼動追蹤 · 古蹟照明

文化遺產夜間照明策略數位孿生評估

Human-centred Nighttime Lighting Evaluation for Heritage via Digital Twin & Eye-tracking

以 LiDAR 掃描淡水古蹟建立高精度數位孿生模型，在虛擬環境中測試多種夜間照明策略方案，並結合眼動追蹤設備量化參觀者的視覺注意力分佈與人本感知評估。研究突破傳統照明設計需要實體施作才能評估的限制，提供一套低成本、高效率的文化遺產照明規劃決策工具。

Using LiDAR-built Digital Twin of Tamsui heritage site to test multiple nighttime lighting strategies in virtual environments, combined with eye-tracking to quantify visitor visual attention and human-centred lighting perception.

LiDAR ScanningDigital TwinTobii Eye-TrackingLighting SimulationHeritage BIM

相關發表 Publications

EI Human-centred Evaluation of Nighttime Lighting for Cultural Heritage: Eye-tracking Study Using Digital Twin Model — CAADRIA 2026 (Forthcoming) EI Cross-Device Perception of LiDAR-Based Digital Twin Virtual Tourism — DiGiCES 2025 (Forthcoming)

2026

CAADRIA 已接受

LiDAR

1.2M 點雲精度

Eye

視線追蹤量化

PROJECTCOMMERCIAL BUILDING VR

DEVICEHTC VIVE · Gear VR

METRICSpatial Experience · TAM

YEAR2022

STATUS● PUBLISHED · SCIE

VR · 商業建築 · 空間感知量化

VR 對商業建築空間體驗的量化提升研究

How Much Can VR Improve Spatial Experience? A Case Study with a Commercial Building Project

延續預售屋 VR 研究脈絡，本研究以商業建築為案例，精確量化 VR 技術對空間體驗的提升幅度。研究設計採對照組實驗（傳統 2D 圖說 vs. VR 沉浸體驗），從空間感知、情緒反應、臨場感（Presence）三個維度評估差異，並以統計方法計算 VR 帶來的具體改善量值，為建築展示與銷售領域的 VR 應用提供實證基礎。

A follow-up to the pre-sale housing study, this research precisely quantifies VR's improvement on spatial experience in commercial building contexts. Experimental design compared 2D drawings vs. VR immersion across spatial perception, emotional response, and presence dimensions.

HTC VIVE Samsung Gear VR TAM 模型 Presence Scale 統計分析 SEM

相關發表 Publications

SCIE How Much Can VR Improve Spatial Experience? A Case Study with a Commercial Building Project — Int'l Journal of Real Estate Studies 2022

+34%

空間理解度提升

三維感知評估

SCIE

Real Estate Studies

Awards 獲獎紀錄

獲獎紀錄

International Design & Academic Awards · 教師個人與指導學生

2025

LICC London Int'l Creative 2025英國倫敦國際創意大賽

Best in · Finalist · Shortlist×4
Official Selection×3 · 師生共獲

DNA Paris Design Awards法國巴黎國際設計獎

4×Winner · 3×Honorable Mention
師生共獲

ISARCH Award Spain西班牙ISARCH設計獎

ESG類別最大獎 Winner×2
Student Works

IDA International Design Awards國際設計大獎

Gold×2 · Silver×2 · Bronze×2
學生作品

Architecture MasterPrize AMP美國建築大師獎

Honorable Mention×9
師生共獲

技職之光第21屆21st TVE Outstanding Award

競賽卓越獎 · 指導學生陳恩綺

優良教學獎 × 創新教學獎Teaching Excellence + Innovation Award

113學年第一學期（2024） × 2

數位教材製作獎 × 實務案例教材獎Digital Teaching Materials + Practical Case Award

113學年第二學期 + 114學年第一學期（2025）× 2

2024

MUSE Design Awards美國繆思設計大獎

Gold Award · 教師個人

IDA 國際設計大獎International Design Awards

Gold · Silver×2 · HM · 師生

LICC London Int'l Creative英國倫敦國際創意大賽

Finalist×2 · Shortlist×4
2024

2021–2023

Architecture MasterPrize AMP美國建築大師獎 2021–23

Best of Best×3 · Winner×10+

斐陶斐榮譽學會 (2023)Phi Tau Phi Scholastic Society

Honorary Membership

技職之光第18屆 (2022)XR建築達人傑出獎

XR Architecture Expert Award

STUDENT ACHIEVEMENTS · 指導學生獲獎

65+

指導學生於 2023–2025 年獲得超過 65 項國際獎座，涵蓋 Gold、Best of Best、ESG 最大獎等頂級榮譽。
65+ int'l awards guided: AMP, IDA, DNA Paris, ISARCH, LICC 2025 — Gold, Best of Best, ISARCH 2025 ESG top prize.

Lab Equipment 實驗室設備

實驗室設備

XR · LiDAR · Eye-Tracking · HPC · 研究核心硬體基礎設施

×1 · 2024

XR 研究頭戴

HTC VIVE XR Elite

Pancake · 1920²/eye · 110° FOV

輕量化 XR 頭戴,Pancake 光學 + 6DOF + MR Passthrough,空間感知實驗主力。

Pancake110° FOV6DOFMR

×1 · 2025

VR 旗艦

HTC VIVE Focus Vision

5K · 2448²/eye · 120° FOV · 120 Hz

5K 旗艦 VR + 內建眼動追蹤 + 120° FOV,支援 PCVR 串流。

5K DisplayEye-Tracking120° FOVAuto IPD

×5 · 2024–25

VR/MR 頭戴

Meta Quest 3 系列

XR2 Gen 2 · 2064×2208/eye · 96°×90° FOV

5 台(Quest 3 ×4 + Quest 3S ×1),Color MR 穿透,多人對照實驗。

Color MRXR2 Gen 2×5 台18 PPD

×2 · 2025

VR Pro 頭戴

Meta Quest Pro

Pancake LCD · 1800×1920 · 10 Sensors

2 台 Pro VR,眼動 + 面部追蹤,高精度使用者研究。

Eye + FacePancake×2 台722 g

×2 · 2024–25

空間運算

Apple Vision Pro

Micro-OLED 4K/eye · M2 + R1

2 台空間運算,Micro-OLED 4K + visionOS + LiDAR,前沿 AR/VR 互動研究。

Micro-OLEDM2 + R1LiDAR×2 台

×1 · 2025

VR 全向平台

KAT Walk C2 Plus Enhanced

1.25 × 1.25 × 1.58 m

全向 VR 步行平台,Presence 與建築空間感知研究。

Omni-walkFull-Body VRPresence

×1 · 2025

眼動追蹤

Tobii Pro Spark

60 Hz · 0.26° RMS · 285 mm Bar

螢幕固定式眼動儀,60 Hz 雙眼追蹤,建築空間視覺注意力研究。

60 HzBinocularScreen-Mount

×2 · 2025

LiDAR 3D 掃描儀

Matterport Pro3

134.2 MP · ±20 mm · 360° H

高精度 LiDAR ×2,文資建物數位保存、Digital Twin 建模。

LiDAR134.2 MP×2 台HDR 5-exp

×1 · 2024

3D 雷射掃描

FARO Focus M50

50 m · ±2 mm · 122 kpts/sec

專業地面型雷射掃描儀,50 m 測距、±2 mm 精度,內建 HDR 全景相機,適用建築量測與既有建物 BIM 建模。

點雲HDR 全景As-Built BIM文資保存

×1 · 2025

AI 工作站筆電

ASUS ROG Strix G635LW

Core Ultra 9 · RTX 5080 · 64GB

旗艦筆電,16" 240Hz OLED + RTX 5080,即時 VR 渲染與 AI 推論。

RTX 5080Core Ultra 964GB240Hz

×5 · 2026

互動顯示器

LG StanbyME 2

27" QHD · α8 AI · ±90° Rotate

5 台可拆觸控螢幕,橫/直/傾斜旋轉,互動設計評圖用。

27" QHDα8 AITouch×5 台

Mobile Scanning & Capture · 行動掃描裝置

11″+13″ · 2025

行動掃描

iPad Pro M4

M4 · Tandem OLED · LiDAR · 5.1 mm

11" 與 13" 各一,M4 + Tandem OLED + LiDAR,ARKit 現場掃描。

M4LiDARARKitReality Composer

×1 · 2025

行動掃描

iPhone 16 Pro

A18 Pro · 6.3" · 48 MP · 5× Tele

6.3" ProMotion OLED + A18 Pro + 48 MP + 5× 望遠 + LiDAR + 相機控制按鈕。

A18 Pro48 MPLiDARCamera Ctrl

14+

XR 頭戴裝置

Apple Vision Pro

Matterport Pro3

60Hz

Tobii Eye Tracker

RTX 5080

AI 工作站

LG StanbyME 2

News 最新消息

業界實務經歷

26 件建築・室內・VR/AR 實務案件 · 2016–2023 · Industry Projects

體育建築 Sports Architecture

2016新疆新源縣體育館・游泳館建築設計（方案主創）

2016新疆伊犁州新源縣體育館主創設計 · 建築與室內設計

2019鄭州中牟縣體育中心室內設計

2019中牟具体育中心項目設計方案建築與室內設計

都市規劃 Urban Planning

2019呼和浩特市科技創新中心景觀設計 · 方案設計

2019哈爾濱深哈產業園區總體方案設計（已建成）

2019哈爾濱中央大街餐飲路面屋建築與室內設計（已建成）

2020台北信義逸仙住商混合案建築設計

2020達欣中和健康段捷運住商開發案建築設計

住宅建築 Residential Architecture

2021台北民生水資源再生中心暨下水道環境教育館建築設計（方案主創 · 提稿）

2019淡水膜渡集合住宅建築設計（方案主創 · 提稿）

2019孫吳屋頂花園景觀設計（已建成）

2019遠雄大花墩海洋公園區域整改 · 設計（已建成）

2019永和都更集合住宅案建築設計

2019新北中和捷運共構宅建築設計

2019淡水關渡集合住宅建築設計

2019汐止康誥段集合住宅建築設計

休閒旅遊建築 Hospitality & Leisure

2019麗寶集團南投主題樂園建築規劃設計與 VR 建置 · 方案進行中

2019麗寶集團南投福容飯店・員工宿舍建築設計 · VR 建置

2019麗寶水里飯店建築設計 · VR 建置

2021麗寶漁人碼頭福容飯店建築整建規劃建築設計

2021麗寶集團嘉義福容飯店建築設計

2021麗寶集團台中商務旅館建築設計

2021遠雄集團花蓮海洋公園區域整改與新建設計（海獅劇場・水獺之家・遊樂設施・餐廳）

2019黃彥清建築師事務所宜蘭農舍案建築 3D & 效果圖製作

室內設計 & VR/AR Interior & Virtual Reality

2017東騰藏集合住宅建案與預售屋整體 VR 製作

2018國泰民生建國大樓遠部 VR 製作

2018東騰藍・東騰韻・東騰越預售屋系列室內設計（已建成）× 3

2019富邦大無疆集合住宅室內設計

2023Artiver AI Art Awards ExhibitionDigital Twin Online Showcase

AI-DTXR Lab @CUTe — AI-Driven Digital Twin & Extended Reality Laboratory · 中國科技大學建築系

研究室簡介

AI Intelligence Core生成式 AI · 最佳化演算法 · 機器學習

Smart Automation DomainAI 機械自動化 · AR 施工查驗

Low-Carbon Systems DomainIoT 能耗監控 · DGNB · 碳排分析

Digital Design HubBIM · Digital Twin · CAVE XR 沉浸系統

研究方向

人工智慧與建築應用AI & Architectural Intelligence

數位孿生空間建模Digital Twin Spatial Modeling

延展實境設計模擬XR Design Simulation & HCI

永續建築低碳設計Sustainable & Low-Carbon Design

共融空間可及性研究Inclusive Design & Accessibility

古蹟保存數位修復Heritage Conservation & Digital Restoration

XR × 數位孿生研究案例

預售屋 VR 導覽系統開發與評估

辦公室室內設計 BIM-XR 決策支援模型

古蹟隧道修復數位孿生與 XR 創新應用

高齡與行動不便者 VR 無障礙環境評估

文化遺產夜間照明策略數位孿生評估

VR 對商業建築空間體驗的量化提升研究

研究作品集

學術發表

獲獎紀錄

實驗室設備

最新消息

業界實務經歷

教學科目

聯絡與合作

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Smart Automation DomainAI 機械自動化 · AR 施工查驗

Low-Carbon Systems DomainIoT 能耗監控 · DGNB · 碳排分析

Digital Design HubBIM · Digital Twin · CAVE XR 沉浸系統

研究方向

人工智慧與建築應用AI & Architectural Intelligence

數位孿生空間建模Digital Twin Spatial Modeling

延展實境設計模擬XR Design Simulation & HCI

永續建築低碳設計Sustainable & Low-Carbon Design

共融空間可及性研究Inclusive Design & Accessibility

古蹟保存數位修復Heritage Conservation & Digital Restoration

XR × 數位孿生 研究案例

預售屋 VR 導覽系統開發與評估

辦公室室內設計 BIM-XR 決策支援模型

古蹟隧道修復數位孿生與 XR 創新應用

高齡與行動不便者 VR 無障礙環境評估

文化遺產夜間照明策略數位孿生評估

VR 對商業建築空間體驗的量化提升研究

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