Wie funktioniert die KI in MinoSketch?

MinoSketch erzeugt aus Deinen Wünschen einen Vorentwurf für ein Einfamilienhaus auf Deinem Grundstück – mit Grundrissen, 3D-Modell und IFC-Datei. Dafür arbeiten mehrere Verfahren zusammen, jedes mit einer klar umrissenen Aufgabe. Dieser Artikel erklärt die Grundprinzipien ohne Fachjargon.

Für Fachleute: Die Funktionsweise ist ausführlich in einer wissenschaftlichen Veröffentlichung beschrieben (Englisch, frei zugänglich): doi:10.31224/8444.

Warum nicht einfach ein Chatbot oder Bildgenerator?

Ein Grundriss muss viele Bedingungen gleichzeitig erfüllen: Alle Räume müssen erreichbar sein, nichts darf sich überlappen, die Treppe muss in jedem Geschoss an derselben Stelle liegen, und das Haus muss auf das Baufeld passen. Daneben gibt es viele weiche Wünsche – passende Raumgrößen, Küche neben dem Essbereich, Wohnzimmer nach Süden, Schlafräume ruhig und abseits vom Eingang.

Sprachmodelle wie ChatGPT oder Claude können sich gut unterhalten, aber nicht zuverlässig räumlich rechnen. Bildgeneratoren liefern Bilder, aber keine Wände mit Maßen, die man verschieben oder an ein CAD-Programm übergeben kann. MinoSketch setzt deshalb jedes Werkzeug nur dort ein, wo es seine Stärke hat – und erzeugt am Ende ein echtes Gebäudemodell aus Wänden, Räumen, Türen, Fenstern und Treppe.

Am Anfang steht das Grundstück

Ein Grundriss ohne Grundstück ist beliebig. Bevor MinoSketch auch nur eine Wand zieht, trägt es aus amtlichen, offenen Geodaten zusammen, was es über Dein Grundstück und seine Umgebung wissen kann:

• Flurstück (Liegenschaftskataster) – Grenzen, Fläche und die Seite, von der die Straße erschlossen ist.
• Nachbargebäude (3D-Gebäudemodelle) – Höhen, Dachformen und Abstände der Häuser ringsum.
• Gelände (digitales Geländemodell im 1-m-Raster) – Hangneigung und Höhenlage.
• Bebauungsplan – zulässige Nutzung, Grund- und Geschossflächenzahl, Geschosszahl, Dachform. Allein für Bebauungspläne sind über 80 Geodatendienste angebunden.
• Zensus-Daten – als schwacher Anhaltspunkt, wie Haushalte in der Gegend zusammengesetzt sind.

Diese Daten wirken auf drei Arten: Sie begrenzen den Entwurf (Baufeld, Grundfläche, Geschosse), sie geben Hinweise – gibt es keinen Bebauungsplan, muss sich ein Neubau nach § 34 Baugesetzbuch in die Umgebung einfügen, und die vorherrschende Dachform und Geschosszahl der Nachbarn fließen deshalb in den Vorschlag ein –, und sie verorten den Entwurf: Himmelsrichtung und Straßenseite bestimmen, wohin Räume und Eingang orientiert werden, und das fertige Modell steht lagerichtig im Gelände.

Stufe 1: Was wird gebraucht? – Das Raumprogramm

Bevor ein Grundriss entstehen kann, muss feststehen, welche Räume das Haus enthalten soll – das Raumprogramm: Räume mit Größe und Geschoss sowie die Verbindungen zwischen ihnen (Tür, offener Übergang, Durchgang).

Der Dialog: Deine Wünsche in Deinen Worten

Du beschreibst im Chat mit dem Entwurfsassistenten, was Du Dir vorstellst:

• „Ich brauche drei Kinderzimmer"
• „Ein Arbeitszimmer im Erdgeschoss"
• „Die Küche soll offen zum Wohnzimmer sein"

Dafür nutzt MinoSketch ein großes Sprachmodell. Seine Aufgabe ist aber bewusst eng gefasst: Es versteht Deine Wünsche und übersetzt sie in eindeutige Vorgaben – etwa „drei Kinderzimmer" oder „Arbeitszimmer im EG". Nachgefragt wird nur, wenn sich Wünsche widersprechen. Das Raumprogramm selbst und später die Geometrie erzeugen andere, dafür gebaute Verfahren.

Gelernt aus echten Entwürfen

Was Du nicht ausdrücklich sagst, ergänzt MinoSketch mit plausiblen Annahmen. Dieses Wissen stammt aus 168 realen Entwürfen von Einfamilienhäusern aus einem deutschen Architekturbüro, die Raum für Raum erfasst wurden. Daraus hat ein statistisches Modell (ein sogenanntes Bayes'sches Netz) gelernt, wie Häuser typischerweise aufgebaut sind: wie viele Bäder zu wie vielen Schlafzimmern gehören, in welchem Geschoss die Küche liegt, welche Räume aneinandergrenzen und wie groß sie meist sind. Auch die Umgebung fließt ein – stehen ringsum vor allem zweigeschossige Häuser mit Satteldach, wird das wahrscheinlicher.

Die Struktur dieses Modells – also welche Eigenschaften einander beeinflussen – haben Architekten festgelegt, nicht der Computer: Für knapp 170 Entwürfe gilt bewusst „Fachwissen vor Daten".

Feste Regeln, die nie verletzt werden

Würde man das Raumprogramm einfach „würfeln", kämen oft unmögliche Ergebnisse heraus – etwa ein Obergeschoss, in dem die Räume zusammen größer sind als das Geschoss selbst. MinoSketch stellt das Programm deshalb Schritt für Schritt zusammen und prüft bei jedem Schritt harte Regeln: Passt der nächste Raum noch ins Flächenbudget des Geschosses, wenn man für die noch fehlenden Räume ihre Mindestgröße zurückhält? Bleibt jeder Raum vom Eingang aus erreichbar? Möglichkeiten, die in eine Sackgasse führen würden, werden gar nicht erst angeboten. Seitdem gibt es keine überfüllten Geschosse mehr, und gewünschte Raumzahlen werden exakt eingehalten.

Deine ausdrücklichen Wünsche gelten dabei als feste Vorgaben. Lässt sich ein Wunsch mit den Regeln nicht vereinbaren, sagt MinoSketch das offen, statt stillschweigend etwas anderes zu liefern.

Das Ergebnis siehst Du als Blasendiagramm und kannst es im Dialog weiter anpassen, bevor Du den Entwurf startest.

Stufe 2: Der Entwurf – vom Raumprogramm zum Grundriss

Jetzt geht es darum, wie die Räume angeordnet werden. Das übernimmt die Entwurfsmaschine von MinoSketch.

Vom Groben ins Feine – wie im Architekturbüro

Die Entwurfsmaschine folgt den Arbeitsschritten, mit denen auch Architektinnen und Architekten ein Haus entwerfen:

1. Erschließung und Treppe – Wo liegt der Eingang, wo die Treppe? Diese frühe Entscheidung prägt alle Geschosse, denn die Treppe muss überall an derselben Stelle stehen.
2. Zonierung – Jedes Geschoss wird in Bereiche geteilt, etwa Wohnen und Schlafen.
3. Räume festlegen – Die Bereiche werden in einzelne Räume unterteilt.
4. Verfeinern – Wände werden verschoben, Räume vergrößert, gedreht oder neu proportioniert, Flure angelegt und Wände geöffnet, bis Verbindungen und Proportionen stimmen.
5. Abschluss – Sobald ein gültiger Entwurf erreicht ist, kann die Maschine aufhören oder weiter verbessern. Behalten wird der beste gültige Stand.

Danach werden Dach, Fenster, Türen und Möblierung ergänzt. Weil die Maschine Wände verschiebt statt nur Rechtecke zu teilen, sind auch Räume möglich, die nicht rechteckig sind. Neue Wände richten sich nach den Wänden im Geschoss darüber und darunter – so entstehen Wände, die übereinanderstehen, wie es für ein tragfähiges Haus sinnvoll ist.

Woran ein guter Entwurf gemessen wird

Jeden Zwischenstand prüft MinoSketch exakt gegen eine Bewertungsfunktion, die mit Architekturexpertise entwickelt wurde. Sie unterscheidet zwei Arten von Kriterien:

• Harte Bedingungen, die ein Entwurf erfüllen muss: Treppe in allen Geschossen deckungsgleich, keine überlappenden Räume, jeder Raum erreichbar, jeder Eingang von außen zugänglich.
• Weiche Kriterien, die gegeneinander abgewogen werden: Raumgrößen und Proportionen, gewünschte Verbindungen, ausreichend breite Flure, wenig Verkehrsfläche, Himmelsrichtung der Räume, Anteil an Außenwand für Licht – und ein Gefälle von öffentlich zu privat: Je weiter man sich vom Eingang entfernt, desto privater werden die Räume.

Tageslicht wird dabei über Ausrichtung und Außenwandanteil abgeschätzt, nicht physikalisch simuliert.

Wie die Entwurfsmaschine gelernt hat

Für Einfamilienhäuser mit mehreren Geschossen im Zusammenhang mit ihrem Grundstück gibt es keine öffentlichen Trainingsdaten. Die Entwurfsmaschine erzeugt sich ihre Übung deshalb selbst – nach dem Prinzip, mit dem das Programm AlphaZero gelernt hat, Go auf Weltklasseniveau zu spielen:

• Sie entwirft im Selbstspiel Häuser für tausende ausgedachte Bauaufgaben, die aus dem Raumprogramm-Modell von Stufe 1 gezogen werden.
• Bei jedem Entwurf probiert sie vorausschauend viele Möglichkeiten durch (eine sogenannte Baumsuche) und bewertet die Ergebnisse mit der Bewertungsfunktion.
• Neuronale Netze lernen aus diesen Suchen, welche Entscheidungen sich lohnen. Beim nächsten Durchlauf lenken sie die Suche gleich in vielversprechende Richtungen – Suche und Netze verbessern sich gegenseitig. Fachleute nennen das Expert Iteration.
• Eine neue Version der Netze wird nur übernommen, wenn sie auf einem festen Satz von Prüfaufgaben besser abschneidet als die bisherige.

Im Lauf des Trainings stieg der Anteil der Übungsentwürfe, die zu einem gültigen Grundriss führen, von etwa 63 % auf etwa 95 %. Wenn Du einen Entwurf startest, nutzt MinoSketch das Gelernte, um mit einer deutlich kleineren Suche auszukommen. Ein Entwurf dauert etwa fünf Minuten.

Auf dem Weg dorthin wurden auch andere Verfahren erprobt und wieder verworfen – Zufallssuche, mathematische Optimierung und klassisches Reinforcement Learning. Sie waren entweder nicht lernfähig, bei mehreren Geschossen zu langsam oder im Training zu instabil. Die wissenschaftliche Veröffentlichung beschreibt diese Erfahrungen ausführlich.

Das Raumprogramm darf nachgeben – Deine Wünsche nicht

Das Raumprogramm steht fest, bevor es eine einzige Wand gibt. Wie viel Platz Flure und Treppe am Ende brauchen, zeigt sich aber erst im Entwurf. Deshalb darf die Entwurfsmaschine das Programm in Grenzen anpassen: Räume, die MinoSketch nur vorgeschlagen hat – etwa ein Abstellraum –, können entfallen, wenn der Platz nicht reicht, oder hinzukommen, wenn Platz übrig ist. Räume, die Du ausdrücklich gewünscht hast, bleiben immer erhalten. Übrige Fläche kann auch an das Grundstück zurückgehen: Das Haus wird etwas kleiner, oder das Obergeschoss springt zurück, zum Beispiel für einen Balkon.

Was macht diesen Ansatz besonders?

Auf 60 festen Prüfaufgaben liefert die Entwurfsmaschine in 97–98 % der Fälle einen gültigen Entwurf.

Grenzen

MinoSketch entwirft derzeit freistehende Einfamilienhäuser mit einem oder zwei Vollgeschossen, auf Wunsch mit Keller und ausgebautem Dachgeschoss, auf Grundstücken in Deutschland. Das Raumprogramm-Modell beruht auf einer überschaubaren Zahl von Entwürfen, und die Bewertungsfunktion bildet eine bestimmte Auswahl architektonischer Kriterien ab. Die Qualitätszahlen oben messen genau diese Bewertungsfunktion; eine unabhängige Beurteilung durch Architekten steht noch aus.

Vor allem aber ersetzt MinoSketch keine Architektin und keinen Architekten. Es erzeugt Vorentwürfe, die Deine Wünsche auf Deinem Grundstück sichtbar machen – als Ausgangspunkt für das Gespräch, nicht als fertige Planung. Für Detailplanung, Energienachweis, Haustechnik, Statik und Bauantrag ist weiterhin professionelle Fachplanung nötig; einen Bauantrag dürfen in Deutschland ohnehin nur dafür berechtigte Planer einreichen.

Deshalb ist der Vorentwurf zum Mitnehmen gemacht: Als PDF und IFC geht er zu einem Architekten Deiner Wahl, der die Ergebnisse einordnet und die nächsten Schritte begleitet. Zum Einstieg kannst Du ihn in einer kostenlosen Erstberatung mit einer Architektin besprechen.

Zum Weiterlesen

Wer es genauer wissen will – mit Formeln, Vergleich zu anderen Ansätzen, Abbildungen aus dem Entwurfsprozess und Auswertungen –, findet alles in der wissenschaftlichen Veröffentlichung:

Markus Hauser, Heike Hauser: Site-Specific Architectural Design of Multi-Story Residential Buildings with Hierarchical Expert Iteration. Preprint, engrXiv, 2026. DOI: 10.31224/8444

Die Veröffentlichung ist auf Englisch und frei zugänglich (CC BY 4.0). Aus Gründen des Geschäftsgeheimnisses beschreibt sie das Verfahren auf konzeptioneller Ebene.