Het ontwerpproces van architecten vormt vaak geen lineair pad van ontwerpopgave tot eindresultaat, maar wordt veeleer gekenmerkt door exploratie of het doorzoeken van meerdere alternatieven in een (conceptuele) ontwerpruimte. Dit proces wordt in de praktijk vaak ondersteund door manueel schetsen, waarbij de ontwerpers schetsboek kan gelezen worden als een reeks exploraties. Dit soort interactie met de ontwerpruimte wordt in veel mindere mate ondersteund door hedendaagse computerondersteunde ontwerpsystemen. De metafoor van een digitaal schetsboek, waarbij menselijke exploratie wordt versterkt door de (reken)kracht van een computer, is het centrale onderzoeksthema van dit proefschrift. Hoewel het opzet van een ontwerpruimte op het eerste gezicht schatplichtig lijkt aan het onderzoeksveld van de artificiële intelligentie (AI), wordt het ontwerpen hier ruimer geïnterpreteerd dan het oplossen van problemen. Als onderzoeksmethodologie worden vormengrammatica’s ingezet, die enerzijds nauw aanleunen bij de AI en een formeel raamwerk bieden voor de exploratie van ontwerpruimtes, maar tegelijkertijd ook weerstand bieden tegen de AI en een vorm van visueel denken en ambiguïteit toelaten. De twee bijhorende onderzoeksvragen zijn hoe deze vormengrammatica’s digitaal kunnen worden gerepresenteerd, en op welke manier de ontwerper-computer interactie kan gebeuren. De resultaten van deze twee onderzoeksvragen vormen de basis van een nieuw hulpmiddel voor architecten: het digitaal schetsboek.