在建筑设计行业,人工智能的自动化工具日益引人注目,可用于图像生成、示意设计、城市规划、室内布局等等。
如今,建筑设计中的人工智能的主要局限性在于其图像制作和解决问题的能力之间——它缺乏从图像中衍生出可构建的示意图的能力,也缺乏从可构建的示意图中衍生出引人注目的图像的能力。
建筑设计中的人工智能正成为一种广泛应用的强大工具,但其发展进程正处于尴尬的中级阶段。它可以解决简单、实际的问题,比如如何安排平面图,而且其速度和多样性无与伦比。只需给它简短的文本提示,就可从整个互联网的图像中挑选并制作出广泛而富有创意的愿景。但是,要将建筑设计过程的两个部分,即基础科学和建筑艺术联系起来,却是个难题。
把建筑方面的一串描述词(如“生态乌托邦、打火石、平房、在矿井”)输入图像生成器,例如 MidJourney,并不能得出任何可构建的东西。算法可生成无数平面图,但还不能扩展来表达任何东西,除了对空间的有效利用以外。但是,将这两种能力结合在一起,是设计技术在人工智能时代的一大进步,也许将带来最为深远的影响。
人工智能目前在建筑设计中的应用
人工智能可以改进数字孪生技术检查不断变化的变量的方式,并学习如何改进建筑运营和设计。
在建筑设计中采用人工智能有何优势
人工智能可以通过小增量优化房间布局和其他设计,快速地完成普通的重复性任务,从而让设计师腾出时间从事更具创造性的任务。
建筑设计项目中人工智能的七种应用
在设计人员开始创建迭代之前,先用自动化的工具来组织现场数据和背景数据可以消除不确定性,从而有望消除风险。这些工具让非编码人员(如设计人员或开发人员)更容易从事技术性的、需大量编程的工作。以下示例从研究项目到商业产品,展示了建筑设计中的人工智能可如何创造机会来改进设计过程,从而使人类的创造力成为主要核心。
人工智能用于示意规划
Finch 是一种具有多种设计功能的参数化规划工具。只需输入几个约束条件即可生成平面图,并且这些平面图设计可以即时自动调整。你可以选择一面墙,移动它,然后就可看到周围的房间自动地改变比例、位置和组织方式。此平台结合了当地的规划法规,让用户可以优化结构效率、单元数量或其他变量。它也可以快速地把平面图置放在指定的场地边界内;把不规则的有机形状划分成亚单元;动态地把楼梯连接到不同的楼层高度;并在复杂的地形中找出最优的道路路线。
人工智能用于城市发展
在 Forma 程序中进行风力分析。
Forma 应用于规划和设计的早期阶段,对关键的密度和环境质量(如日照时数、日照潜力、风能、运营能源和小气候)进行实时分析,用户无需具备深厚的技术专长就可进行。这些由机器学习和人工智能驱动的环境分析从设计过程的第一天起就可以使用,帮助实现业务目标和可持续发展目标。例如,Forma 的风力建模揭示了建筑物如何引导风向,用计算流体动力学来完善设计,以提高人的舒适度。
人工智能用于改进投标中的出价
为了缩短投标周期并降低投标成本,ConXtech 与欧特克研究院合作开发了一个原型投标平台,使用人工智能根据材料采购、制造和施工的成本得出成本效益最高的结构钢设计。这些成本受项目所选择的供应商和分包商的影响,并因项目所在位置而有变化。
人工智能用于体积设计和规划
大林组公司(Obayashi)和欧特克开发了一个人工智能平台,可通过输入建筑参数来估算体积并对室内布局进行程序化的规划。
此人工智能工具能理解程序与建筑物体积中表示的所需的连接、大小和比例之间的抽象关系。为了生成室内程序化布局,设计师和客户通过一系列词汇参数来工作:即用一些简单的句子来指定建筑元素及其位置,以及它们之间的关系。比如,“会议室应该靠近窗户”,或者“为了安全起见,午餐室应该远离实验室”等等。
人工智能用于合规指导和照片美化
与大林组类似,加拿大的 Maket 公司擅长协助建筑师进行早期示意设计,通过插入房间尺寸、类型和邻接约束条件来生成平面图,并将此功能与自然语言文本界面集成起来。Maket 还提供合规助理功能,它可阅读上传来的分区监管文件并详细回答有关问题。设计师还可以上传建筑照片,并输入基本的文本提示来应用各种美学处理,为照片添加室内设计和家具的元素。
人工智能用于房地产开发商
Parafin 公司基于云的衍生式设计平台面向房地产开发商,在早期规划期间使用人工智能来确定项目的商业可行性。Parafin 供图。
Parafin 是一个基于云的衍生式设计平台,目前用于酒店开发。它主要面向房地产开发商,有助于在早期规划阶段快速地评估潜在的建筑场所在财务方面的可行性。它只需要几个参数(房间数量、停车场、场地、高度和酒店经营者的品牌指南),就可以生成数百万次满足这些指南的迭代结果——所有这些都可以通过财务业绩、成本等进行搜索。它通过网络浏览器中基于地图和菜单的界面来工作,为每个设计生成非常详细的楼层平面图、三维视图和 Revit 文件。
人工智能用于性能优化
虽然计算机的能力带来更多的机会以在人类和机器智能之间找到平衡点,但仍然是人类更擅长于开放式的创造性的解决方案——从目前来看。
人工智能会取代建筑师吗?
建筑设计中的人工智能还受到基本经济和选择偏差动态的限制,这些动态会影响这些应用程序所利用的数据的质量。人工智能算法受限于它们有多少数据来学习,而在建筑设计行业,这些数据可能为某公司专有,不太愿意与也在开发人工智能程序的潜在竞争对手分享。此外,创建图像的人工智能只能重新合成它已经见过的东西,所以如果互联网的图像库存在文化或地区上偏倚(例如,来自富裕西方国家的建筑图像过多),得出的结果也同样会存在偏倚。
人工智能是自动化的进一步演变,自动化的流程已经成为设计中不可或缺的一部分;它们只是被贴上了不同的标签。“如果我在Revit中设计某种东西,它自动生成协调的文档来构建这个东西,我对此并不担心。”The Living 建筑工作室的 Jim Stoddart 说,“这就是自动化,所有这些事情过去我亲自动手做,而现在实际上是用自动化来做。”
计算能力的进步提供了更多机会,以在人类和机器智能之间找到平衡点,让两者都去做自己最擅长的事。“计算机不擅长开放式的创造性解决方案,擅长这事的仍是人类。”Nvidia 深度学习研究所的认证讲师和课程设计师 Mike Mendelson 说,“但是通过自动化,我们能省下做重复性工作的时间,用来做设计工作。”