کاربرد های هوش مصنوعی در معماری

مقدمه

شما در این پست با کاربرد های هوش مصنوعی در معماری آشنا میشوید. در حالی که بیشتر سروصداها در مورد هوش مصنوعی (AI) ممکن است جدید به نظر برسد، اما این مفهوم بیش از ۷۰ سال است که وجود داشته است. جان مک کارتی، دانشمند کامپیوتر آمریکایی، معروف به “پدر هوش مصنوعی”، اصطلاح “هوش مصنوعی” را در دهه ۱۹۵۰ ابداع کرد و باعث شد محققان در سراسر ایالات متحده برای پردازش معادلات و قضایا به یادگیری کامپیوتر بپردازند.

در دهه، ۱۹۶۰ دانشمندان کامپیوتر شروع به ساخت ماشین های شبیه به ربات ها کردند و اولین ربات انسان نما در سال ۱۹۷۲ در ژاپن ساخته شد.

متاسفانه، به دلیل عدم پیشرفت فناوری داده در دوره بین اواسط دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۹۰ شاهد افت محسوس در توسعه فناوری داده بودیم. اما در دهه ۱۹۹۰ کامپیوترها پیشرفته تر شدند.

فناوری و قابلیت های هوش مصنوعی رشد کردند و از آن زمان به سرعت بالا میروند. فناوری هوشمند در چند دهه گذشته صنایع بی شماری را متحول کرده است و اکنون معماری نیز به سمت تغییر چهره با تمرکز بر فناوری پیش می رود.

 از دیوار بزرگ چین تا اهرام مصر، نوآوری های معماری تماماً در جهت استفاده حداکثری از فناوری موجود بود. همانطور که نیازهای انسان و تکنولوژی تکامل می یابد، هوش مصنوعی آماده است تا دستاوردهای معماری بشریت را به سطح بعدی برساند. همه گیری کووید ۱۹- اولین باری نبود که یک رویداد جهانی به ما کمک کرد تا اولویت های طراحی خانه ها، دفاتر و شهرهایمان را دوباره تعریف کنیم، و آخرین بار نیز نخواهد بود. 

محدودیت ها و حساسیت های جدیدی که توسط – ۱۹COVID به جوامع ما معرفی شد، بسیاری از معماران و طراحان را وادار کرد تا دوباره درباره محیط ساخته شده فکر و تصویرسازی کنند که نتیجه آن تعداد ساختمان هایی است که برای به حداقل رساندن تماس با اجزا، بهینه سازی جریان هوای تازه و مدیریت کارآمدتر ترافیک پیاده رو طراحی شده اند.

هوش مصنوعی در سال های اخیر پیشرفت های چشمگیری داشته است، اما به نظر میرسد همه آنها پیشرفت های یکباره باشند. در موقعیت های خاص مفید بوده اما تهدیدی برای تسخیر خصمانه زندگی یا شغل انسان نیست. این دقیقاً همان چیزی است که هوش مصنوعی همیشه برای کسانی که مسئول شکل دادن به شهرهای ما هستند کار کرده است.

وقتی همه این فناوری های هوش مصنوعی با هم شروع به کار کنند، محیط ساخته شده چگونه تغییر خواهد کرد؟ داده هایی را در نظر بگیرید که در حال حاضر برای استفاده از سیستم های هوش مصنوعی در دسترس است.

با دسترسی به علایق، فعالیت ها، درآمدها، سرگرمی ها، آدرس خانه، عادت های خرید و سایر ردپای دیجیتالی، هوش مصنوعی میتواند به راحتی به خرده فروش بگوید که چه زمانی یک فروشگاه در یک محله آنقدر محبوب میشود که زمان آن رسیده است که فروشگاه دومی را چند بلوک دورتر باز کند. 

سپس، با استفاده از داده های نرم افزاری مانند depthmapX، می تواند بهترین مکان های موجود در آن محله را پیدا کند. با یادگیری از قوانین شهری، کد های ساختمان و داده های فروش از خرده فروش، هوش مصنوعی می تواند هزاران راه حل طراحی در هر سایت ایجاد کند تا مشخص کند کدام مکان ها و چیدمان ها سود آورترین هستند. در نهایت، خرده فروش می تواند تصمیم بگیرد که آیا مکان دوم را بسازد یا خیر. اگر آنها به دنبال آن باشند، ساخت و ساز می تواند توسط ربات ها نیز انجام شود.

هوش مصنوعی (AI) نوید انقلابی در دنیای کنونی ما را می دهد. نه با هیچ چیز به این دراماتیک که ربات های هوشیار جامعه را تحت کنترل خود درآورند. در عوض، همه چیز در مورد الگوریتم های کامپیوتری است که وظایف پیچیده و تفسیری را به طور مؤثر و به جرات می توان گفت، هوشمندانه انجام می دهند.

یکی از حوزه هایی که در آن به صورت خیلی واضح و خاص تاکید شده است، حوزه معماری است. از بسیاری جهات، هوش مصنوعی افزار عالی برای این زمینه است. البته، هنگام طراحی ساختمان ها و فضاهای بیرونی همیشه یک عنصر هنری وجود دارد، اما محاسبات زیادی وجود دارد که باید در نظر گرفت.

اگر بتوانید آن را به اعداد تقسیم کنید، رایانه ها می توانند کمک کنند. هندسه و استفاده کارآمد از فضا، مقادیر مصالح ساختمانی، الگوهای باد، وزن های باربر و حتی ترافیک پیاده روی همگی زمینه هایی برای هوش مصنوعی هستند. البته رایانه ها در حال حاضر برخی از این کارها را به روش های ابتدایی به عنوان بخشی از برنامه های طراحی انجام میدهند. با این حال، وعده هوش مصنوعی این است که رایانه چیزهایی را برای ارائه راه حل هایی برای مشکلات طراحی، اغلب با دخالت محدود انسان، کشف کند.

کاربرد های هوش مصنوعی در معماری

پذیرش هوش مصنوعی، به ویژه در صنایع خلاق، موانعی دارد. برخی از طراحان نگران این هستند که هوش مصنوعی جایگزین نیروی انسانی شود. با توجه به اینکه هدف هوش مصنوعی ایجاد ماشین ها یا برنامه هایی است که قادر به هدایت و یادگیری هستند، این نگرانی منطقی است. با این حال، اکثر کارشناسان موافق هستند که هوش مصنوعی این پتانسیل را دارد که معماری را آسان تر، کارآمدتر و حتی امن تر کند. 

رایانه ها در حل مسائل با پاسخ های روشن عالی هستند. خرد کردن داده ها و انجام کارهای تکراری، که زمان را برای خلاقیت و کار بر روی مشکلات بازتر از انسان آزاد میکند و در طراحی معماری کمبودی وجود ندارد. برای این منظور، در اینجا شش راه وجود دارد که هوش مصنوعی در حال تغییر رشته معماری است.

رسیدن به بهترین حالت بهره وری بنا 

ابزارها و برنامه های نرم افزاری اکنون می توانند محاسبات ساختمان و تجزیه و تحلیل محیطی را به یک کار ساده تبدیل کنند. این روزها داده های زیادی در دست معماران وجود دارد که استخراج اطلاعاتی مانند داده های دما و آب و هوا، رتبه بندی مواد و موارد دیگر آسان تر نموده که در غیر این صورت به زمان قابل توجهی برای جمع آوری اطلاعات نیاز بوده ولی با فناوری بسیار آسانتر انجام می شود. 

فناوری هوشمند همچنین راهی را در اختیار معماران قرار می دهد تا پایداری را در طرح های خود ایجاد کنند. راه حل های مانند روشنایی هوشمند یا سیستم های مدیریت هوشمند آب را میتوان در طرح های اولیه کار کرد و از پایداری بهتر از همان ابتدا اطمینان حاصل کرد. 

هیچ یک از این ها حتی یک دهه پیش امکان پذیر نبود. اما همانطور که فناوری فراگیرتر می شود، به اقدامات کوچکتر اجازه می دهد تا پروژه های بزرگتر را انجام دهند، زیرا آنها می توانند از اینترنت و همه منابع در دسترس برای توسعه طرح های پیشنهادی استفاده کنند.

انتقال سریع از نقطه A به B با ابزار (BIM) 

با وجود سبک های معماری، تاریخ ها و مکان های مختلف، کلیسای وست مینستر، کلیسای جامع میلان و کلن، کاخ الحمرا و استون هنج دارای ویژگی های مشترک زیادی هستند. همه آنها نقاط دیدنی نمادینی هستند که میلیون ها نفر در سال از آن ها بازدید می کنند. و ساخت تمام این پنج سازه بیش از ۵۰۰ سال طول کشید تا به پایان برسد. 

نوآوری در ساخت و ساز حدود ۵۰۰۰ سال قبل از میلاد آغاز شد، زمانی که سکونتگاه های انسانی شروع به استفاده از ابزارهای فلزی برای شکل دادن به مواد برای خانه های بهتر و بادوام کردند. با این حال، تا انقلاب صنعتی دوم در قرن بیستم، معماران و سازندگان شروع به کنترل پروژه های خود کردند اگرچه ساخت و ساز هنوز یکی از ناکارآمدترین صنایع در سطح جهان است، هیچ راهی برای انکار اینکه چقدر تغییر پارادایم دیجیتال قبلاً آن را متحول کرده است وجود ندارد. 

پیشرفت فناوری های دیجیتالی مانند هوش مصنوعی، واقعیت مجازی، واقعیت افزوده، اینترنت اشیا، پیش ساخته یا هواپیما های بدون سرنشین، ارزش فوق العاده ای را به پروژه های ساختمانی در سراسر جهان همایش بین المللی فرصت های سرمایه گذاری شهر تهران اضافه میکند. با این حال، اگر یکی از ابزارها به تنهایی مسئول بسیاری از تحولات مثبت در ساخت و ساز باشد، بدون شک، آن مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) است.

وقتی نوبت به برنامه ریزی ساختمان می رسد، استفاده از میان برها ممکن است ایده خوبی نباشد. اما هوش مصنوعی می تواند زمان مورد نیاز برای برنامه ریزی و طراحی یک سازه را از طریق مدلسازی اطلاعات ساختمان (BIM) به میزان قابل توجهی کاهش دهد.  طراحی به کمک کامپیوتر در ایجاد مدل های ۲ و ۳ بعدی ساختمان ها موثر بوده است، اما BIM یک قدم جلوتر می رود و اطلاعات محصول، زمان و هزینه ها را در بر میگیرد و به یک معمار کل محدوده پروژه را میدهد. 

BIM با برنامه های نرم افزار طراحی دیگر کار میکند تا تصویری کامل از یک سازه از جمله طراحی مفهومی، طراحی دقیق، تجزیه و تحلیل، مستند سازی، ساخت، بهره برداری و نگهداری پس از ساخت ساختمان و حتی طرح های بازسازی یا تخریب ارائه دهد. با اهرم مناسب، هوش مصنوعی می تواند آن داده ها را بگیرد و روندها یا ناکارآمدی ها را شناسایی کند، و به معماران اجازه میدهد تا پروژه های بهتر و طولانی تری را بدون اتلاف زمان زیادی برای تجزیه و تحلیل داده ها طراحی کنند.

حضور مجازی استفاده کنندگان در بنا قبل از ساخت 

درست مانند واقعیت مجازی، در حال حاضر واقعیت افزوده در معماری و طراحی جایگاهی پیدا کرده است. شرکت ها میتوانند به مشتریان اجازه دهند تا بدون نیاز به تغییر وضعیت زمین، تجربه دنیای واقعی با ساختمان پیشنهادی خود داشته باشند. شبیه سازی همه چیز از زیبایی شناسی گرفته تا صداها امکانپذیر است، و بازخورد آن بلافاصله قبل از اینکه پول برای مصالح یا ساخت و ساز خرج شود در طراحی پیاده سازی شود.

به روز رسانی فرآیند ساخت و ساز 

حدود هفت درصد از نیروی کار جهان در صنعت ساخت و ساز است، با این حال این صنعت به طور سنتی یکی از کم پیشرو ترین صنایع بوده است. اما پتانسیل زیادی برای ادغام هوش مصنوعی در ساخت و ساز وجود دارد و میتواند هزینه های ساختمان را تا بیست درصد کاهش دهد.

علاوه بر استفاده از ماشین آلات ساختمانی مستقل یا نیمه مستقل برای کمک به حفاری و آماده سازی، رایانه ها میتوانند مکان های کاری را تجزیه و تحلیل کنند و عوامل خطر احتمالی، کاهش خطرات ایمنی و تاخیر هایی را که ممکن است ایجاد شود شناسایی کنند.

افزایش امنیت ساختمان ها 

کسب و کارها، دفاتر و دانشگاه ها مدت هاست که از امنیت ویدیویی برای نظارت بر افرادی که رفت و آمد دارند استفاده میکنند، اما حجم بالای فیلم های جمع آوری شده به این معنی است که اگر کسی از ویدیو دیدن نکند، ممکن است چیزهایی از دست برود. 

از سوی دیگر، یک سیستم امنیتی هوشمند ادغام شده در یک ساختمان، می تواند به سرعت فعالیت های مشکوک را اسکن و به طور خودکار شناسایی کند و هشدارهایی را برای صاحبان ساختمان ارسال کند. هوش مصنوعی همچنین می تواند در قالب سیستم های قفل هوشمند استفاده شود که می تواند دسترسی به مناطق خاصی را محدود کند مگر اینکه کاربر کارت کلید یا کد داشته باشد.

بهینه سازی تعمیر و نگهداری ساختمان ها 

پلتفرمهای مدیریت انرژی مبتنی بر هوش مصنوعی می توانند الگوهای استفاده را برای ایجاد شرایط ایده آل برای مستاجران تعیین کنند، هم صرفه جویی در مصرف انرژی و هم صرفه جویی در هزینه. ترموستات Nest نمونه ای از یکی از این سیستم ها است که در بین مصرف کنندگان محبوب شده است.

این ترموستات برای حفظ یک ساختمان در دمای ایمن و بهینه سازگار است و در صورت کاهش یا افزایش درجه حرارت به میزان خطرناکی میتواند به کاربران هشدار دهد. دستگاه های هوش مصنوعی همچنین می توانند داده های حسگرها را برای نظارت بر نشت یا نقص ها دریافت و تجزیه و تحلیل کنند. آن ها نظارت بر عملکرد و کارایی ساختمان را از همیشه آسان تر می کنند. 

در سرتاسر جهان، فیدهای ویدیویی داده های مربوط به رفتار و الگوهای استفاده افراد را جمع آوری می کنند. به عنوان مثال، هوش مصنوعی در حال حاضر برای بهینه سازی جریان در موزه ها و فرودگاه ها استفاده می شود. با ارتقای سطح بعدی، شرکت ها میتوانند ساختمان هایی را طراحی کنند که ادغام شوند تا کل شهرهای هوشمند را بر اساس شیوه های تعامل مردم با محیط اطراف خود و احساسشان در فضاهای عمومی ایجاد کنند.

معماری دیجیتال 

در دنیایی که تغییر می تواند به صورت ناگهانی و سریع اتفاق بیفتد، حفظ ذهنیت انعطاف پذیر و اقدام سریع برای انطباق با تغییرات تنها راه پیش روی جوامع ما است. از نظر محیط ساخته شده، این امر با ساخت و ساز چابک امکان پذیر است. در انقلاب صنعتی، اتوماسیون و دیجیتالی کردن اسناد در موارد مختلف وجود داشت. با توجه به نیاز، دیجیتالی شدن و اتوماسیون سوابق به بخشی از فرایند یادگیری در آموزش با مدل های مختلف تبدیل شده است. 

در عصر دیجیتالی شدن به کمک رایانه فعالیت های یادگیری انجام می شود. از جمله یکی از آنها معرفی فرهنگ یک منطقه با استفاده از هوش مصنوعی (AI) است. توسعه هوش مصنوعی بسیار سریع است و در زمینه های مختلف به عنوان مثال، تشخیص گفتار، سیستم های پیش بینی، وسایل نقلیه خودکار، مترجم ها و تکنیک های مستندسازی به معماری دیجیتال کمک می کند. 

پیاده سازی هوش مصنوعی در معماری دیجیتال راه حلی جدید برای مستندسازی، مدیریت و دسترسی به داده های عمومی، و به طور کلی، هر گونه داده حاوی اطلاعات مربوط به گذشته است. استفاده از هوش مصنوعی در معماری دیجیتال در خدمت غلبه بر مشکلات است وجود تکنولوژی کامپیوتر می تواند به معماران کمک کند تا توانایی خود را در طراحی از سنتی به مدرن بهبود بخشند.

همراه با توسعه فناوری دیجیتال، عموم مردم و یک معمار می توانند دسترسی کامل به اطلاعات به طور گسترده با استفاده از داده های عمومی موجود در اینترنت یا صفحات وب خاص در جمع آوری فرآیند اطلاعات داشته باشند.

هوش مصنوعی می تواند اطلاعات را به شیوه ای پیچیده نمایش دهد. برای مثال، با تشخیص شباهت ها بین مدل های ساختمانی با استفاده از پارامترهای خاص، مقادیر شباهت را می توان به دقت بیان کرد. مطالعات زیادی با استفاده از مفهوم هوش مصنوعی در معماری دیجیتال انجام شده است. به عنوان مثال، تحقیق برای به دست آوردن اطمینان در شناسایی انواع نوشته ها و تصاویر، کاربرد هوش مصنوعی برای پردازش متنی و بصری مدل های معماری دیجیتال و معماری دیجیتال در مدل سازی بناهای تاریخی. 

آیا صرف بیان اصطلاح «هوش مصنوعی» تصاویر دیستوپیایی از فرهنگ عامه را در ذهن شما تداعی می کند؟ آیا آیندهای را تصور میکنید که در آن انسانها به زیرزمین رانده میشوند و مجبور می شوند در شهرهای غارنشین زندگی کنند در حالی که ربات های خودآگاه در بالای زمین پرسه میزنند و به دنبال نابودی همه موجودات زنده هستند؟ هر چقدر هم که این توصیفات مسخره باشد، ما هنوز هم باید کمی نگران باشیم، نه به دلایلی که در ابتدا ممکن است فکر کنیم.

حتی اگر هوش مصنوعی دشمن باشد، در حال حاضر در میان ما وجود دارد: در گوشی های هوشمند، تبلت ها و خودرو های ما به شکل دستیاران مجازی و الگوریتم های موتور جستجو وجود دارد. متنفر بودن از سیری و الکسا سخت است، اما هوش مصنوعی فقط زندگی را ساده تر نمیکند. همچنین نیاز به مشاغل خاص در بازار کار را از بین می برد. حتی مشاغل خلاق مانند معماری نیز باید به این موضوع توجه داشته باشند.

در حال حاضر، انسان و کامپیوتر با هم کار می کنند و دومی از دستورات اولی اطاعت می کند. با این حال، در مورد هوش مصنوعی، دومی از اولی درس میگیرد و بیدرنگ اقدام میکند. در نهایت، نوعی یادگیری عمیق صورت خواهد گرفت و هوش مصنوعی دیگر نیازی به یادگیری از انسان نخواهد داشت، زیرا می تواند هم از خود و هم از رایانه های دیگر یاد بگیرد. 

البته، نادیده گرفتن این پیشرفت ها در هوش مصنوعی به عنوان سلب تمام مشاغل از دست انسان ها زود است. در سال، ۲۰۱۶ هرفورد استفاده از فرآیند های منطبق بر کامپیوتر را به عنوان ابزار طراحی، با تمرکز بر ویژگی های خاص بر محدودیت ها، فرصت ها و انطباق برای تناسب با الزامات طراحی معماری را تجزیه و تحلیل کردند.

از جمله این تنظیمات و اصلاحات می توان به تغییرات در قوانین استفاده از ابزارهای رایانه و تغییر در شکل سلول ها، در نظر گرفتن زمینه سایت، انطباق با مقیاس های خاص معماری، تفسیر نتایج به صورت انتزاعی برای به دست آوردن گزینه های معماری بیشتر، و در نهایت، مفهوم سازی اشاره کرد. سیستم ها نه به عنوان سیستم های قطعی مستقل، بلکه به عنوان ابزار طراحی غیر قطعی قابل استفاده می باشند.

هر و فورد یک مطالعه موردی شامل طراحی اقامتگاه هتلی برای مهندسان و دانشمندانی که بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی (ELT-E) واقع در صحرای آتاکامای شیلی کار میکنند، پیشنهاد کردند. فورد با یک پیشنهاد روش شناختی اولیه برای ایجاد یک ابزار کامپیوتری که قوانین معماری مناسب را اتخاذ می کند، پاسخ داد.

این قوانین فرم هایی را ایجاد می کنند که می توانند در معرض بررسی و مداخله معماری دقیق قرار گیرند. نقش طراح به عنوان یک نقش مشترک و ارزیابی کننده در کنار سیستم ابزار کامپیوتری تعریف شد.

یک مطالعه در سال ۲۰۱۳ توسط دانشگاه آکسفورد نشان داد که معماران تنها ۱,۸ درصد جایگزینی دارند که یکی از پایین ترین ارقام در بین ۷۰۰ حرفه مورد بررسی است. طبق این مطالعه، مشاغلی که شامل وظایف پیچیده ادراک و دستکاری، وظایف هوش خلاق و وظایف هوش اجتماعی هستند، بعید است که در یک یا دو دهه آینده جایگزین سرمایه کامپیوتری شوند. 

علیرغم این اطمینان، موسسه معماران آمریکا (AIA) معتقد است که اعضای آن باید شروع به ادغام هوش مصنوعی در فعالیت های خود کنند، در غیر این صورت خطر رقابت کمتر در آینده وجود دارد. کارهای تکراری، مانند نقشه های ساخت و ساز تولید، تقریباً به طور قطع توسط هوش مصنوعی انجام می شود. 

هوش ظریف مصنوعی (ANI) که ما در حال حاضر با آن زندگی می کنیم، قادر به پاسخگویی به سوالات است اما قادر به استدلال و تصمیم گیری بر اساس آن پاسخ ها نیست. با این وجود، معماران، طراحان و محققان در حال حاضر از این فناوری به روش های مختلفی استفاده میکنند (بیشتر به عنوان یک ابزار طراحی نهایی برای صرفه جویی در زمان و هزینه).

برنامه هایی مانند SketchUp s’Google و Earth به داده های سیستم های رایانه ابری دسترسی دارند و اطلاعات توپوگرافی را به معماران میدهند که میتوانند یک مدل دیجیتال را در آن وارد کنند. این بدان معنی است که برای برخی از پروژه ها، دیگر نیازی به استخدام نقشه بردار نیست.

Autodesk از هوش مصنوعی برای طراحی فضای اداری و تحقیقاتی خود در منطقه نوآوری Mars در تورنتو استفاده کرد. این پروژه مانند هر پروژه معماری دیگری با یک خلاصه آغاز شد. این شرکت با استفاده از پلتفرم Project Dreamcatcher خود توانست هزاران طرح بالقوه را به همراه داده های مربوط به عملکرد برای ارزیابی فردی تولید کند. یک معمار انسانی هرگز قادر نخواهد بود این کار را در هر بازه زمانی مشخصی انجام دهد، و نه بدون صرف بودجه.

شبکه نحوی فضایی در لندن از نرم افزاری به نام depthmapX برای تجزیه و تحلیل تنظیمات فضایی یک شهر به منظور مستندسازی تعاملات اجتماعی در محیط ساخته شده استفاده می کند. به طور خاص، نرم افزار مواردی مانند ترافیک عابر پیاده، معابر اصلی و نقاط دیدبانی را تجزیه و تحلیل می کند.

محققان دانشگاه هاروارد و آزمایشگاه رسانه MIT تحقیقات مشابهی را با استفاده از تصاویر نمای خیابان گوگل انجام داده اند. در جای دیگر، بهناز فراهی، طراح و فناوری خلاق مستقر در لس آنجلس، از هوش مصنوعی برای توسعه دو سطح تعاملی استفاده کرد: دیوار زنده، تنفس و شفق قطبی. هنگامی که شرکت کنندگان در جلو یا زیر سطوح حرکت می کنند، شروع به انطباق و پاسخ به حرکات خود می کنند.

طراحی با رویکرد بهره وری 

یادگیری ماشین (ML) تمرکز بزرگی برای هوش مصنوعی در معماری است. با این حال، ML مترادف با هوش مصنوعی نیست، بلکه زیرمجموعه ای از رشته مهم تر است. با ML، ایده این است که پس از هر تلاش، یک الگوریتم برای تکمیل وظایف با پیشرفت های تدریجی ایجاد و آموزش دهید.

این شبیه به نحوه یادگیری یک تکلیف ساده است. فقط ML می تواند آن را سریعتر انجام دهد. یک چارچوب برای GAN ،ME یا شبکه متخاصم مولد است، که نوعی یادگیری با استفاده از دو شبکه عصبی مصنوعی است.

ایده در اینجا این است که یک شبکه به نام ژنراتور، هر آنچه را که بخواهید ایجاد می کند، مانند تصاویری از چهره انسان. سپس یک شبکه عصبی دوم به نام تشخیصگر تصمیم می گیرد که آیا خروجی ژنراتور به خوبی تصاویر واقعی از چهره انسان است یا خیر. دو شبکه عصبی درگیر نوعی رقابت هستند که در آن ژنراتور سعی میکند متمایز کننده را فریب دهد و متمایز کننده برای جلوگیری از گمراه کردن، دفاع بازی میکند.

پایان بازی این مثال ما، این است که ژنراتور تصاویر بهتر و بهتری از چهره های انسان بسازد تا زمانی که آنها از حالت واقعی قابل تشخیص نباشند و در نهایت فرد را فریب دهد. یکی از افرادی که با GAN ها برای ایجاد طرح های معماری آزمایش های مختلف انجام داده اند استانیسلاس چایلو است.

او برای کار پایان نامه کارشناسی ارشد خود در هاروارد، از GAN ها برای ایجاد و اصلاح طراحی پلان طبقه استفاده کرد. او در طول کار خود دریافت که نه تنها محدودیت های اولیه فضا و عملکرد بر طراحی تاثیر می گذارد، بلکه سبک مورد استفاده برای هدایت این پلان های طبقه ای تولید شده توسط  GAN نیز تاثیر میگذارد.

Chaillou در مقاله ای در Towards Data Science گفت: “به نظر می رسد که این روش به طور غیر قابل بازگشتی در جوهر هر فرآیند مولد نفوذ می کند. هیچ هوش مصنوعی آگنوستیکی برای معماری وجود نخواهد داشت. “برعکس، هر مدل یا الگوریتم با طعم، شخصیت و دانش خود همراه خواهد بود.” 

Chaillou یکی از بنیانگذاران Rayon، یک شرکت نرم افزاری مشترک متخصص در طراحی فضای کف است. GAN تنها یکی از مزه های طراحی مولد است که در آن ایده این است که طرحی را که توسط رایانه در طول زمان تولید میشود، به آرامی اصلاح کنیم. این میتواند استفاده از یک مدل یادگیری بدون نظارت مانند GAN یا یک روش مشارکتی تر با ورودی قابل توجه انسانی باشد.

نمونه دیگری از طراحی مولد، Delve است، یک ابزار توسعه املاک و مستغلات از آزمایشگاههای پیاده روی گوگل. Delve می تواند صدها طرح را در چند دقیقه ایجاد کند. هر طرح نیازمندی های مختلف خرده فروشی، مسکونی، پارکینگ و فضاهای عمومی را در نظر می گیرد. 

طرح ها همچنین دارای یک مدل هزینه دقیق برای تخمین هزینه یک طرح معین هستند. این ساختار در مقیاس کوچک با پردازنده های گرافیکی NVIDIA با استفاده از بینایی کامپیوتری و یادگیری عمیق طراحی شده است تا سرعت و دقت عناصر این ساختار پرینت سه بعدی ایجاد شده توسط یک ربات صنعتی (انسان ها ساختار را مونتاژ کردند) افزایش دهد.

آینده هوش مصنوعی و معماری

هوش مصنوعی نوید های زیادی برای آینده بسیاری از صنایع دارد و معماری نیز از این قاعده مستثنی نیست. در حالی که هنوز روزهای اولیه است، پتانسیل های زیادی برای هوش مصنوعی برای بهبود فرآیندهای طراحی معماری وجود دارد. با این حال، با وجود تمام ابزارهای مجهز به هوش مصنوعی، انسان ها همچنان ملزم به اصلاح و تایید طرح های مورد استفاده هستند. 

در حالی که ابزارهای معماری پیشرفته تر می شوند، به این زودی ها جایگزین معماران انسانی نخواهند شد. به عنوان یک نوآوری، هوش مصنوعی یک سیستم کامپیوتری است که قادر به انجام وظایفی است که معمولاً به هوش انسانی نیاز دارند، مانند ادراک بصری، تشخیص گفتار، تصمیم گیری و ترجمه بین زبان ها. هوش مصنوعی با استفاده از هزاران داده به این تصمیم ها میرسد و اینجاست که هوش مصنوعی میتواند در معماری بدرخشد.

معماران در حال حاضر از اطلاعات قدیمی ساخت و ساز در طراحی ساختمان برای مقابله با پروژه های جدید استفاده میکنند، با این حال، برای اکثر طراحان و برنامه ریزان در صنعت، این فرآیند هنوز در عصر تاریک است. توانایی استفاده از هزاران داده قبلی در یک میلی ثانیه برای بهبود فرآیند طراحی معماری می تواند معجزه کند. در اینجا پنج راه وجود دارد که هوش مصنوعی معماری را شکل می دهد.

هوش مصنوعی یک سری اصول را تغییر خواهد داد

 همانطور که در بالا اشاره شد، توانایی هوش مصنوعی برای استفاده از داده ها برای تصمیم گیری و توصیه ها برای فرآیند طراحی، به ویژه در مراحل اولیه پروژه یک معمار، بسیار مهم است. برای یک معمار، شروع یک پروژه نیازمند ساعت های بیشماری تحقیق است، هم برای درک هدف طراحی پروژه و هم پروژه های گذشته، اینجاست که هوش مصنوعی وارد عمل می شود. 

با توانایی هوش مصنوعی برای گرفتن مقادیر بی حد و حصر داده، یک معمار می تواند به راحتی به تحقیق و آزمایش چندین ایده به طور همزمان و به راحتی بپردازد. طراحی مفهومی بدون استفاده از قلم و کاغذ. تصور کنید باید یک خانه خانوادگی طراحی کنید. کاری که کار آسانی نیست، باید به نیازها، انتظارات و زبان طراحی مشتری فکر کنید. ناگفته نماند که باید قوانینی را که بر نحوه ساختن خانه حاکم است، رعایت کنید.

شما اطلاعاتی درباره خانواده دارید که شامل مواردی مانند سن، جنسیت، اندازه خانواده و غیره است. با یک سیستم هوش مصنوعی، یک معمار میتواند تمام داده های منطقه بندی، کد های ساختمان، و داده های طراحی را غیرفعال کند، و تغییرات طراحی ایجاد کند که از واژگان طراحی خاصی پیروی میکنند و گزینه های بیشماری را ارائه میدهند.

در سال، ۲۰۱۵ مولر و اوکسندورف خاطرنشان کردند که طراحان باید هم اهداف عملکرد کمی و هم الزامات کیفی را در طراحی مفهومی در نظر بگیرند. آنها یک رویکرد محاسباتی برای طراحی اکتشاف فضا پیشنهاد کردند که الگوریتم های تکاملی تعاملی را گسترش میدهد تا اولویت های طراح را در بر بگیرد و به آنها اجازه میدهد پارامترهای تکاملی نرخ جهش و اندازه نسل، و همچنین انتخاب والدین را برای هدایت طراحی اکتشاف فضا تنظیم کنند.

نویسندگان پتانسیل رویکرد خود را از طریق یک مطالعه پارامتری عددی نشان دادند که در آن نشان دادند که نرخهای جهش و اندازههای تولید مختلف به کاربر کنترل بی سابقه ای بر ماهیت اکتشاف فضای طراحی می دهد، و امکان اولویت بندی عملکرد، اولویت های کیفی، تنوع، یا برخی موارد را فراهم میکند.

ترکیبی مطلوب از آن اهداف آنها همچنین نرمافزار و دنباله ای از مطالعات موردی را پیاده سازی کردند که در آن نشان دادند که حالت های متعدد کاوش، از جمله اولویت بندی عملکرد، با رویکرد آن، و همچنین مصالحه هایی که اهداف کیفی را در نظر میگیرند، امکان پذیر است.

معماری پارامتریک رایج تر خواهد شد

معماری پارامتریک واژهای است که احتمالاً هنگام جستجو در دنیای معماری با آن برخورد کرده اید. این یک سلاح مخفی برای بسیاری از معماران مورد علاقه شما است.طراحی پارامتریک یک سیستم طراحی است که به شما امکان می دهد با پارامترهای خاصی بازی کنید تا انواع مختلف خروجی ها را ایجاد کنید و فرم ها و ساختارهایی را ایجاد کنید که در غیر این صورت ممکن نبود.

تقریباً مانند زبان برنامه نویسی خود معمار، این ابزار به معمار این امکان را می دهد که خروجی طراحی را انتخاب کند، محدودیت ها را تنظیم کند، داده ها را متصل کند و تکرارهای بی شماری از محصول یا ساختمان شما را در عرض چند دقیقه ایجاد کند.

معماری پارامتریک که با ابزارهای CAD مانند Grasshopper محبوب شده است، از برنامه نویسی هندسی با الگوریتم های پیچیده استفاده میکند تا به معماران اجازه دهد تا ساختمان را بگیرند و آن را تغییر شکل دهند و آن را متناسب با نیاز های خود بهینه کنند. ابزاری مانند این به هوش مصنوعی اجازه می دهد تا کاری را که در آن خوب است انجام دهد، در حالی که معمار می تواند آزادانه بازی کند و خلق کند.

هنگام برنامه ریزی برای ساخت یک ساختمان، هرگز نمی توانید خیلی آماده باشید. گاهی اوقات سال ها برنامه ریزی فقط برای زنده کردن دیدگاه یک معمار لازم است. اینجاست که هوش مصنوعی می تواند ابزار بسیار قدرتمندی باشد. هوش مصنوعی روند برنامه ریزی معماران را به طور قابل توجهی آسان تر می کند و به آنها دسترسی به مقادیر بی شماری از داده ها، ایجاد مدل ها، تفسیر محیط ساختمان و ایجاد برآورد هزینه ها را می دهد. تمام این اطلاعات را می توان به راحتی به معمار منتقل کرد تا به کاهش زمان طراحی و ساخت کمک کند.

در بخش ساخت و ساز، هوش مصنوعی میتواند به ساختن چیزی با نیروی انسانی کم یا بدون نیاز کمک کند. حتی در حال حاضر در MIT، محققان در حال ساخت پهپاد های مجهز به هوش مصنوعی هستند که توانایی برقراری ارتباط با یکدیگر برای ساخت مدل های کوچک را دارند.

شهرهای هوشمند در همه جا ظاهر می شوند

ظاهر شهر شما در حال حاضر می تواند در سال های آینده بسیار متفاوت باشد. برنامه ریزی شهری یک کار پیچیده است که به سال ها برنامه ریزی دقیق نیاز دارد. با این حال، وظیفه اصلی معمار این است که بفهمد یک شهر چگونه جریان خواهد داشت. چگونه با اکوسیستم همزیستی خواهد کرد، ظهور شهر هوشمند مبتنی بر هوش مصنوعی، معماران را وادار می کند تا در مدل های سنتی خود تجدید نظر کنند. 

شهرهای هوشمند مکان هایی خواهند بود که با داده ها و بازخوردهای زمان واقعی هدایت می شوند و مانند یک موجود زنده با خود ارتباط برقرار می کنند. ساختمان ها، گوشی های هوشمند، خودروها و مکان های عمومی برای بهبود شرایط زندگی، کم کردن میزان زباله ها، افزایش ایمنی و محدود کردن ترافیک با یکدیگر ارتباط برقرار میکنند. شما می توانید این روند را در برخی از پیشرفته ترین شهرهای جهان مشاهده کنید.

هوش مصنوعی خانه شما را تغییر می دهد. 

جدای از ساختن خانه عالی، معمار اکنون نه تنها باید از هوش مصنوعی برای طراحی خانه استفاده کند، بلکه به طور بالقوه باید به این فکر کند که چگونه هوش مصنوعی می تواند تجربه ساکنین را بهبود بخشد. درست مانند شهر هوشمند، هوش مصنوعی دروازه های خانه های هوشمند را باز خواهد کرد. فضاهای زندگی که موجودات زنده پیچیده داده محور هستند.

نتیجه گیری 

بر اساس نحوه استفاده حرف های از هوش مصنوعی در حال حاضر، به نظر میرسد که آینده فقط برای کسانی کارآمدتر خواهد بود که آن را در جریان کار خود ادغام کنند. نادیده گرفتن یا اجرا از هوش مصنوعی دیگر یک گزینه نیست، زیرا هر چه رقبای بیشتری از آن برای کسب مزیت استفاده کنند، همه تمایل بیشتری به استفاده از آن خواهند داشت. 

دوست یا دشمن، هوش مصنوعی اینجاست که بماند. از قضا، کسانی که مزایای آن را نادیده می گیرند ممکن است کسانی باشند که در نهایت در شهرهای زیرزمینی در خلوت زندگی می کنند. در مورد معماری، هوش مصنوعی کارایی را در طراحی و ساخت ساختمان ها افزایش می دهد و همچنین راه حل های متعددی را ایجاد میکند که مرزهای پیشرفت معماری را جابجا میکند و این فرصتی است برای کشف راه هایی که میتوان از طریق هوش مصنوعی جهان را بهبود بخشید.