Algoritamska arhitektura: korištenje A.I. za projektiranje zgrada

Dizajni se ponavljaju tijekom vremena. Arhitektura projektirana i izgrađena 1921. godine neće izgledati isto kao zgrada iz 1971. ili 2021. godine. Trendovi se mijenjaju, materijali se razvijaju, a pitanja poput održivosti, među ostalim čimbenicima, dobivaju na važnosti. Ali što ako se ova evolucija nije odnosila samo na vrste zgrada koje su arhitekti projektirali, već je zapravo bila ključna kako oni dizajniraju? To je obećanje evolucijskih algoritama kao alata za dizajn.

Dok su dizajneri odavno koristili alate poput Computer Aided Design (CAD) za pomoć pri konceptualizaciji projekata, zagovornici generativnog dizajna žele ići nekoliko koraka dalje. Žele koristiti algoritme koji oponašaju evolucijske procese unutar računala kako bi pomogli u projektiranju zgrada iz temelja. A, barem kada su kuće u pitanju, rezultati su vraški zanimljivi.

Generativni dizajn

Celestino Soddu radi s evolucijskim algoritmima dulje nego što većina ljudi koji danas rade koristi računala. Suvremeni talijanski arhitekt i dizajner sada u srednjim 70-ima, Soddu se zainteresirao za potencijalni utjecaj tehnologije na dizajn još u danima Applea II. Ono što ga je zanimalo bila je mogućnost beskonačnog rifanja na temu. Ili kao što je Soddu, koji je također profesor generativnog dizajna na Politehničkom sveučilištu u Milanu u Italiji, rekao za Digital Trends, svidjela mu se ideja "otvaranja vrata beskrajnim varijacijama".

Perspektiva generativnog algoritamskog dizajna je, na površini, relativno jednostavna. Postoje određena “pravila” koja definiraju pojedine objekte, bio to bungalov ili barokna katedrala. Genetski algoritam replicira evoluciju u obliku računalnog programa kao način optimizacije rješenja. Definirajući ono što Soddu smatra pravilima koja definiraju određeni dio dizajna, njegovi algoritmi mogu konceptualizirati kako bi objekti mogli izgledati da su živa bića koja su prošla tisućljeća prirodnog izbor.

Počeo je projektirati "vrstu" generativnih talijanskih srednjovjekovnih gradova 1980-ih. Rad generira beskonačne 3D modele srednjovjekovnih gradova, od kojih je svaki malo drugačiji. Od tada, Soddu je nastavio eksperimentirati s generativnim dizajnom kao dijelom svoje prakse. “Jedan od mojih posljednjih projekata je prijedlog za obnovu vrha Notre Dame u Parizu”, rekao je. Dizajn (koji se, nažalost, neće koristiti) prikazuje požarom uništeni toranj kao gotovo iskrivljenu ledenicu, gurnutu prema nebu.

Dio privlačnosti Sodduovih dizajna element je slučajnosti koji uvodi algoritam. Ali također otvara intrigantne mogućnosti koje se mogu primijeniti ne samo na arhitekturu, već na bilo koju vrstu dizajna. Na primjer, dizajnerska agencija mogla bi izraditi stotine stolica, od kojih bi se svaka malo razlikovala. On ovu vrstu dizajna naziva "idejni proizvodi".

Kreativni tehnolog na poslu

Soddu nije jedina osoba zainteresirana za korištenje genetskih algoritama za zamišljanje zgrada. Lisabonski glazbenik i kreativni tehnolog sa sjedištem u Portugalu Moullinex nedavno je napravio glazbeni video koji prikazuje valoviti krajolik brutalističkih zgrada. Na prvi pogled, čini se da su to prave građevine s efektom preoblikovanja koji omogućuje prijelaz na drugu. Zapravo, oni su izmišljeni generativnim algoritmima.

Pogledajte ovu objavu na Instagramu

Objava koju je podijelio Moullinex (@moullinex)

"Generativna kontradiktorna mreža - u ovom slučaju, StyleGAN2-ada - trenirana je sa slikama stvarnih zgrada i tada može stvoriti nove slike na temelju onoga što je naučio,” rekao je Moullinex, poznat i kao Luís Clara Gomes, za Digital Trends. “Ono što vidite je interpretacija mreže o tome što su podaci. Kao analogija, to bi bilo kao da djetetu pokažete slike mačaka i zatim ga tražite da stvori novu mačku na temelju onoga što je naučilo. Što više mačaka pokažete — [što znači] što je skup podataka o obuci veći — generirane slike će biti više mačkaste.”

Od stvaranja početnog glazbenog videa, Moullinex je nastavio raditi na projektu i ostao je zaintrigiran mogućnostima.

"Volim gledati na GAN-ove kao na pećnicu: nabavite i oblikujte glinu, pustite da se serija kuha i čekate rezultate", rekao je Moullinex. “Koje ćete komade odabrati i kako ćete ih prezentirati opet ovisi o vama. To je vježba odricanja određenog stupnja kontrole i prepuštanja nekih stvari slučaju. Kao netko tko godinama prati ovo područje tehnologije... fascinantno mi je da je naš izvor entropija, kaos i nepredvidivost — svi dobri sastojci za inspiraciju i kreativnost — dolaze iz tehnologija."

Jedno od velikih pitanja s bilo kojom vrstom navodne kreativnosti A.I. je li oduzima od ljudskog dizajnera. Nitko nikada ne bi priznao boje ili gravitaciju kao ravnopravnog autora slike kao umjetnik, ali s umjetnom inteligencijom to nije baš tako jednostavno. Ali Soddu nije zabrinut.

"Ne, naprotiv", rekao je Soddu. “Kreativnost, citirajući [francuskog matematičara Henrija] Poincaré, sposobnost je tumačenja onoga što postoji predlažući novi sustav odnosa između dijelova. To svakako nije samo potraga za novim oblicima. Moj generativni projekt rođen je... iz subjektivne interpretacije prošlosti korištenjem izvornih genetskih algoritama sposobnih za predstavljanje ove subjektivnosti. Digitalna evolucija je nevjerojatna prilika da subjektivna ideja bude predstavljena u svojim višestrukim i beskonačnim varijacijama.”

Dolazite u ulicu blizu vas?

Do danas su evolucijski algoritmi ostali fascinantna sporedna traka mainstream dizajna. Na isti način na koji je A.I. etika je bila apstraktna ideja sve dok, iznenada, nije zatrebala svijetu, generativni dizajn je bio zanimljivo područje za raspravu, ali s naizgled minimalnom primjenom.

Problem nije u tome što genetski algoritmi proizvode nepraktične dizajne. NASA je koristila satelitske komponente dizajniran genetskim algoritmima na skupe misije u stvarnom svijetu. Ne samo da su te komponente bile učinkovite, nego su radile bolje od alternativa koje su osmislili ljudi - a ljudski inženjeri koji su ih gledali nisu mogli shvatiti zašto. Kao što Moullinex ističe, stoga nema razloga zašto se genetski algoritam ne bi mogao optimizirati da uzme u obzir zahtjeve poput funkcionalnosti, estetike, cijene, održivosti i etike.

Umjesto toga, problem može biti u tome što su generativni algoritmi bili softversko rješenje bez pratećeg hardvera. To se možda mijenja. Nedavno je Digital Trends pisao o višegodišnjem projektu koji traži korištenje evolucijske umjetne inteligencije. do dizajnirati robote za istraživanje drugih planeta. Ideja? Da se postavka 3D pisača može lansirati na drugi planet za ispis najboljih dizajna robota, nisu potrebni ljudi.

Sada živimo u svijetu u kojem 3D ispisano kućište postoji. Ove kuće, koje se mogu brzo proizvesti i prodati po cijeni nižoj od "običnih" kuća, mogle bi dovesti do revolucije u pristupačnom masovnom stanovanju. I znate što? Zahvaljujući genetskim algoritmima, svaki bi mogao biti malo (ili vrlo) drugačiji.

Preporuke urednika

• Analogni AI? Zvuči ludo, ali to bi mogla biti budućnost
• Duboko učenje A.I. pomaže arheolozima prevesti drevne ploče
• Lažne vijesti? A.I. algoritam otkriva političku pristranost u pričama koje čitate
• Tekst generiran umjetnom inteligencijom pojačava lažne vijesti. Ovako uzvraćamo