Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong thiết kế kiến trúc hiện đại

Chia sẻ: Phó Cửu Vân | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

7
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết "Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong thiết kế kiến trúc hiện đại" trình bày về ứng dụng của AI trong quá trình thiết kế; ứng dụng của AI trong quá trình xây dựng; ứng dụng của công nghệ AI trong việc xây dựng thành phố thông minh; ứng dụng của AI trong thiết kế tham số; ứng dụng của AI trong thiết kế bền vững; ứng dụng của AI trong lựa chọn vật liệu xây dựng;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong thiết kế kiến trúc hiện đại

PHẦN 2 /GIẢI PHÁP KHÁC VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ THÍCH ỨNG VỚI KIẾN TRÚC BẢN ĐỊA GẶP GỠ MÙA THU 2023 HIỂU VỀ VAI TRÒ CỦA ỨNG DỤNG AI TRONG VAI TRÒ CỦA TRÍ TUỆ NHÂN TẠO THIẾT KẾ KIẾN TRÚC Các hệ thống dựa trên nền tảng dữ liệu cần được phát triển và cập nhật TRONG THIẾT KẾ KIẾN TRÚC HIỆN ĐẠI liên tục để thích ứng với lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra trong quá trình xây dựng, có tính đến sự phức tạp của quá trình thiết kế kiến trúc. Với công nghệ AI, thiết kế kiến trúc nên được coi là quá trình xử lý dữ liệu để đạt được kết quả tính toán tốt nhất có thể. Sự sáng tạo của các kiến trúc sư trong việc thiết kế các cấu trúc vật lý và cấu trúc ảo có ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của con người. _Viện Kiến trúc_ Hình dạng của bất kỳ công trình kiến trúc nào cũng ảnh hưởng lớn tới tổng thể Hội KTS Việt Nam kiến trúc và ngành xây dựng như chi phí, sử dụng vật liệu, sử dụng năng lượng, AI (Trí tuệ nhân tạo) hiện đang là lĩnh vực phát triển nhanh chóng và tiếp xúc với ánh sáng và tiếng ồn. sẽ trở thành một phần thiết yếu trong tương lai nhân loại. Gần đây, hầu hết các công nghệ được sử dụng đều có ứng dụng trí tuệ nhân tạo, trong đó nó vẫn cần sự tham gia của con người để thực hiện phần chính của công việc. AI có tác động đáng kể đến nhiều lĩnh vực và ngành công nghiệp, như CNTT, an ninh mạng, y học, sản xuất vì nó mang lại cho các ngành vô số tiềm năng sáng tạo. So với các lĩnh vực nêu trên, việc ứng dụng AI trong kiến trúc vẫn chưa thực sự phổ biến. Quan điểm phổ biến nhưng cũng là chủ đề đang được tranh cãi nhiều nhất hiện nay là việc các kiến trúc sư, các nhà thiết kế có thể bị các robot thông minh thay thế trong sáng tạo và thiết kế. Nhưng thực tế, những thành quả sáng tạo không giới hạn vẫn đến từ chính công sức thiết kế của con người. AI có thể thực hiện vô số nhiệm vụ và thao tác trong quá trình thiết kế, song cốt lõi của quá trình này luôn cần đến quyết định và can thiệp của con người. Vì vậy, điều quan trọng là phải hiểu rõ vai trò, ưu điểm và nhược điểm của AI trong quá trình thiết kế theo AI (Trí tuệ nhân tạo) sẽ trở thành một phần thiết yếu quan điểm của các chuyên gia. trong tương lai nhân loại. Quá trình sáng tạo từ hình ảnh và văn bản miểu tả (bao gồm ba bước chính: (1) Thu thập dữ liệu, (2) Tạo mô hình (3) Dự đoán). 1. Ứng dụng của AI trong quá trình thiết kế AI có thể làm thực hiện tốt nhiệm vụ trong quá trình thiết kế vì nó có thể mô phỏng nhiều phương án thiết kế trong thời gian ngắn. Mô phỏng và phân tích tòa nhà là những thành phần quan trọng của quá trình thiết kế kiến trúc, vì chúng cho phép các kiến trúc sư đánh giá hiệu suất thiết kế của họ và thực hiện các điều chỉnh khi cần thiết. Mô phỏng rất hữu ích trong giai đoạn thiết kế vì các kiến trúc sư cần nguồn cảm hứng từ việc khám phá nhiều phương án trong đó cảm hứng được coi là yếu tố then chốt trong quá trình sáng tạo. Việc xây dựng các mô hình và tiến hành phân tích có thể được tự động hóa bằng cách sử dụng các công nghệ AI như thuật toán máy tính, giúp quá trình này hiệu quả và chính xác hơn. Công nghệ này có thể giảm thiểu thời gian và công sức của kiến trúc sư một cách hiệu quả trong việc giải quyết vấn đề và tăng chất lượng đầu ra của họ. 102 103
VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ THÍCH ỨNG VỚI KIẾN TRÚC BẢN ĐỊA GẶP GỠ MÙA THU 2023 Quá trình thiết kế truyền thống phụ thuộc vào các bản vẽ 2D là mặt 3. Ứng dụng của công nghệ AI trong việc xây dựng thành phố thông bằng, mặt đứng và mặt cắt nhưng các công nghệ hiện đại đã tích hợp nhiều mô minh hình 3D hơn vào quá trình thiết kế. Một trong những ví dụ quan trọng nhất về Khi các thành phố ngày càng trở nên đông dân và phức tạp, AI có thể tác động của trí tuệ nhân tạo đối với ngành thiết kế kiến trúc là trong lĩnh vực đóng một vai trò quan trọng trong việc quản lý cơ sở hạ tầng và dịch vụ đô thị. mô hình hóa thông tin tòa nhà (BIM). BIM mở rộng từ các chiều không gian 3D Ví dụ: thuật toán AI có thể giúp tối ưu hóa luồng giao thông, dự đoán và ngăn để tích hợp thời gian (4D) và chi phí (5D) vào thiết kế. BIM là sự thể hiện kỹ chặn tội phạm, thậm chí quản lý việc xử lý rác thải. Bằng cách phân tích dữ liệu từ thuật số về các đặc điểm vật lý và chức năng của tòa nhà để lập kế hoạch, thiết nhiều nguồn khác nhau, bao gồm cảm biến, phương tiện truyền thông xã hội và kế và quản lý việc xây dựng tòa nhà ảo. Một số thuật toán AI phân tích dữ liệu cơ sở dữ liệu của chính phủ, các thuật toán này có thể cung cấp những hiểu biết BIM để xác định các lỗi thiết kế tiềm ẩn, dự đoán hiệu suất của hệ thống tòa có giá trị giúp các nhà quy hoạch thành phố đưa ra quyết định sáng suốt về cách nhà và tối ưu hóa bố cục tòa nhà để đáp ứng các yêu cầu thiết kế cụ thể. phân bổ nguồn lực và cải thiện chất lượng cuộc sống cho người dân của họ. Các ứng dụng của AI sẽ phát triển các thành phố trở thành những thành phố thông minh. Thành phố thông minh là một khu đô thị sử dụng một số loại cảm biến Internet of Things (IoT) tự động để tổng hợp dữ liệu, sau đó sử dụng chúng để vận hành tài sản và tài nguyên một cách hiệu quả. Nó phân tích dữ liệu tổng hợp từ người dân, thiết bị và tài sản để giám sát và quản lý hệ thống giao thông và phương tiện, nhà máy điện, mạng lưới và cấp nước, quản lý chất thải, phát hiện tội phạm và hệ thống thông tin của trường học, thư viện và bệnh viện. Thành phố thông minh có thể là nơi được vận hành bởi các phản hồi theo thời gian thực; nó có thể giao tiếp với chính bản thân như một thể sống độc lập. Các tòa nhà, không gian công cộng, ô tô và điện thoại thông minh sẽ kết nối với nhau để nâng cao điều kiện sống. Ngôi nhà thông minh, giống như thành phố thông minh, là một tổ chức dữ liệu sống phức tạp. Hệ thống tự động hóa nhà thông minh kiểm soát hệ thống khí hậu, ánh sáng, thiết bị, an ninh và báo động. AI trong Ứng dụng in mô hình 3D trong thiết kế Ứng dụng BIM trong thiết kế kiến trúc là một công cụ thân thiện với người dùng sẽ hỗ trợ hầu hết các công 2. Ứng dụng của AI trong quá trình xây dựng việc trong cuộc sống hàng ngày. Trong các dự án quy mô lớn, các mô hình dự đoán về kế hoạch chi phí và thời gian do ứng dụng AI tạo ra có thể loại bỏ chi phí vượt mức không cần thiết. AI cũng được sử dụng để giám sát chuyển động và tương tác giữa công nhân, vật liệu và thiết bị trên các công trường xây dựng. Nó cũng cảnh báo người giám sát xây dựng các vấn đề tiềm ẩn về an toàn và năng suất khi thực hiện công việc. Ví dụ: robot có thể thường xuyên chụp ảnh 3D, tổng hợp đánh giá địa hình và tạo báo cáo nhanh chóng và chính xác có thể được liên kết tự động với kế hoạch của dự án; do đó, có thể tiết kiệm thời gian, tiền bạc và lao động. Bên cạnh đó, robot có thể được đào tạo để thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại như đào, lắp gạch, đổ bê tông, uốn thép, hàn, v.v. Các kết cấu đúc sẵn như dầm, cột, tấm, tường, tấm ốp và các thiết bị hệ thống HVAC, có thể được lắp ráp bởi robot trong các nhà máy và sau đó được con người triển khai lắp ghép tại công trường. AI có thể cải thiện sự an toàn tại công trường thi công bằng cách mô phỏng các tình huống quản lý các bộ phận xây dựng khác nhau tại công trường, đồng thời mô phỏng các hình thức vận chuyển, lắp ráp có thể dễ dàng thực hiện và kiểm soát hơn. Một ứng dụng nổi bật của AI trong quá trình xây dựng là công nghệ in 3D, hiện đang phát triển nhanh chóng và có tiềm năng cách mạng hóa kiến trúc bằng cách cho phép tạo ra các cấu trúc phức tạp, khó hoặc không thể xây dựng bằng các phương pháp xây dựng truyền thống. AI có thể giúp tối ưu hóa thiết kế của các cấu trúc này và đảm bảo rằng chúng có cấu trúc vững chắc. Bằng cách sử dụng dữ liệu về vật liệu xây dựng, điều kiện địa điểm và các yếu tố khác, Ứng dụng của AI trong xây dựng thành phố thông minh thuật toán AI có thể giúp kiến trúc sư tạo ra các cấu trúc in 3D vừa đẹp vừa hữu dụng. 104 105
VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ THÍCH ỨNG VỚI KIẾN TRÚC BẢN ĐỊA GẶP GỠ MÙA THU 2023 4. Ứng dụng của AI trong thiết kế tham số Thiết kế tham số là một hệ thống thiết kế cho phép bạn làm việc với các tham số để tạo ra các kết quả đầu ra khác nhau. Kiến trúc tham số là một vũ khí ẩn cho phép kiến trúc sư thay đổi các tham số cụ thể để tạo ra nhiều kiểu thiết kế đầu ra khác nhau và tạo ra những cấu trúc như vậy mà trước đó khó có thể tưởng tượng được. Nó giống như ngôn ngữ lập trình của kiến trúc sư. AI có thể tự động truy cập dữ liệu và chuyển đổi nó thành các tham số, nhờ đó có thể mô phỏng, phân tích và so sánh các phương án thiết kế. Dữ liệu định lượng cần thiết có thể được truy cập bằng cảm biến và xử lý thông qua phần mềm Deep Learning như khí hậu, địa hình, sử dụng đất, địa điểm và dữ liệu số (số tầng, cầu thang, phòng, v.v.). AI có thể sử dụng dữ liệu này và biến nó thành các thông số để đưa ra thiết kế. AI cho phép kiến trúc sư xem xét một tòa nhà và điều chỉnh lại thiết kế để phù hợp với một số yêu cầu bắt buộc (bộ luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn xây dựng). Một quy trình như vậy khi có sự hỗ trợ của trí tuệ nhân tạo Ứng dụng của AI trong sẽ làm giảm bớt áp lực cho kiến trúc sư để họ có thể tự do suy nghĩ về những ý thiết kế bền vững tưởng khác nhau và sáng tạo ra những điều mới mẻ khác quá trình thi công. Ứng dụng AI với in 3D có thể cùng nhau tạo ra các hình dạng và hình thức mới đòi hỏi ít vật liệu hơn và sử dụng ít tài nguyên hơn. Điều này có thể giúp các kiến trúc sư tạo ra những hình dạng không chuẩn hóa trong quá trình sáng tạo của họ. AI cung cấp cho các kiến trúc sư nhiều dữ liệu hơn để thiết kế nhiều giải pháp hơn với nhu cầu sư dụng vật liệu ít hơn. Ngoài ra, nó còn giúp các kiến trúc sư thiết kế các tòa nhà có không gian sử dụng hiệu quả hơn để giảm lãng phí năng lượng và chi phí vận hành. Nhìn chung, AI sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa việc sử dụng nguyên liệu và xử lý chất thải. Máy móc học tập bằng cách thu thập kiến thức và thực hiện các nhiệm vụ giống như của con người để có thể tạo ra các khả năng phát triển giải pháp. AI có thể giúp giảm việc sử dụng quá mức tài nguyên thiên nhiên, do đó sẽ tăng cường quản lý môi trường để có cuộc sống lành mạnh bền vững. AI có thể mang đến những cơ hội mới để giải quyết những vấn đề môi trường to lớn. Chẳng hạn, AI có thể đề xuất các chiến lược và biện pháp dựa trên dữ liệu đã tổng hợp để đạt được các tiến bộ trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu. AI có thể vận hành các khả năng dự đoán mạnh mẽ và hệ thống lưới điện thông minh nhằm quản lý việc sử dụng năng lượng tái tạo. Dự báo thời tiết chính xác có thể tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm phát sinh ô nhiễm carbon để có thể cải thiện việc quản lý tải và lưu trữ năng lượng. Ứng dụng của AI trong thiết kế tham số Một ứng dụng nổi bật của AI trong bảo vệ môi trường là biến đổi 5. Ứng dụng của AI trong thiết kế bền vững phương tiện giao thông cơ giới thành Xe điện (EV) mang lại lợi ích trực tiếp cho AI có thể được sử dụng để tạo ra các thiết kế bền vững giúp giảm tác môi trường. Khí thải nhà kính (GHG) do ô tô tạo ra là nguồn gây ra biến đổi khí động môi trường của các tòa nhà. Bằng cách phân tích dữ liệu về các yếu tố hậu có hại nhất, đồng thời chúng cũng có những tác động tiêu cực to lớn đối như sử dụng năng lượng, tiêu thụ nước và quản lý chất thải, thuật toán AI có với sức khỏe con người. Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) tuyên bố rằng xe thể giúp kiến trúc sư tạo ra các tòa nhà được tối ưu hóa để đảm bảo tính bền điện hoàn toàn không có khí thải độc hại đối với sức khỏe và môi trường. AI có vững. Điều này có thể giúp giảm chi phí, cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng thể thu thập dữ liệu từ phương tiện giao thông, cảm biến và camera để có thể và thúc đẩy một tương lai bền vững hơn cho môi trường xây dựng. phát hiện các nguồn ô nhiễm sớm hơn so với trước đây và việc loại bỏ ô nhiễm không khí có thể được cải thiện đáng kể. Giờ đây, có một hệ thống AI tích hợp 6. Ứng dụng của AI trong lựa chọn vật liệu xây dựng được gọi là máy lọc không khí có thể ghi lại dữ liệu về chất lượng không khí và Ngày nay, các quá trình tối ưu hóa năng lượng và vật liệu mất rất nhiều môi trường trong thời gian thực và điều chỉnh hiệu quả lọc không khí. Hơn nữa, thời gian do phải tính toán phức tạp và sửa đổi nhiều lần trong thiết kế. Khi áp công nghệ AI có thể gửi cảnh báo cho người dân về mức độ ô nhiễm tại khu dụng AI cho các bước này sẽ giúp tiết kiệm thời gian và mang lại những cải tiến vực sinh sống. Nói chung, AI sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc bảo vệ rõ rệt cho sản phẩm cuối cùng. Mục tiêu của việc tối ưu hóa là giảm thiểu sử và cải thiện chất lượng môi trường. dụng các vật liệu sẽ ảnh hưởng đến nhu cầu năng lượng và chi phí dự án trong 106 107
Bất chấp nhiều lợi ích mà AI mang lại cho ngành thiết kế kiến trúc, vẫn VẬT LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ THÍCH ỨNG VỚI KIẾN TRÚC BẢN ĐỊA GẶP GỠ MÙA THU 2023 có một số lo ngại được đưa ra. Một trong những mối quan tâm chính là liệu rằng công nghệ AI có thể thay thế các kiến trúc sư, làm giảm nhu cầu tham gia của con người vào quá trình thiết kế. Mặc dù đúng là các thuật toán AI có thể tự động hóa nhiều nhiệm vụ mà các kiến trúc sư thường thực hiện nhưng AI sẽ chỉ thay thế một phần công việc bàn giấy của các kiến trúc sư. Thay vào đó, công nghệ AI có thể sẽ nâng cao vai trò của kiến trúc sư, cung cấp cho họ các công cụ và phương pháp mới để cải thiện chất lượng thiết kế và giúp công việc của họ hiệu quả hơn. TƯƠNG LAI CỦA AI TRONG KIẾN TRÚC Trong tương lai, kỳ vọng đặt ra rằng công nghệ AI sẽ tiếp tục phát triển và có tác động tích cực hơn nữa đến ngành thiết kế kiến trúc. Ví dụ, các công nghệ AI như thiết kế tổng quát và thuật toán tiến hóa có thể thay đổi hoàn toàn cách các kiến trúc sư tiếp cận quá trình thiết kế, cho phép họ khám phá và thử nghiệm các khả năng thiết kế vô hạn trong một khoảng thời gian ngắn so với các phương pháp truyền thống. Việc ứng dụng công nghệ AI trong ngành thiết kế kiến trúc cũng mang đến những cơ hội mới cho sự hợp tác và trao đổi kiến thức liên ngành. Các kiến trúc sư, kỹ sư và chuyên gia xây dựng có thể làm việc cùng nhau để phát triển các công nghệ AI mới và tích hợp chúng vào quy trình thiết kế và xây dựng, nâng cao chất lượng và hiệu quả công việc của họ. Kết quả ứng dụng AI trong việc bảo vệ môi trường. Nguồn mdpi.com Nguồn tham khảo: 1. Understanding the Role of Architect in the Artificial Intelligence Era - “An Approach to AIA in Egypt” - MSA ENGINEERING JOURNAL 2. The impact of emerging AI technologies on architecture- Rebecca W. Edmunds AIA 3. 5 Ways That Artificial Intelligence Will Change Architecture - Patrick Murphy 4. Revolutionizing Architecture: The Impact of Artificial Intelligence - Ian Fulgar 108 109