Algoritmiska arhitektura: izmantojot mākslīgo intelektu ēku projektēšanai

Dizaina evolucija

Dizains laika gaita attīstās. Arhitektūra, kas projektēta un uzcelta 1921. gadā, neizskatīsies tāpat kā ēka no 1971. vai 2021. gada. Tendences mainās, materiāli attīstās, un jautājumi, piemēram, ilgtspējība, kļūst svarīgāki, starp citiem faktoriem. Bet ko darīt, ja šī evolucija nebūtu tikai par to, kādas ēkas projektē arhitekti, bet būtu patiesībā atslēga tam, viņi projektē? Tā ir evolūcijas algoritmu solījums kā dizaina rīkam.

Lai gan dizaineri jau sen izmanto rīkus, piemēram, datorizētu dizaina palīdzību (CAD), lai palīdzētu konceptualizēt projektus, generatīvā dizaina atbalstītāji vēlas iet vairākus soļus tālāk. Viņi vēlas izmantot algoritmus, kas datorā atdarina evolūcijas procesus, lai palīdzētu projektēt ēkas no pašiem pamatiem. Un, vismaz attiecībā uz mājām, rezultāti ir diezgan interesanti.

Generatīvais dizains

Celestino Soddu ir strādājis ar evolūcijas algoritmiem ilgāk nekā lielākā daļa cilvēku šodien izmanto datorus. Šis mūsdienu itāļu arhitekts un dizainers tagad ir savos septiņdesmitajos gados un Soddu kļuva ieinteresēts par tehnoloģijas potenciālo ietekmi uz dizainu jau Apple II laikos. Viņu interesēja iespēja bezgalīgi improvizēt uz tēmas. Vai kā Soddu, kurš ir arī generatīvā dizaina profesors Milānas Politehnikas universitātē Itālijā, teica, viņam patika ideja par “bezgalīgas variācijas durvju atvēršanu”.

Generatīvā algoritmiskā dizaina perspektīva ir, virspusēji skatoties, salīdzinoši vienkārša. Ir noteikti “noteikumi”, kas definē konkrētus objektus, vai tie būtu bungalo vai baroka katedrāle. Ģenētiskais algoritms atdarina evolūciju datorprogrammas veidolā kā veidu, kā optimizēt risinājumus. Definējot to, ko Soddu uzskata par noteikumiem, kas definē konkrētu dizaina gabalu, viņa algoritmi var konceptualizēt, kā objekti varētu izskatīties, ja tie būtu dzīvi radījumi, kas piedzīvojuši tūkstošiem gadu dabisku atlasi.

Viņš sāka projektēt “sugu” generatīvo Itālijas viduslaiku pilsētu 1980. gadu sākumā. Darbs rada bezgalīgus 3D modeļus viduslaiku pilsētām, no kurām katrs ir nedaudz atšķirīgs. Kopš tā laika Soddu turpinājis eksperimentēt ar generatīvo dizainu kā daļu no savas prakses. “Viens no maniem pēdējiem projektiem ir priekšlikums Parīzes Notre Dame smailes atjaunošanai,” viņš teica. Dizains (kas diemžēl netiks izmantots) attēlo ugunsgrēkā iznīcināto smaili kā gandrīz izliektu apgrieztu ledus gabalu, kas stiepjas debesu virzienā.

Soddu dizainu pievilcība ir nejaušības elements, ko algoritms ievieš. Bet tas arī atver aizraujošas iespējas, ko var piemērot ne tikai arhitektūrai, bet jebkuram dizainam. Piemēram, dizaina aģentūra varētu radīt simtiem krēslu, no kuriem katrs ir nedaudz atšķirīgs. Viņš šo veida dizainu sauc par “ideju-produktiem”.

Radošais tehnologs darbā

Soddu nav vienīgais cilvēks, kurš interesējas par ģenētiskajiem algoritmiem ēku iztēlošanai. Lisabonas, Portugāles mūziķis un radošais tehnologs Moullinex nesen radīja mūzikas videoklipu ar viļņainu brutalisma ēku ainavu. Uz pirmo acu uzmetienu šie šķiet reālas ēkas ar pārveidojošu efektu, kas ļauj pāriet no vienas uz nākamo. Patiesībā tās ir izdomātas ar generatīvajiem algoritmiem.

“Generatīvais pretinieku tīkls – šajā gadījumā StyleGAN2-ada – tika apmācīts ar reālu ēku attēliem un pēc tam spēj radīt jaunus attēlus, balstoties uz to, ko tas ir iemācījies,” Moullinex jeb Luiss Klara Gomess teica. “To, ko jūs redzat, ir tīkla interpretācija par to, kas ir dati. Kā analogiju var minēt bērna rādīšanu kaķu attēliem un pēc tam lūgumu izveidot jaunu kaķi, balstoties uz iegūtajiem zināšanu. Jo vairāk kaķus jūs parādīsit – [nozīmē] jo lielāks apmācības datu kopums – jo kaķveidīgāki būs radītie attēli.”

Kopš sākotnējā mūzikas videoklipa izveides Moullinex turpinājis strādāt pie projekta un joprojām ir ieintriģēts par iespējamo.

“Es labprāt skatos uz GAN kā uz cepeškrasni: jūs iegūstat un veidojat mālu, ļaujiet partijai cepties un gaidiet rezultātus,” teica Moullinex. “Kuras daļas jūs izvēlaties un kā jūs tās prezentējat atkal ir atkarīgs no jums. Tas ir vingrinājums atteikties no zināma kontroles līmeņa un atstāt dažas lietas nejaušības ziņa. Kā kāds, kurš sekojis šai tehnoloģiju jomai gadiem ilgi … man tas šķiet fascinējoši, ka mūsu entropijas, haosa un neparedzamības avots – visas labas sastāvdaļas iedvesmai un radošumam – nāk no tehnoloģijas.”

Viens no lielajiem jautajumiem par jebkuru veidu apgalvoto radošo mākslisko intelektu ir tas, vai tas atņem cilvēka dizainerim. Neviens nekad nepiedalos krāsas vai gravitacijas kreditoram kā vienlīdz līdzautors gleznai kopar ar mkslinieku, bet ar mkslisko intelektu tas nav tik vienkrsi. Bet Soddu nav satraukts.

“Nē, tieši otradi,” teica Soddu. “Radošums, citējot [franču matematiķi Henriju] Poincaré, ir spēja interpretēt to, kas pastav, piedavajot jaunu sistemu attiecibu starp dalam. Tas noteikti nav tikai jaunu formu mekljums. Mans generatvais projekts ir dzimis … no subjektvas pagtnes interpretacijas izmantojot originalus genetiskos algoritmus spejigus parstavet so subjektivitati. Digitala evolucija ir neticama iespeja subjektivajai idejai tikt parstaveta tas daudzveidigaja un bezgaligaja variacija.”

Vai tuvojas ielai tuvu jums?

Ldz imenai evolcijas algoritmi ir palikui aizraujoss blakusprodukts galvenajam dizainam. Tpat k A.I.etika bija abstrakta ideja ldz brdim kad pkiens pasaulei to vajadzeja generatvais dizains bija interesanta joma par ko diskutet bet ar salidzinosi minimlu pielietojumu.

Problma nav tda ka genetiskie algoritmi rada nepraktiskus dizainus. NASA ir izmantojusi sateltu komponentus ko projektjis genetiskie algoritmi dargos realas pasaules misijas. Ne tikai ka si komponenti bija efektivi tie stradaja labak neka cilveku projektetie alternativi – un cilveku inzenieri kas tos aplukoja nevareja saprast kapc. Ka norada Moullinex tad nav iemesla kapc genetiskais algoritms nevar but optimizets lai ieklautu prasibas piemeram funkcionalitati estetiku izmaksas ilgtspeju un etiku.

T viet viet generatvie algoritmi bija programmatras risinajums bez atbilstosas aparatras. Tas var mainities. Nesen Digital Trends rakstija par daudzgadu projektu kas meklja izmantot evolucijas A.I.robotu projektanai citplanetu izpetei. Ideja? Ka 3D printera iestade var tikt palaidusi uz citu planetu lai izprintetu labakos robotu dizainus bez cilveku nepieciesambas.

Mes tagad dzivojam pasaule kur pastav 3D printetas majas. Sis majas kas var tikt razotas atrak un pardotas par zemaku cenu neka “parastas” majas var radit revoluciju pieejama masveida majoklu joma. Un ziniet ko? Pateicoties genetiskajiem algoritmiem katrs var but nedaudz (vai loti) atskirigs.