или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Искусственный интеллект и роботы-строители открывают новые возможности в архитектуре

schedule 25.02.2015 в 12:48 link искусственный интеллект робот-строитель
Компьютеры превратили архитектуру в настоящее вычислительное искусство. Они позволили визуализировать проекты в полностью написанные 3D-графики и автоматически проверить конструкции согласно строительных норм, правил и других нормативных характеристик. И они сделали возможными конструкции, которые были немыслимы или невообразимы 50 лет назад. Архитектура, музыка, искусство, игры и произведения художественной литературы могут быть созданы с помощью алгоритмов, - сообщает Robotics.ua.

Один архитектор изучил эту идею. Это Майкл Хансмайер (Michael Hansmeyer), который в настоящее время является приглашенным профессором в Юго-восточном университете в Нанкине, Китай. Он видит архитектуру созревшей для вычислительных технологий, и это означает, что мы входим в эпоху, когда ранее невозможные и невообразимые вещи в настоящее время становятся выполнимы и принимают форму.



Чем сложнее, тем заманчивее

Сложность больше не препятствие, а скорее возможность, - пишет исследователь на своем сайте. И мы видим, как это воплощено в его работе, которая полна тонких и кривых линий с замысловатыми узорами и формами, которые выглядят почти футуристически.

Самый известный среди его проектов - это Digital Grotesque (Цифровой Гротеск), над которым он работал с коллегой по вычислительной архитекторе Benjamin Dillenburger в 2013 году. Для того, чтобы создать дизайн, ученые написали программу, которая использует алгоритм разбития поверхности каждого столбца на четыре меньших поверхности, каждая из которых немного отличается по текстуре, а затем разделяет эти поверхности на меньшие. В процессе работы форма структуры превратились во что-то сложное и чужеродное, но которое четко коренится в геометрии. Вы можете увидеть видео демонстрации этого продукта и конечный результат ниже.

Эта сложность поразила людей, которые видели структуру. Hansmeyer рассказывает, что люди настаивали на прикосновении к столбцам, несмотря на просьбы не делать этого. Он считает, что это интересно, так как он показывает, как алгоритмы могут легко кодировать различные масштабы и уровни информации в архитектуре.

Отвечая на вопрос, может ли человек быть разработан цифровым гротеском с помощью традиционного метода, Hansmeyer говорит, что «это очень трудно сделать разделы в колонке с шестнадцатью миллионами граней, используя традиционное перо или мышь, но теоретически это возможно». Более интересным, отмечает он, является то, что алгоритмическая конструкция, такая как эта трехмерная, не нуждается в посредническом 2D представлении.

Это не означает, что алгоритмы не могут быть использованы при разработке 2D представления пространства. Возьмите исследователей Стэнфордского университета Paul Merrell, Eric Schkufza и Vladlen Koltun, которые создают подробные поэтажные планы из набора требований высокого уровня. Но сила компьютерной графики и автоматизированного проектирования (CAD) заключается в ее способности разрезать продукты абстракции, чтобы получить представление конечного продукта, а в случае архитектуры, по крайней мере, это 3D.

В дизайне и архитектуре, большинство исследований алгоритмов и вычислительного творчества были сосредоточены на такого рода основные ИИ - инструменты, которые поддерживают процесс проектирования, создания бесконечных потоков возможностей путем мутации существующих конструкций или которые отделяют художественные аспекты от функциональных единиц.

Это то, на чем специализируется Институт вычислительного искусства Амстердама (IAAA). Ученые автоматизируют процесс проектирования в соответствии с «визуальной грамматикой». «В одном конкретном примере», говорит Jos de Bruin, профессор из IAAA, «я разработал расширенные AutoCAD, которые имели идеи архитектора для проектирования мансарды и превратили их в алгоритмы генерации вариантов экземпляра этого стиля.»



Роботы-мастера

Преподаватель из Университета Сиднея компьютерного дизайна Роб Сандерс развивает вычислительные модели для искусства. Он работает с любознательными агентами, которые исследуют возможности пространства - принципиальную почву для кода и творческие системы, которые управляют изменениями в социальных и физических средах.

Работа Сандерса, как правило, искажает концептуальные сферы дизайна, но он говорит, что он начинает работать с архитекторами, которые доверяют технологии, лежащей в этих творческих робототехнических системах с некоторыми из основ архитектуры, а именно теми, которые непосредственно связаны с материалами.

 «Роботы отлично справляются с повторяющимися задачами и работают с материалами, которые хорошо реагируют», объясняет Сандерс. «Поэтому, когда вы работаете с высококачественной древесиной, или пеной высокой плотности, или высококачественным камнем в той или иной форме, они в основном будут всегда реагировать одинаково. Мы заинтересованы в попытке разработать роботов, которые способны учиться работать с материалами нелинейными способами, как с горячим воском или низкосортными строительными материалами, такими как низкосортная древесина».

Преимущество этого двоякое: роботы, которые могут манипулировать низкосортными строительными материалами в строительстве, могут быть отправлены в отдаленные районы для работы с местными материалами, которые будет затяжными, и они будут в состоянии произвести совершенно уникальные здания и сооружения.

«Это может показаться очень далеким от сочинения сонета или написания картины», отмечает Сандерс, «но идея того, чтобы сделать это в среде, изменив её в некоторых отношениях - это своего рода практическая форма творчества, и я очень воодушевлен исследовать это. Я думаю, что это то, что имеет реальный потенциал», продолжает он. «Вы могли бы поспорить, что это просто искусственный интеллект, но для меня это самое что ни есть настоящее творчество – работать в рамках ограничений или оспорить эти ограничения путем разработки компетенции, которые расположены в среде, в которой вы работаете, или в данном случае, в которой будет работать робот».

Эти машины могут в сущности стать мастерами, только применяться в промышленном масштабе. Gramazio Fabio и Matthias Kohler из кафедры архитектуры Технического Институа Цюриха являются одними из пионеров в этой области. Они стремятся развивать процессы, которые производят уникальные строения дешево, как индустриальная эпоха воссоздает те же единицы бесчисленное количество раз (что в настоящее время, мы видим, применяется чаще в жилищном строительстве). Они уже разработали роботов, которые могут складывать кирпичи и другие материалы для формирования криволинейных и необычных проектов.

Сандерс ищет способы принести его вычислительный фон творчества в такого рода работу, чтобы роботы получили больший контроль над процессом, так что они могут стать хозяевами работы с материалом путем изучения возможности пространства, анализируя результаты и учась на своих ошибках.

Планы на будущее



Сейчас это исследование находится на очень ранней стадии. Текущая задача заключается в разработке робота, который может слаживать камни неправильной формы, чтобы сформировать стену. Далее они будут двигаться к другим материалам и другим промышленным роботам, и Сандерс отмечает, что есть потенциал для того, как знания должны быть построены гораздо легче, чем с традиционным мастером и учеником.

То, что является захватывающим – это мысли о результате творчества. Сандерс ссылается на робота-художника e-David, который имитирует технику человека в живописи. Ему очень нравится этот проект, но он считает, что было бы еще лучше иметь робота, который изучает свое ремесло таким образом, что никто и не подумает, что это работа крупного промышленного робота. Люди должны обращать внимание на свои сильные стороны и на роботов. Таким образом Сандерс предусматривает робота-каменщика и других роботов-мастеров, которые могли бы использовать свои большие таланты для точности и силы, чтобы выполнить подвиги, работая от основных планов каркаса, разработанных человеком.

Существует слишком много задач для производства различных конструкций, но алгоритмы могут преодолеть ловушки и однородности, вытекающие из необходимости в зданиях, построенных очень быстро по низкой цене. Но с одной стороны, есть вопрос алгоритмической архитектуры, когда компьютер генерирует конструкции из высокого уровня, а с другой стороны есть творческие средства – роботы-мастера, которые работают непосредственно со строительными материалами для удовлетворения каких-то целей высокого уровня.

Современные технологии с IKEA и заводской сборкой зданий вполне могут принести футуристический облик к старым способам. Вскоре каждый жилой дом, или офисное здание, стул или стол будут уникальными, будь то по дизайну или чертежу.

Комментарии: