فراتر از هوش مصنوعی: چگونه محاسبات شناختی معماری را در سکوت متحول می کند

آرشیتایزر راهنمای فنی این پایگاه داده ای از ابزارهای فناوری برای معماران است – از جدیدترین طراحی مولد و هوش مصنوعی گرفته تا رندر، تجسم، مدل سازی سه بعدی، مدیریت پروژه و موارد دیگر. کتابخانه کامل دسته ها را کاوش کنید اینجا.

همانطور که به قرن بیست و یکم می رویم، مرزهای جدیدی در حال ظهور هستند: هوش مصنوعی (AI) و اصول محاسبات شناختی در حال تغییر ساختار محیط ساخته شده ما هستند. فناوری هوش مصنوعی تکنیک هایی مانند طراحی مولد، شبیه سازی و بهینه سازی را از طریق استفاده از الگوریتم ها و سیستم های یادگیری ماشین نشان داده است. به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل مجموعه داده های بزرگ برای تصمیم گیری در مورد جهت گیری ساختمان، انتخاب مصالح، یا عملکرد انرژی منجر به راه حل های معماری پیشگامانه در دهه گذشته شده است.

تفاوت بین ابزارهای هوش مصنوعی و سیستم های محاسبات شناختی چیست؟

هوش مصنوعی به شبیه سازی فرآیندهای هوش انسانی توسط ماشین ها اشاره دارد که شامل یادگیری، استدلال و اصلاح خود است. از سوی دیگر، محاسبات شناختی با منطق کمی متفاوت و خودانگیخته تر عمل می کند. بر تقلید تمرکز دارد چگونه ذهن انسان با تمرکز بر پردازش زبان طبیعی، تشخیص الگو و درک زمینه کار می کند. برخلاف روش‌های سنتی هوش مصنوعی، که به شدت بر قوانین و الگوریتم‌های از پیش تعریف‌شده تکیه می‌کنند، سیستم‌های محاسباتی شناختی برای تقلید از افکار انسان، از جمله تفکر، یادگیری و حل مسئله، به روشی طبیعی‌تر و شهودی‌تر طراحی شده‌اند.

در چند سال گذشته، ابزارهای بی‌شماری هوش مصنوعی برای تجزیه و تحلیل شرایط قابل سنجش مانند دما، معیارهای نور، جریان هوا و حتی قوانین و مقررات ساختمانی توسعه یافته‌اند. با این حال، قدرت محاسبات شناختی در توانایی آن در درک و تفسیر داده های بدون ساختار، مانند متن، تصاویر و صدا، و همچنین توانایی آن برای انطباق با زمینه های خاص نهفته است. این شامل فناوری‌هایی مانند پردازش زبان طبیعی (NLP) است که رایانه‌ها را قادر می‌سازد تا زبان انسان را بفهمند و تولید کنند، و بینایی رایانه‌ای که به ماشین‌ها امکان تفسیر و تجزیه و تحلیل اطلاعات بصری را می‌دهد.

در زمینه طراحی معماری، یک نمونه عالی از این فناوری، ساختمان مستقر در مونیخ است که بخش Watson IoT IBM را در خود جای داده است، که بر توسعه و پیاده سازی راه حل های IoT (اینترنت اشیا) برای صنایع مختلف تمرکز دارد. این ساختمان مجهز به شبکه ای پیچیده از حسگرها و دستگاه های اینترنت اشیا است که داده ها را در مورد پارامترهای مختلف محیطی از جمله دما، رطوبت، کیفیت هوا و اشغال جمع آوری می کند.

این داده ها به طور مداوم به پلتفرم محاسبات شناختی IBM واتسون داده می شود که از تجزیه و تحلیل پیشرفته و الگوریتم های یادگیری ماشین برای استخراج بینش و تصمیم گیری آگاهانه در زمان واقعی استفاده می کند. به عنوان مثال، سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) یک ساختمان را می توان به صورت دینامیکی بر اساس سطوح اشغال و عوامل محیطی تنظیم کرد و از آسایش بهینه و بهره وری انرژی در طول روز اطمینان حاصل کرد. سیستم روشنایی ساختمان فراتر از کنترل محیطی است، زیرا می تواند رنگ و شدت آن را بر اساس ترجیحات فردی تنظیم کند. در نهایت، یک پلت فرم محاسبات شناختی می تواند مسائل بالقوه آینده را شناسایی کند و امکان نگهداری پیشگیرانه را فراهم کند.

با این حال، محاسبات شناختی ابزاری است که می تواند نه تنها برای پروژه های پس از ساخت، بلکه در مرحله طراحی مفهومی نیز مورد استفاده قرار گیرد. یکی از مزایای اصلی این سیستم توانایی آن در مقابله با ابهام و عدم قطعیت است که در سناریوهای دنیای واقعی رایج است. با ترکیب استدلال احتمالی و تکنیک های تشخیص الگو، سیستم های محاسبات شناختی می توانند تصمیمات آگاهانه ای را حتی زمانی که با اطلاعات ناقص یا متناقض مواجه می شوند، اتخاذ کنند. مجموعه طراحی مولد Autodesk ویترینی از این فناوری است.

شان آلکویست، استاد معماری در دانشگاه میشیگان و محقق اصلی این پروژه، گفت:

“طراحی محاسباتی در مورد کاوش در طراحی است که به ما توانایی کشف بسیاری از تغییرات ممکن را در مفاهیم خاص می دهد.

این پروژه از الگوریتم های پیش بینی ترکیب شده با طراحی مولد برای ایجاد یک سری از تکرارهای طراحی غرفه استفاده می کند. چالش در روش بسیار نامنظم استفاده از مصالح انتخاب شده برای سازه (سنگ و منسوجات) نهفته است. این سنگ بر روی سکوهای حکاکی شده بسیار نازک تراشیده شده است که از یک بافت لمسی نوآورانه که از سایبان بالا کشیده شده است، پشتیبانی می کند. بر خلاف فرآیندهای طراحی سنتی، که به شدت به کاوش و تکرار دستی متکی هستند، این رویکرد طراحی مولد معماران و مهندسان را قادر می‌سازد تا طیف وسیع‌تری از احتمالات را بررسی کنند، پارامترهای طراحی را تنظیم کنند، گزینه‌های طراحی را ارزیابی کنند و راه‌حل‌های ساختاری را سریع تکرار کنند.

پروژه هایی مانند Autodesk Design Pavilion و IBM Watson IoT Headquarters با تعریف مجدد خواص مواد، فراتر رفتن از الزامات عملکرد و انطباق با شرایط متغیر در زمان واقعی، مرزهای معماری را پیش می برند، بنابراین پتانسیل تحول آفرین محاسبات شناختی در طراحی معماری را نشان می دهند. باید اذعان کرد که معماری همیشه ایستا تلقی شده است. زمانی که ساختمانی برای ماندگاری در طول زمان طراحی شده بود “موفق” در نظر گرفته شد. با این حال، فناوری‌های نوظهور به طرح‌های معماری اجازه داده‌اند تا نه تنها با افرادی که مستقیماً فضا را تجربه می‌کنند، بلکه با بافت‌های وسیع‌تر محیطی، اجتماعی و حتی تاریخی که در آن زندگی می‌کنند، تعامل بیشتری پیدا کنند.

آرشیتایزر راهنمای فنی این پایگاه داده ای از ابزارهای فناوری برای معماران است – از جدیدترین طراحی مولد و هوش مصنوعی گرفته تا رندر، تجسم، مدل سازی سه بعدی، مدیریت پروژه و موارد دیگر. کتابخانه کامل دسته ها را کاوش کنید اینجا.