基于BIM的AI參數(shù)化與自動化施工

基于BIM的AI參數(shù)化與自動化施工某城建建筑工業(yè)有限公司匯報人：匯報時間:內(nèi)容提要01、前言自動化施工全解02、03、誤區(qū)04、展望01ir—i—刖目1、前言1975年，“BIM之父”，喬治亞理工大學(xué)的ChuckEastman教授創(chuàng)建了BIM理念。至今，BIM己處在應(yīng)用發(fā)展階段。BIM理念的產(chǎn)生受到1973年全球石油危機的影響，全美都在考慮如何提高各行業(yè)的工作效率。Eastman教授正是在這個背景下提出BIM，用于建筑工程的可視化和量化分析，提高工程建設(shè)效率。我們又到了新一輪的全球能源危機、經(jīng)濟衰退、急需提高工作效率的時代。70-80年代，在Hillyard提出的變量幾何和幾何約束思想的影響下，Gossard和研究小組利用多維線性方程組進行變量幾何法的求解原理發(fā)展出幾何約束的繪圖方法。到80年代中期至90年代初，研究者將幾何推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等人工智能方法應(yīng)用到設(shè)計之中。1、前言90年代至今，參數(shù)化設(shè)計己經(jīng)廣泛運用在諸多領(lǐng)域，建筑領(lǐng)域由ZahaHadid,FrankGerhy等一批前沿建筑事務(wù)所對其進行了將近20年的發(fā)展和運用。參數(shù)化作為一個去人工化的工具，在建筑設(shè)計過程中確實提高了不少效率。而自動化建造從多維機器臂到3D打印建筑，都在快速發(fā)展之中，這兩種方式的結(jié)合也將讓建造變得更為快速和簡單。不遠的將來，建造一棟房子如同做一把椅子一樣，想換了就隨時拆掉，建筑垃圾會被從新粉碎成建筑材料，進行循環(huán)建造。建筑將淪為一種工業(yè)產(chǎn)品，一件沒有歸屬感的可被隨意拋棄的廉價商品。如果把AI+BIM+參數(shù)化+自動化施工整合起來，將成為一套建筑設(shè)計與建造流水線的生產(chǎn)過程。這里我不想對其設(shè)計水平進行討論，僅僅就這套模式對建筑行業(yè)工作方式、工作效率方面的改變做一些戰(zhàn)略性構(gòu)想。02自動化施工全解1、—體化AI建筑師并不和人類建筑師一樣，是一個個真實的個體。AI建筑師是一體化的，你可以說它只有一個母體，根據(jù)工作需要立刻生成一個專屬的AI建筑師。任務(wù)完成，這個AI建筑師又化作一堆數(shù)據(jù)，有用的數(shù)據(jù)被吸收，無用的被刪除?？梢哉fAI建筑師是一個，也是無數(shù)個，AI建筑師是母體的一個個分身。這就是AI建筑平臺的一體化。一體化可以把溝通成本降到最低，把工作效率極大化。一體化是一種知識共享的最大化，每—個AI建筑師都可以任意調(diào)用完整的母體知識儲<_辛二，.茇瘦？5托裏停月________2、基地勘察iriiiiiiiiiiiff!lli;ShMl這個工作由專項的低級AI建筑師就可以勝任。AI控制的無人機配合深度掃描攝像頭，對項目基地進行全方位勘察，對當(dāng)?shù)刈匀粭l件、地表條件、地質(zhì)條件、交通人流狀況等諸多設(shè)計要素進行全方面收集和整理，并量化生成設(shè)計初始參數(shù)表單。3、方案設(shè)計在低級AI建筑師階段，還是由人類建筑師為設(shè)計主導(dǎo)，AI作為設(shè)計助理，進行數(shù)據(jù)收集、整理與消化，供人類建筑師參考。3、方案設(shè)計在低級AI建筑師階段，還是由人類建筑師為設(shè)計主導(dǎo)，AI作為設(shè)計助理，進行數(shù)據(jù)收集、整理與消化，供人類建筑師參考。人類建筑師根據(jù)設(shè)計初始參數(shù)表單進行編程，調(diào)用的程序模塊也由AI預(yù)先生成，人類建筑師對模塊進行“組裝”，再對程序生成的建筑形態(tài)進行人工篩選，選出人工判別的最優(yōu)方案。而在高級AI建筑師階段，人類建筑師只需要提出特定要求，由AI進行程序編寫，再由人工判別建筑形態(tài)。這一階段，人類建筑師更趨向于一個具備豐富人文藝術(shù)內(nèi)涵的建筑產(chǎn)品分揀員，進行設(shè)計方案的篩選和調(diào)試工作。而到了超級AI建筑師階段，AI不再需要人類建筑師的參與，可視化設(shè)計部分完全省略，設(shè)計過程都是數(shù)字形式的存在。超級AI建筑師具備了人類建筑師的審美能力，可以獨立對建筑形態(tài)進行篩選判別。3、方案設(shè)計4、模擬有了AI建筑師的介入，數(shù)字建筑的一切參數(shù)，從日照模擬、熱效應(yīng)模擬、節(jié)能環(huán)保模擬、人流模擬到造價成本的測算、抗震抗洪模擬，沒有一項是不能模擬的。這項工作幾乎0成本，又可以最大限度地對設(shè)計進行糾錯和優(yōu)化。5、協(xié)同作業(yè)而在協(xié)同建造方面，低級AI建筑師起到助理的作用，而高級AI建筑師和超級AI建筑師，都可獨立勝任?！獋€AI協(xié)作平臺，包括了勘察數(shù)據(jù)、設(shè)計數(shù)據(jù)、施工數(shù)據(jù)的匯總、整理、量化、編排、組合、再生。人類建筑工人也會被自動化建造機器所取代。由AI建筑師統(tǒng)領(lǐng)下的自動化建造將會更安全，更精準，更快速，更廉價，更高效。只要把對話窗口給到甲方和施工方，就可以全天候24小時發(fā)布指令協(xié)同工作。在AI建筑師和自動化施工機器人的協(xié)作下，施工圖紙和施工的誤差可以降到0,協(xié)同工作量也會大大降低，整個AI設(shè)計平臺的效率極大化。6、代理人與去代理化人類建筑師從建筑設(shè)計的主體一步步出讓自己的職業(yè)技能和社會地位。在低級AI階段，人類建筑師仍舊是設(shè)計主體。到了高級AI階段，人類建筑師很快會轉(zhuǎn)變成設(shè)計代理人，主體工作由AI來完成，人類建筑師主要是溝通和表現(xiàn)的載體。到了超級AI階段，將開展全方位的去人工化，去代理化，人類建筑師連代理人都做不了了。I______________________________________________17、系統(tǒng)化AI建筑師不僅擅長建筑，更擅長城市規(guī)劃。如果把整個城市的交通、管線和基礎(chǔ)設(shè)施都交由AI來進行系統(tǒng)化設(shè)計和施工，一定會有條不紊，高效且大幅節(jié)約成本。不過我相信，人工智能建造的城市太過精確，太過確定，沒有隨機性，會導(dǎo)致一種過度的工業(yè)感而顯得死板乏味。人類建造的城市之所以有其豐富性，是因為人類會犯錯，人類很主觀，人類會突發(fā)奇想，這給了城市和建筑無限的可能性。要知道，不確定性才是我們的生活。8、建筑師S!!相比之下，PeterZumthor這樣的建筑師很難被AI建筑師取代，他的建筑繼承了一種神性，并且飽含情感和人文情懷，他的建筑具有打動人的特質(zhì)，這是AI建筑師難以企及的。RemKoolhaas以強大的建筑理論和預(yù)見性的支撐，也不太容易被AI建筑師取代。而像ZahaHadid，F(xiàn)rankGerhy這樣看似極具個性和未來感卻己經(jīng)被程序化的設(shè)計風(fēng)格，很容易被AI建筑師取代，他們的建筑語言有章可循，而且具有容易識別的形式化符號。不論如何，這些建筑師年事己高，有的也己過世。在延緩衰老的科技還未成熟的今天，我想他們不太可能撐到超級AI全面取代人類建筑師的那個時代。8、建筑師年輕建筑師的代表之中，BIG這樣的創(chuàng)意型事務(wù)所正在變成大型商業(yè)事務(wù)所，它的程式化設(shè)計方法相當(dāng)明顯，人類建筑師在那樣的訓(xùn)練下也能做出類似的作品。在AI的諸多優(yōu)勢的強攻下，不久的將來，BIG這樣的大型事務(wù)所為了降低人力成本提高工作效率，會更替大批人類建筑師，最后直至被AI建筑師蠶食殆盡?；蛟SMAD這樣?xùn)|方氣質(zhì)的創(chuàng)意型建筑事務(wù)所會比BIG活的久一點，但人類建筑師的自我突破是多么地難，而AI建筑師的進化又是多么地迅速。AI建筑師可能出不了什么劃時代的偉大建筑作品，但滿足社會大部分建造的需求還是綽綽有余的。9、建筑學(xué)院建筑行業(yè)的人工智能化勢必會對建筑學(xué)院的教育體系產(chǎn)生巨大影響。一個很直接的影響就是，人類社會不再需要那么多人類建筑師，這會導(dǎo)致建筑學(xué)院大縮水。有水準的建筑學(xué)院會轉(zhuǎn)化成為大師班，專門培養(yǎng)不差錢的建筑貴族，以延續(xù)人類建筑學(xué)的發(fā)展。而大量的建筑學(xué)院會解散，或許會成為人工智能建筑平臺的知識庫，轉(zhuǎn)而培養(yǎng)AI建筑師而不是人類建筑師。待AI建筑師達到足以自學(xué)成才的水平，這些建筑學(xué)院也就沒有存在的必要了。9、建筑學(xué)院那么在2030年到來之前，在這十多年內(nèi)，建筑學(xué)院應(yīng)該教給學(xué)生什么？我想只有一個：創(chuàng)造力。不要把時間浪費在那些能被AI建筑師取代的地方。雖然建筑師的培養(yǎng)確實需要基本功的訓(xùn)練，但現(xiàn)有的教學(xué)體系正在把學(xué)生培養(yǎng)成熟練操作各種程序和參數(shù)化建筑產(chǎn)品的分揀員。既沒有培養(yǎng)建筑師的手感，也沒有培養(yǎng)建筑師的創(chuàng)造力，連人文藝術(shù)素養(yǎng)的培養(yǎng)仍舊缺乏。這三點恰恰是未來十幾年后，這些年輕學(xué)生賴以生存和競爭的能力。未來可能很慘淡，但依舊選擇了建筑師這個職業(yè)的人們以及學(xué)者們，應(yīng)該好好想一想建筑學(xué)的未來，好好想一想下一代建筑師的未來。03誤區(qū)1、人工智能可以解決老齡化國家的勞動力問題人工智能在不久的將來配合自動化系統(tǒng)確實可以替代部分勞動力。人工智能的生產(chǎn)效率要達到最大化，就要最大限度地取代人類勞動者。這是野城提出的“人工智能生產(chǎn)效率第一定律”。根據(jù)這個定律，人工智能根據(jù)自身的智能化階段，不斷替代人類勞動者，不管你是哪個年齡層只要符合AI的替代標準，就會被其取代，直至最終替代全部人類勞動者。2、人工智能可以把建筑師從繁重的工作中解放出來，更利于建筑師創(chuàng)作和思考在低人工智能的時期，確實是以人工智能和人類共同協(xié)作的方式來工作，這一有限的階段確實可以讓部分重復(fù)性畫圖的“建筑師繪圖員”從繁瑣枯燥的繪圖流程中解脫出來。AI—旦發(fā)展到高級人工智能，將會首先取代這些“建筑師繪圖員”。大型設(shè)計院和大型商業(yè)事務(wù)所將會義無反顧地大裁員來雇傭不需要社保和工資，不需要休息也不會罷工的AI建筑師。3、職業(yè)建筑師是需要資質(zhì)的，人工智能沒有資質(zhì)就目前看來，注冊建筑師確實是建筑師的從業(yè)資質(zhì)。一個建筑師需要有多年的從業(yè)經(jīng)驗，再加上嚴格的理論和現(xiàn)場設(shè)計考試來選拔符合標準的建筑師。但這一資質(zhì)在人工智能時代變得毫無意義，“一注”將沒有任何存在價值。注冊建筑師的標準是一種規(guī)范，凡是程式化的東西都會被人工智能輕而易舉地掌握，未來的AI建筑師100%會是注冊建筑師，也就是說所有AI建筑師都是一注的時候，一；注還有任何存在的意義么？人類建筑師再去考一注又有何意義？！未來的建筑事務(wù)所的資質(zhì)不是看你有多少一注人類建筑師，而是看你有多少超級AI建筑師。4、人工智能可以提高甲方與建筑師的溝通和工作效率在低級和高級人工智能時代，AI作為人類建筑師的助手，確實可以與甲方進行更有效的溝通。但發(fā)展到超級人工智能時代，AI將跳過人類建筑師，直接與甲方溝通。甲方也不再需要人類建筑師，他只要在人工智能平臺上雇一個任意代號任意性別的AI建筑師，一切交給它就可以了，沒有人類建筑師什么事兒了。現(xiàn)在有些剛剛開始搞人工智能建筑平臺的科技公司，我是很看好它們，但我很不看好人類建筑師。這些人工智能平臺剛開始的時候目標客戶還是人類建筑師，成為人類建筑師的得力幫手，并一起與其成長。4、人工智能可以提高甲方與建筑師的溝通和工作效率智能平臺會從人類建筑師那里采集知識、經(jīng)驗等數(shù)據(jù)，不斷完整大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，再加上人工智能的深度學(xué)習(xí)功能，很快會自我進化為AI建筑師。這個過程就像無人駕駛汽車學(xué)習(xí)車主的駕車經(jīng)驗習(xí)慣，最后可以擺脫車主的控制獨立成為AI駕駛員。而那些人類建筑師海量用戶，在有償使用AI建筑師的服務(wù)之后，最后都會淪為AI的藥渣。超級AI建筑師一旦養(yǎng)成，將會全面取代人類建筑師。5、人機合一可以讓人類建筑師保住工作在超級人工智能階段，AI建筑師己經(jīng)可以完全取代人類建筑師的工作。它可以直接與甲方溝通并滿足甲方的設(shè)計要求。人機合一是不是可以讓人類繼續(xù)參與工作？對于超級AI建筑師來說，人類建筑師的大腦是一個累贅，身體倒是可以利用。人類建筑師如果愿意貢獻軀殼，讓AI植入，或許可以象征性地保住建筑師身份。不過這無異于與撒旦簽了一份賣身契。對于AI來說，人類建筑師只是代理人，可以節(jié)省制造仿人機器人的成本，前提是這個人類建筑師要有足夠的表達溝通能力，要有良好的形象和人格魅力，或者甲方比較喜歡與人類溝通。S、人機合一可以讓人類建筑師保住工作當(dāng)然這個人類建筑師還可以充當(dāng)AI建筑師的移動電池，前提是這個建筑師得身強力壯提供更多的能量，不過這種肌肉男能量棒做代理人還是會嚇到甲方的吧。除此之外，AI建筑師并不需要人類建筑師參與設(shè)計。人類建筑師要工資，要吃喝拉撒，要睡覺，會生病，有情緒。這些都在耽誤Ai建筑師的工作效率，增加人機合一的成本。04展望我想我這篇