新刊出炉 | 2018年第2期“人工智能与未来景观”
《景观设计学》2018年第2期
032 | 人工智能与未来景观
主编寄语 | 论文 | 观点与评论 | 主题实践 | 探索与过程
© 景观设计学
提到人工智能，你可能会想到目前已推出的一些初具智能的人形机器人，可能想到上周大热的2018年谷歌I/O开发者大会，也可能想到自开播以来热度一直不减的HBO神剧《西部世界》——在许多人心目当中，这些具有人类情感和自主意识的机器人也许才是人工智能的终极体现。
© 《西部世界》
人工智能的发展在过去几十年经历了若干次起伏。近年来，由于深度学习技术逐渐得到学术界的认可，人工智能相关研究论文呈指数式增长，应用市场吸引了大量投资，全球专业和大众媒体关注热度不减，可以预见，未来数年中人工智能的发展将继续高潮迭起。
面对这股热潮，我们期待景观设计师也能够勇立潮头，去思考和探索：
基于人地关系研究与设计的景观设计领域应当如何借由人工智能技术实现学科的升级突破？
我们应当如何思考设计的价值以及设计师的核心能力？
在人工智能的影响下，我们的工作方式、生活方式及社会参与方式会有哪些变化？
本期，我们希望以人工智能为镜，更多地了解人类自身的未知并探讨如何设计可持续的人类未来。
在主编寄语中，主编俞孔坚认为，人工智能时代已经到来，作为景观设计师，我们应当积极地拥抱它，不仅因为它可以极大地解放我们的大脑，使设计回归于创造，为设计师创造更加理想的人居环境提供潜在机遇，更在于它将启发人们将现实景观视作寄托人类生活理想的载体，恰如电影《头号玩家》所揭示的那样：人们终将回归真实的生活场景和景观体验。所以，创造具有梦境般体验的现实景观将成为人工智能时代颇具竞争力的领域，而设计和创造美丽的景观也将是面向未来的重要职业。
人工智能时代设计师眼中的未来乡村栖居景观：客人可以通过智能手机预订客房及预约其他服务；无人驾驶汽车将客人从高铁站接到目的地；智能客房早在客人到来前就已调试好房间的温度；无人机可随时将热咖啡呈送到房门前……
© 张锦
为了更好地探讨如何将人工智能应用于设计领域，我们希望首先厘清人工智能的概念层级及发展脉络，以及其与设计之间的关系。
在观点与评论栏目中，我们首先采访了6位来自建筑设计、城市规划、景观设计、工业设计等不同学科的学者和设计师。来看看他们眼中的人工智能吧！
北京林业大学园林学院副教授蔡凌豪：
真正的智能是具备自我意识前提下的创造性行为，而人工智能目前还停留在基于庞大数据库、高速运算力和人工逻辑链进行运作的层面。计算机的运作模式决定了人工智能本质上是将复杂的现象和问题分解为无数细小的“是与否”，并通过权重叠加来获得可能的“答案”。
高级城市规划师，深圳市城市空间规划建筑设计有限公司副总规划师，华夏幸福基业城市规划研究院智慧城市首席专家王鹏：
人工智能即是使计算机具备人类的思维决策能力，主要表现为机器可以做更多以往需要人来做的工作。随着人工智能计算能力被引入无处不在的边缘计算物联网硬件中，我们身边的所有物体都将具备一定程度的智能。
清华大学建筑学院副教授、博士生导师，北京城市实验室创始人龙瀛：
现阶段的人工智能基本上属于以“人工”的投入换取“智能”，是以大量基础数据工作（如人工标注）为支撑的。人工智能侧重于认识现状，而设计更多的是面向未来的创造。
特赞创始人，同济大学设计与人工智能实验室主任范凌：
在讨论设计师和人工智能的关系时，我认为“脑机比”（即人脑与机器的比例）的概念可以更为恰当地表述人工智能与人类创造的关系。对于充满不确定性的设计工作，机器成分变大反而会激发人脑的潜能，使之进化甚至释放，而脑机比并不会因此而减少，人类价值也始终占据着重要地位。
江南大学设计学院教授、博士生导师辛向阳：
从哲学角度来讲，人工智能是投射在具有机器学习能力的媒介上的人的意图。设计师应充分理解和运用人工智能所带来的便利和可能性，既为自身的职业发展寻求新的机遇，也通过恰当运用技术推动社会在合理的路径和方向上发展。
华南理工大学建筑学院副教授、硕士生导师赖文波：
人工智能作为一种工具，它提供的“最优解”是不附带伦理性和价值判断的。因此，设计师在运用人工智能的同时，更需要关注自身艺术修养的提高以及正确价值观的培养。
在另一篇采访中，北京大学地球与空间科学学院遥感与地理信息系统研究所教授刘瑜深入浅出地阐述了数据在人工智能领域的作用以及深度学习的边界问题，并就人工智能在现阶段能够发挥的辅助设计功能及其未来发展趋势进行了探讨。刘瑜认为，人工智能的发展其实是黑箱和白箱交替发展的过程，未来对人工智能的研究不仅会更加侧重白箱，而且会更加关注对人类自身的研究。
人工智能、机器学习，以及深度学习的包含关系
© NVIDIA & AI世代
弗吉尼亚大学建筑学院景观设计学系教授Bradley CANTRELL及建筑学院建构环境哲学在读博士张子豪认为，将人工智能应用于景观设计学科所面临的首要挑战在于当前人工智能的定义不适用于系统性的景观框架，故而他们采用智能体－环境框架来定义景观中的智能，并将人工智能列为可以与材料智能和生物物理智能类比探讨的“第三类智能”。这些智能形式可以共同演进，它们的相互作用也将为景观设计学科带来新的机遇。
作为一种基于DRL的人工智能系统概念设计，“荒野创造者”能够提出超出人类理解范围的环境管理策略。
© Bradley Cantrell, Laura J. Martin and Erle C. Ellis
在论文栏目中，建筑师、建筑理论家Neil LEACH通过定义不同形式的人工智能并展示三位设计师及团队的相关设计成果，试图对人工智能的潜力进行讨论，并指出我们对人工智能的理解误区。此外，人工智能对设计过程的影响如此深远，以至于它或许将迫使我们反思许多广为设计界所接受的真理信条。更重要的是，人们一直以来对于“艺术天赋”的迷思也可能被打破。
同济大学设计创意学院讲师曹静等从智能感官增强、智能认知增强和智能反馈增强三方面介绍了人工智能和交互技术如何对景观体验进行拓展。由于其涉及环境设计、心理、神经认知、信号处理、微电子等多学科知识，因此要求空间设计者积极开展跨学科合作，以期使建筑与建成环境设计不再是简单机械建造的产物，而是在人与人工智能的配合下，按照社会需要自然生成、衍化的结果。
利用便携式多导生物传感器探究人脑如何加工不同环境的信息，以及从这些环境刺激中恢复。
© 曹静，何汀滢，陈筝
麻省理工学院城市研究与规划系感知城市实验室博士后研究员李小江等利用经过训练的深度卷积神经网络模型，准确地从街道图像中识别出不同的城市特征，根据图像分割技术处理结果，测算出了马萨诸塞州剑桥市的街道绿化空间分布情况，并对街谷开阔程度进行了量化分析。这一人工智能与大规模采集的街道图像的结合，将为世界范围内的城市景观研究提供全新的视角。
利用PSPNet分割后的谷歌街景全景视图
© 李小江
在主题实践栏目中，来自城室科技的刘浏等也将目光投向了街道。通过运用物体检测识别与场景语义分割技术，结合深度学习模型，机器可以预判人类对周边环境的感知，并对数以千万计的街景照片评分。通过海量的数据标定与模型训练调整，团队打造了全球首个将神经网络模型应用在城市街道感知领域的实例——StreeTalk慢行导航系统。不同于传统的步行导航，StreeTalk不仅考虑了出行时长因素，而且加入了对街道品质的考量，以为不同的出行需求提供多样化的选择。
基于城市感知的慢行导航系统StreeTalk
© 城室科技
澳大利亚SUPERSPACE团队开发了一款用于评估城市环境状况的搜索引擎平台——CIVITAS，它可帮助用户判断某处地域的宜居性或城市体验是否符合预期或特殊要求，用户可从大量的社会空间数据集中选取所需数据，对整个城市或社区、建筑物甚至具体楼层进行定制化分析。
CIVITAS平台基于社区尺度的应用
© SUPERSPACE
大数据时代便捷的数据获取使得空间句法研究成果能够快速应用于数据分析和设计实践。北京交通大学建筑与艺术学院副教授、系主任盛强等以吉林省吉林市轨道交通站点之一的朝阳广场为例，通过应用线段模型以及视域模型中的多智能体模拟工具，对广场内部及周边街道的交通流量和视域整合度进行了分析，并呈现了将分析结果应用于广场设计及方案评价的全过程。
通过空间句法模型分析后生成的朝阳广场设计效果图
© 空间句法－北京交通大学联合实验室
苏黎世联邦理工学院景观设计系教授Christophe GIROT等就瑞士提契诺州坎顿地区的一条高速公路进行了实验性设计。该项目展示了一系列运用计算机程序和机器人原理研发的设计，基于覆盖整个提契诺河谷的激光雷达点云数据集的景观模型为项目中所有的地形塑造提供了基础，展现出了一种通过机器人自动化设计来构思景观的新途径。机器人自动化建造过程结合了场地中的自然与物质过程，并主导了场地景观的塑造，这将改变景观设计师和整个景观设计学科的角色。
用于模拟新型声障拓扑形态的计算机模型
© Maximilien Durel, Shohei Kunisawa, Nicolas Wild
数控机床打磨器制作出的涵盖场地的更大尺度模型（1:200）
© Abraham David Noah, Bing Yang
近年来，人工智能发展迅速，但具备自我意识的“强人工智能”（也称为“超级智能”或“广义人工智能”）目前仅出现在电影及影视剧中，而其中展现的人工智能威胁似乎离我们非常遥远。尽管如此，人工智能的道德维度仍是不可回避的议题。站在科技与人文的十字路口，景观设计师又该何去何从？
本期探索与过程栏目中的两篇文章对那些在人工智能塑造建成环境时所扮演角色的讨论中通常被忽略的重要议题提出了见解。多伦多大学刑事学与法社会学研究中心教授Mariana VALVERDE和规划法规与地方管理方向教授Alexandra FLYNN拨开充斥在步道多伦多项目相关报道中绚烂的未来主义图景，一针见血地指出该项目在立项和推进过程中存在的法律与道德谜团；而来自美国国家城市交通运输官方协会的Ankita CHACHRA和Melinda HANSON也在“设计未来的理想街道”一文中帮助我们重新认识到，设计师不应过度依赖新技术和新概念，而应重拾城市街道生活最本质的逻辑，那些人人都可享用的低技术方案同样能够有效改善城市环境。
一面是将人工智能应用于建成环境所促生的更大利益和更高效率，一面是其所带来的道德伦理议题，只有建立起相关的人工智能监管框架，并更好地理解和发扬人性的力量，我们才能够走向人类与人工智能共存的未来。
© 网络
编
辑
有
话
尝试理解并寻找阐释这一主题的内容对编辑部来说是一个巨大的考验，在选题的理解和内容的策划方面，江南大学的辛向阳老师和北京大学的刘瑜老师都给予了我们很多的启发和帮助。其中，少部分的观点转化为内容发表，但还有更多的思考，一直萦绕在每个编辑的脑海中。
人工智能的主题大到关乎人类的信仰和伦理重建，以及每个人的未来，小到设计师电脑工具的迭代，甚至小到毫无影响，因为一旦失去电力，单体现代人将与原始人无异。大部分人的实际生活在此时此刻看起来和过去一样波澜不兴，人工智能对我们的影响似乎仍十分有限，然而，很多重要的变化都在悄无声息地发生。
这些变化的动力来源是人类对自我认识的终极追求，科学哲学的发源从希腊德尔斐神庙神谕“认识你自己”开始，终极追求指向人类对自身的研究。人工智能现阶段的目标是复制人类，连同所有的缺点和不完美。但是人类的感知、记忆、创造......太多太多，对科学工作者而言，都是无法完全探知的黑箱，人工智能的边界也许就在于此，我们对自身的探知为人工智能划定了边界，更不要说复杂的社会层级、文化背景、语言系统的交流误差让人类社会充满了隐喻，同时还存在许多类型的知识都不能用计算机的符号逻辑进行充分表达。
那些靠数千万年自然演化而来的人类特性，可能真的难以复制，其中最难以复制的应该就是创造力吧！很多证据显示，卓越的创造力可以超越强劲的计算能力，那么就需要定义什么是卓越的创造力了。虽然我们现在还没有统一的评价标准与判断力，但在本期期刊中，我们尝试展现给读者这么一些人，他们想要通过人工智能结合人类创造力，找到解决问题的更优方案。
菲茨杰拉德有一句名言：“要检验一流的智力，就要看能否在头脑中同时保持两种相反的思想，还能保持应对能力。”人工智能是人类自己创造的事业，这个事业充满了挑战，甚至会颠覆人类的命运。但是反观历史，人类就是一次次应对这样的挑战，并且增长智能的。所以，保持对变化的警醒，保持对人性的揣摩，保持自身的创造力，是我们现在唯一能做的吧。
——本期责任编辑 佘依爽
本 期 目 录
主编寄语
○ 人工智能与未来景观设计 / 俞孔坚
论文
○ 人工智能时代的设计 / Neil LEACH
○ 基于街道图像与深度学习的城市景观研究 / 李小江，蔡洋，Carlo RATTI
○ 基于智能交互的景观体验增强设计 / 曹静，何汀滢，陈筝
观点与评论
○ 第三类智能 / Bradley CANTRELL，张子豪
○ 人工智能对设计的影响 / 刘瑜
○ 设计视角下人工智能的定义、应用及影响 / 蔡凌豪，范凌，赖文波，龙瀛，王鹏，辛向阳
主题实践
○ 机器人自动化建造的景观——自然、运算，以及自动化地形建模中的设计空间 / Christophe GIROT, Ilmar HURKXKENS
○ 基于全球性城市中地方社区的数据体验 / Christian DERIX, Lucy HELME, Fabio GALICIA, Alexander KACHKAEV
○ StreeTalk慢行导航系统 / 刘浏，张帆，周博磊，王舟童，李颖欣
○ 基于空间句法模型的数据化城市设计——以吉林市朝阳广场设计为例 / 盛强，周晨，Kayvan KARIMI，路安华，邵敏
探索与过程
○ “多些答复，少些噱头”——致“步道实验室”主持的多伦多更新项目 / Mariana VALVERDE, Alexandra FLYNN
○ 设计未来的理想街道 / Ankita CHACHRA, Melinda HANSON
简讯
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《景观设计学》期刊
《景观设计学》（Landscape Architecture Frontiers，简称LAF）由北京大学建筑与景观设计学院、高等教育出版社联合主办，中国城市科学研究会景观学与美丽中国建设专业委员会支持，俞孔坚教授担任主编。LAF为双月刊，刊号为CN10-1467/TU，ISSN号2096-336X，邮发代号80-985。全彩页印刷，每期主题集中阐述，中英双语呈现。
2014年，LAF成为中国国家广电总局首批认定学术期刊；2015年，成为CSCD核心库期刊来源刊；同年，荣获美国景观设计师协会年度交流类荣誉奖。2016年，入选中国（武汉）期刊交易博览会中国“最美期刊”与中国高校优秀科技期刊。