讲座回顾 | AI时代，建筑设计师会被取代吗？
Cover：Architecture in the Age of Artificial Intelligence
©Neil Leach
编者按：
在AI时代，建筑设计将会面临怎样的机遇与挑战，AI将如何改变我们的工作与生活，而我们又该如何更好的利用它？2021年4月14日，尼尔·林奇教授通过《人工智能与建筑设计》讲座，与我们分享了他的预测与看法。下面让我们跟随作者，一起来回顾建筑大师林奇教授是如何看待这个现象的吧。
本文作者介绍
戴舒尧
伦敦大学学院建筑设计与计算硕士
清华大学建筑设计研究院(THAD)
国际计算设计研究中心(IRCCD)
前首席研究员与算法建筑设计师
讲座主题 人工智能与建筑设计
主讲嘉宾 Neil Leach 尼尔·林奇
讲座时间 2021年4月14日 9:00am
讲座地点 广州美术学院大学城校区J栋102
学术主持 沈康教授
- 主讲 -
欧洲科学院院士
同济大学高峰教师
瑞士欧洲研究生院教授
哈佛大学全球可持续发展研究客座教授
- 学术主持 -
广州美术学院研究生学院院长
建筑艺术设计学院院长
"AI在起步阶段发展速度就很惊人，我预测，到这个十年末，所有的建筑学院都将进行AI教学，无需任何输入，AI就能为我们设计建筑。就像Spotify可以根据我们的口味找到音乐一样，它将能够根据我们的口味设计建筑。"
—— Neil Leach
林奇教授对建筑在AI时代面临的机遇与挑战给与了非常积极与乐观的预测，他认为再过不久，AI将可以定制化建筑设计，甚至直接取代建筑设计师的地位，让建筑师消失。他的两本即将出版的著作，一本讲述AI时代背景下的建筑设计与处境，另一本则讲述建筑师在这个时代的消亡，本质上是对于人工智能冲击和取代建筑师这个职业的积极预测。
通过神经连接的电脑，猴子也能用（讲座图）
他在讲座中举例说，现在的计算机，它可以追踪大脑的活动，还能识别哪些神经元在激活，哪些神经元在控制，实验室中猴子可以使用神经来控制电脑，这在几年前几乎是不敢想象的事情，而现在却已经成为现实，这不是科幻小说而是已经发生了的现实，与此同时刷脸在中国已经随处可见，上机、买菜无所不能，普遍到令人惊讶的地步。因此对于技术的快速成熟乃至可以做什么，林奇教授持以非常正向和积极的观点。
在探讨人工智能与建筑设计之前，林奇教授首先讨论了什么是人工智能。什么是人工智能（AI-artificial intelligence）？
“人工智能” 这个词汇的来源
英国科学家阿兰图灵，也就是计算机科学之父，早在1950年就在他的论文中就把计算机与智能联系在了一起，那时还没有“人工智能”这个词汇，最早提出“人工智能”这个词汇的是一群达特茅斯大学（Dartmouth College）的计算机科学家，林奇教授认为这个术语有一种“虚假智能”的隐喻，因此他认为“合成智能”，他不认为计算机能做人脑做的事是一个伟大的事情，相对的，他认为计算机能做到很多人类不能也不擅长做的事情，这将会是一种全新的智慧模式，而这种智慧模式有可能超越人类的智慧与认知。
因此在20世纪50年代曾被使用的术语继续被使用是需要再做考虑的，毕竟现在的计算机所做的事情和那个时候完全不同，这就像是将100多年前生产的第一辆汽车与最新的特斯拉汽车或最新的自动驾驶汽车进行比较。
人工智能-机器学习-深度学习
人工智能中有一个很特殊且也是让其得到飞速发展的领域，叫做“机器学习”，其中又有一个最核心的领域叫“深度学习”。深度学习以人类大脑为范本开发，运作方式则是模拟人类大脑中的神经元与神经突触的网络状结构。现在很流行且方便的自然语言处理——翻译，就是得益于深度学习，而人工智能与人类智能的最大区别，学术界普遍认为是有无意识的区别，也就是人知道自己在做什么而机器不知道。但是它却有着惊人的计算能力与记忆力，可以处理人类完全没有办法处理的多条件复杂问题。
人工智能模仿人类大脑的机构设计
2017年Makoto Sei Watanabe（日本著名运算化建筑师）曾发表一篇论文 “机器会做梦吗？” 就是在预言与预测AI的可能性，结论是，机器可以做梦，也就是说在这个曾经被认为是人类才有的创造性机制领域，计算机也可以做到。
谷歌科学家TED上关于机器如何学习创造的演讲（TED网站）
通过Google深度学习科学家在TED的一个演讲中，我们知道了反向学习过程就可以实现生成过程，也就是让机器具备创造力，一定程度上等同于“做梦”所关心的实质问题，计算机能不能创造不存在的东西来实现和人类一样的创造性。例如学习“鸟”这个概念的过程与反向生成“鸟”的过程，可被认为它具备了创造力。
机器所生成的“鸟”的图画（TED网站）
有趣的是，这个人工智能的这一创举似乎成为了一面镜子，折射和反思着如何重新理解人类的智慧与创造能力。
对抗生成网络构架（GANs）（©Thalles Silva）
2014年，以为谷歌工作的科学家研发了改变整个AI行业游戏规则的神经网络类型——对抗生成网络（GANs），它由两个相互对抗的网络组成，一个叫生成网络（Generator），一个叫辨别网络（Discriminator），生成网络尝试生成可以骗过辨别网络的内容，辨别网络则通过辨别正假给与生成网络修成与学习的反馈，最终达到训练生成网络的训练目的。
为什么说这个技术本身改变了游戏规则呢，因为这让计算机可以自己产生足够真实的内容而不是对已有内容的再拼接，本质上计算机拥有了从无到有创造一个已有概念图像的能力。
GAN的推出瞬间席卷了整个人工智能领域，各种各样目的和架构层出不穷，不同类的GAN也越来越多，例如cycleGAN，styleGAN等。然而，问题是，作为一名建筑师，我们如何运用人工智能?
New Campo Marzio by Casey Rehm
SCI-Arc的教授Casey Rehm，他作为该领域的先锋已经探索机器学习一段时间，他的研究New Campo Marzio以Piranesi的作品为基础，并由此诠释新的建筑形式。
人工智能生成的包豪斯风格设计 by Immanuel Koh
在新加坡教书的Immanuel Koh则研究了使用人工智能产生包豪斯风格的设计图像。
人工智能生成的建筑设计图像 by Daniel Bolojan
Daniel Bolojan是林奇教授认为最为重要且天才的一个研究者，他们使用CycleGAN和StyleGAN来学习并快速生成他们在奥地利的设计公司设计风格的虚拟建筑图像。
不过GAN生成设计很难进行控制，如何控制它们来做更有效的设计将是未来讨论的研究的重要方向。不过目前为止大多数研究和设计应用都停留在二维的图像层面，如果三维研究可以得到进一步发展将会成为下一个改变设计与人工智能结合的重要节点。
人工智能AlphaGo打败李世石
林奇教授认为，比起这些尝试和实验，更重要的则是客户和开发商对建筑师使用人工智能类软件的要求的增加，原因不言而喻，这类软件必然带来更高的效率，更可靠的优化和更大的投资回报率，而当市场开始对设计师产生这样的要求时，整个行业的游戏规则将再度改变。
从人工智能——AlphaGo打败世界上最好的围棋手之一李世石的那一刻起，人工智能就在历史上打开了新的篇章，也改变了全世界对人工智能可能性的看法。
自动驾驶汽车让驾驶员消失
林奇教授认为，使用人工智能的建筑师将开始取代那些不使用人工智能的建筑师，接下来很有可能会成为一场谁使用人工智能更多的角逐。
而好的预期展望背后，可能也有一个悲观的预期就是，最终人类与人工智能深度融合，很多系统将离不开人工智能，而失去人工智能可能导致我们的社会难以运转。
更具体一点说，对人工智能的依赖会让我们渐渐失去很多能力，例如当满大街都是自动驾驶的汽车的时候，驾驶员将会消亡，而我们很难说，当人工智能能做出更好的建筑的时候，建筑师能逃过这一相同的命运。
- Q&A -
在讲座最后的互动环节
林奇教授对同学们关心的问题进行了回答
01
Q：现在大部分的人工智能技术仍然停留在对现有事物 “模仿” 和“模拟”的过程中，您认为未来人工智能的发展可能会在什么方向上获得突破？这会对设计行业的工作流程产生怎样的影响？
A：首先，已有技术并不是单纯地模仿和拼接已有素材，例如CycleGANs，它可以在不同的事物之间找到联系并互相转换与杂交，例如建筑，花朵，食物等，能够产生很多不可思议和超出预想的结果。目前为止还不完美，还有很多的可能性等待开发与研究，但技术的发展是呈指数增长的，它只会越来越快。至于对未来工作流程的改变，必将是加速高效更优的同时又缩减了人员需求，至于行业的预期，建筑师可以省掉很多体力劳动，可以做更多具有创造性的事情，但同时对建筑从业者来说也是一个威胁，在建筑师提供越来越少的服务的时候，就意味着这个行业在逐渐被机器取代。
02
Q：人工智能会使设计更容易还是更复杂？这是一场灾难还是新的未来，我们应该害怕在设计领域滥用人工智能吗？
A：这一定是一个两者同时存在的情况，也就是说人工智能一定会让设计同时变得简单也复杂，简单在于它能自动化得处理掉很多冗长的过程，复杂则在于要求人类懂得更多如何与其协作的专业能力，一个工作室将不在需要那么多设计师，而更优化和高效的设计形式与流程将会诞生，这也将会是一个不能避免的未来趋势，所以我们可以害怕和警觉这个趋势给行业带来的冲击，但也没有必要害怕，毕竟这是逃避不掉的现实。
03
Q：可以给未来的建筑师和在座的建筑系学生一些建议吗？
A：林奇教授认为当代学生是一代泡在AI环境里长大的学生，AI在它们的生活中无处不见，手机、软件、系统、交通等等，而未来的职业也更加不用说，曾在伦敦任教的他认为，当一个学生说自己带来了5个可能性，而另一个学生结合计算机技术带来了100个可能性时，高下立分，而技术带来的可能性探索也让设计师更加变为一个抉择和选择的角色，他认为这个将是未来设计的常态，新的一代建筑师因该顺应当下的趋势，学习和成为可以和计算机更好协作的一代人，例如像ZahaCode那样的设计师。
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