Параметрическая архитектура: может ли искусственный интеллект проектировать города?

Когда вы думаете о будущем, какие картины встают у вас перед глазами? Как любитель ретрофутуризма – жанра в основу которого положены представления людей прошлого о будущем, я всегда представляла себе города будущего застроенными зданиями, как на обложках журналов 1950-х годов. Мое видение изменилось, когда я узнала о новом архитектурном стиле – параметрической или алгоритмической архитектуре, которая существует в виде авангардного дизайна больше десяти лет. С течением времени развитие компьютерных технологий очень сильно повлияло на этот стиль: по сути, все здания в параметрическом стиле спроектированы искусственным интеллектом. Однако согласно оценке Станисласа Чаилу из Гарвардской школы дизайна (Harvard Graduate School of Design), сегодня внедрение ИИ в архитектуру находится на начальном этапе. Из этой статьи вы узнаете о принципах работы алгоритма и необычных зданиях, которые с его помощью уже появились.

Сочетание природной естественности и искусственного интеллекта порождает здания будущего

На самом деле о параметрической архитектуре довольно трудно писать, поскольку существуют совершенно разные способы ее рассмотрения и ведутся ожесточенные споры между каждым видом в архитектурной практике. В своем простейшем определении параметрическая архитектура создает систему так называемых «параметров» или переменных и набор ограничений для получения результата (скажем, геометрической формы, такой как куб), который может быть изменен путем изменения переменных. В случае с кубом нашими переменными могут быть длина (Х), ширина (Y) и высота (Z), с помощью которых можно контролировать его размер. Теперь представьте, что вместо трех простых переменных X, Y и Z у нас есть примерно тысяча параметров, которые вместо куба создадут наилучшую из всех возможных форм здания, как бы решая вашу проектную задачу. Сомневаетесь, что такое возможно? Как бы не так!

Что такое параметрическая архитектура?

Как мы уже говорили ранее, параметрическая архитектура подобна коробке с набором ключей в качестве входных данных, которые объединившись вместе помогают открыть замок. Но что происходит внутри коробки?

Оказывается, в своей конечной форме параметрическая архитектура создает довольно сложный алгоритм, который представляет собой набор правил и ограничений. Алгоритм принимает входные данные, которые мы, как архитекторы, предоставляем ему, а затем при помощи вычислений, создает лучшую структуру или архитектурную форму, так как разработан таким образом, чтобы находить оптимальный ответ на поставленную задачу. Однако иногда вычислить оптимальную форму может быть довольно сложно.

Разрабатывая правильный алгоритм, устанавливая верные правила и ограничения, а также корректируя определенные параметры, мы можем рассмотреть широкий спектр форм и вариантов. Остается последний вопрос: что это за параметры и как их определять?

Это те факторы дизайна, с которыми приходится иметь дело архитекторам – например, климат, культура, функциональность и так далее. Но как перевести все это на компьютерный язык? Как можно поместить социальное поведение жителей района, для которого вы хотите построить торговый центр, в количественную меру? И вот тут параметрическая архитектура пока бессильна. При этом важно понимать, что параметрическое проектирование дарит возможность найти формы и решения, которые изначально не были задуманы архитекторами. Но самое важное и крутое в параметрической архитектуре, на мой взгляд, это исследование новых возможностей.

Как выглядят здания в параметрическом стиле?

Благосклонность к архитектуре параметрического проектирования росла с тех пор, как появились компьютеры, и архитекторы по всему миру использовали эту технику в процессе проектирования, но есть и недовольные. Так, доцент Калифорнийского университета в Беркли и известный автор Кристофер Александер считает, что гений архитектора, его интуиция и профессиональное мастерство должны быть основными инструментами проектирования, а не компьютерами, которые зачастую требуют чрезмерно упрощенной версии задачи.

Пространство культурного центра Гейдара Алиева разделено на три программных элемента – конференц-зал, галерею и музей.

Мощности современных компьютеров достаточно для использования нового алгоритма. С его помощью варьируются миллионы возможных комбинаций параметров с заданным конечным результатом, например – здания, в котором нет ни одной прямой линии. Получающиеся конструкции не похожи ни на одно здание, когда-либо созданное человеком, но напоминает некоторые творения природы. Посмотрите на Культурный центр имени Гейдара Алиева, который был построен в 2012 году в Баку – в нем действительно нет прямых линий. Ни одной. На самом деле последние несколько лет параметрическое моделирование весьма активно применяется конструкторами и инженерами. Во многих городах мира появились изумительные здания, которых иначе как футуристичными не назовешь.

Павильон Великобритании

Выставочный павильон UK Pavilion был разработан архитектором Томасом Хезервиком, который получил название “Семенной собор”. Все потому, что Лондон – самый зеленый город таких масштабов в мире. Когда павильон построили, он представлял собой коробку 15х10 метров. От каждой грани коробки выступали серебристые стержни из прозрачного акрила, каждый не менее 7,5 метров в длину. На кончике каждого стержня были представлены образцы более 25 тысяч семян из Китайского института ботаники Куньмин. В общем и целом, поверхность этой поразительной конструкции содержала не менее 60 тысяч стержней. Некоторые из них, как оказалось, были прикреплены и к нижней части здания. Из-за этого оно возносилось над землей на один метр. К сожалению, павильон разобрали вскоре после окончания выставки, а акриловые прозрачные стрежни были подарены британским школам.

Днем интерьер павильона освещался солнечным светом, который проходил сквозь каждый стержень. А еще можно было следить за движением солнца и тенями, которые отбрасывали птицы, пролетая над павильоном

Не знаю как вам, но мне павильон Великобритания кажется чем-то инопланетным но в то же самое время, чем-то родным. Внутри павильона тоже было на что посмотреть – днем интерьер освещался солнечным светом, при этом лучи Солнца проходили сквозь каждый стержень. Это позволяло следить за движением Солнца по небосклону и птицами, пролетающими над павильоном. Красота.

Передвижной павильон Chanel Mobile Art

Вы только посмотрите на это сооружение – поверхность передвижного павильона Chanel напоминает кожу, из которой сделаны легендарные сумочки (классическая модель 1955 года). Такой эффект создан благодаря светопроницаемому материалу FRP – смесь пластика и стекловолокна. На самом деле этот мобильный павильон технически сложная конструкция из арок, которую легко собирать и разбирать – на сборку уходит месяц, а вот разобрать павильон можно за две недели.

На самом деле павильон образует петлю – вы входите и выходите из одной из той же точки

В центре павильона располагается внутренний двор. Галерея снаружи продолжается террасой, которая приподнята над землей на высоту одного метра. Начиная с 2007 года Chanel побывал в Москве, Нью-Йорке, Гонконге, Токио и многих других городах мира. В начале 2011 года дом моды Chanel подарил его Институту дю Монд Араб.

Павильон искусств Temporary Art Pavilion

Павильон искусств в Зальцбурге был создан австрийским архитектурным бюро Soma в 2011 году. Все здание снаружи покрывают блестящие алюминиевые стержни, которые расположены хаотично. На самом деле, если присмотреться, то отсутствие четкой формы позволяет сконцентрироваться на своих ощениях, а не визуальных образах. Но самое удивительное то, каким выглядит павильон искусств зависит от точки просмотра и освещения – с разных точек форма павильона меняется. Если это не архитектура будущего, то я даже не знаю.

Очень необычное здание, которое сверху покрыто покрыто блестящими алюминиевыми стержнями

Внутри павильона пространство окружено мембраной. В зависимости от положения Солнца, тени проецируются на этой мембране из легкого материала и также изменяются в течение дня. Поразительно, правда? Кстати, параметрическая архитектура – далеко не самое удивительное, на что способен искусственный интеллект. О том как с его помощью в будущем можно будет лечить людей, читайте в увлекательном материале Ильи Хеля.

Источник