机器人很智能,那让它们帮我们设计房子吧
2015-10-18 12:15:23 | 来源:玩转帮会 | 投稿:佚名 | 编辑:小柯

原标题:机器人很智能,那让它们帮我们设计房子吧

作为 ETH 前 PhD,正好还在 Gramazio&Kohler Chair 任职,看到这个问题,前来为自己专业洗地,装一下 b。

以下信息如涉及利益相关问题不能详尽阐述,请见谅。

1. 可以肯定的是,机器人是一种工具。作为一个前端工具,机器人并不知道如何设计,一切的设计以及机器人的控制都是由后端的计算机完成的。所以,我们可以得出这样的结论,机器人是一种可以实现数字化设计的工具。

那么我们如果将设计、控制(计算机)与建造(机器人)两部分整合,统称为机器人,是否可以由这个结合体完成独立的设计与建造呢?答案是肯定的。

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图 1:Building strategies for on-site robotic construction

在 ETH 的 ITA(Institute of Technology in Architecture),Sacha 的课题组里面有一批人正在做建造过程的 CAAD 研究,这种 CAAD 并不是以造型为基础的软件研发,也不是传统意义上的 BIM 软件,而是计算机自行分析环境变量从而提出建造的解决方案。目前这个项目正处于平台的搭建阶段,但是阶段性成果也是喜人的。就目前看来,针对建筑某些特定的方面,计算机已经可以给出具体的构件选择以及建造的结构形式,至于如何建造还是需要机器人研究的介入,从而为了完善整个项目而提出具有普遍可实施性的施工程序。也就是说,计算机辅助的机器人具有某种程度上的自主建造能力。

如图 1 所示,这个项目由 Gramazio&Kohler Research Group 以及机械工程部门 Jonas 手下的博士生合作,目的是研究机器人自主建造的可能性。由表象看来这个项目无非就是重复之前的机器人摆砖块,还是十年前研究的复刻,但实际上砖结构幕墙仅仅是实现项目成果的一个载体,或者说最终的结果的意义是远远超出砖结构幕墙的。这个建造项目的精髓在于房间中布置了多台传感器,将环境变量如地板的倾斜角度、地面平整度、建造区间、距离、砖块质量及建造完成度等数据反馈给计算机,从而通过实时的数据分析指引机器人完成接下来的建造。目前项目的发展已经远超图中的矮墙了。

那么如果计算机可以完成自主设计,那么是否就是说计算机设计可以取代人类了呢?

这里需要引入一个大家经常探讨的 AI 的概念,数字化设计中的 AI,机器人建造中所谓的 AI,在某些方面一定程度上已然是可以媲美人类了,甚至是超过。从大数据分析到学生们用的各种 simulation 软件,没有计算机的辅助这些都是很难完成的。我们了解了计算机分析结果的能力,一定程度上也可以赋予计算机应用这个结果的逻辑。这种狭义的 AI 是较容易实现的。但是不可否认的是设计中感性的权重还是占有一席之地。这种合理性之外的因素目前正是广义上 AI 所欠缺的,如对于材料颜色的选择、表面的触感以及美或丑等,往往在设计中非理性的部分能带给人更大的冲击。即使是很片面的一小部分,如同建筑设计中很少被注意的建筑的气味,也是需要人为的选择与人类活动的介入才能影响的。

所以说机器人现阶段无法颠覆设计师的工作,更谈不上更彻底地颠覆。对于设计产物的颠覆在此就不赘述了,数字建造每每出点新成果某种意义上都是对于传统建造的颠覆。上图两张。

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图 2:Michael Hansmeyer

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图 3:Ross Lovegrove

2. 设计的产业化这个概念相对有些模糊。姑且分两方面来看待,一是设计产品的产业化,二是设计本身的产业化。

针对第一点,个人认为这是一个不必要讨论的问题。设计产品的产业化大到建筑构件、汽车,小到矿泉水瓶,产业化的过程中都有相应的”机器人“参与。如果真正论及同质大规模的批量生产,个体间不存在不必要差异的话,机器人的参与仅仅是解放人类劳动力提高生产效率的工具。如果说需要生产个体差异较大的产品,那么在效率、工艺、精度及数量上需要做一个权衡。不管怎么说,设计产品的机械产业化都是已然在进行中或者是将要进行的状态。工业革命嘛,个别手工业出外。如果特定针对建筑,会在回答的第四部分给出我个人的意见。

第二点设计本身的产业化,这一点与机器人几乎不相干。见第一部分回答,机器人本身不会思考,数字化设计本身是由其他数字设计工具以及人类的参与共同完成的。各种设计软件都在保证自身精度以及输出能力的前提下,尽力提供给使用者最大的便利,所以才有了打包脚本的 Grasshopper 等提供给我们这种编程小白的建筑师们使用。一切都是为了设计师更加便捷地进行设计考虑,也算是为产业化做贡献了吧。

3. 个人认为设计过程更加民主这个命题是一个伪命题

不得不承认一个设计作品如果能够让受众群体介入,直接参与到设计过程,或者是在观赏及使用过程中达到一种自洽的氛围,那必然是极好的。但往往设计是一个很私人的事情,如若想达到民主的意图便需要设计师积累足够的底蕴,建筑设计中我们常称之为人文。

我们不妨将这个民主理解为人民群众普遍性地自主设计。设计这种即使是经历多年训练的专业人士都不敢妄言懂得的高深学科,如何让百姓参与?其实道理很简单,这是一个参与度的问题。就如同绝大多数人并不知道如何用 Photoshop 做出精美的图片,但是美图秀秀等各种便捷的 App 足以满足他们的需求。”民主“设计可能也是如此。在一定数量选项、组合的宽容度下,百姓一样可以参与到设计当中,只不过这种设计已然是被设计过的。那么这个时候机器人如何影响设计过程?只能说机器人可以通过提高成果产出的产能来解决设计过程中的种种顾虑。如图 4 中的 MakerBot 打印机,如果将用户手掌的生物信息传输给电脑运算出符合人体工程学的杯子,那么这种廉价 3D 打印机便能在较短的时间内制作出来。

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图 4:3D Printing | 3D Printers

4.未来的设计产业对于设计师是严酷的,对于用户则是友好的

设计在当下社会所面临的巨大问题便是互联网的崛起与信息的爆炸。随着互联网的普及,设计软件的开源,资料的共享以及漫天飞舞的教程与不断优化的界面都使得设计的入门变得更加便捷。如同几十年前人们如果想要分析修改雕塑需要大量的训练,而如今几个小时的 ZBrush 学习便可以初步创作一些虚拟的模型。而且设计这种没有硬性指标的领域,没有什么一定是对的,也没有什么完完全全是错的。与之相对应的是普世的审美、对于设计的见解与批判、民众的论调都很容易受到当今巨量信息的影响,甚至被左右。那么很多设计师便会说我们受到了多年专业的教育,这是艺术的熏陶,是经验的积累,还能不如外行人?还真有可能不如。见图 5 图 6 拳击手安藤与记者库哈斯。

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图 5:【肖像】安藤忠雄,两分钟和三十秒的故事

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图 6:[名师]雷姆·库哈斯的欲望与实践

回归建筑本行,响应第二部分回答,数字化建造如何参与到未来的建筑设计产业中。

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图 7:unikabeton – design research by Per Dombernowsky and Asbjørn Søndergaard

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图 8:Gramazio Kohler Research

以上两图虽然在建筑界可能没有那么耀眼,但是它们确实是数字建造的产物。图 7 中的 Topology Optimization 已经运用在丹麦某市政厅的建设项目中,并且部分由机械臂完成。图 8 则是 Gramazio&Kohler Research Group 的第一个实体项目 Gantenbein Vineyard Facade,一个酒庄的幕墙。

以上两者全都是由机械臂预制完成后在施工现场进行浇注及组装。这种建造方式引发了机器人建造在欧洲乃至全球范围内当下讨论的一个热门议题,即如何实现建筑场地上的现场机器人施工。

众所周知一些大物件乃至汽车可以放在流水线上由机器人进行组装,但是建筑的尺度相对于传统意义上的机器人还是太大了。所以当下现场的机器人作业主要分为了两大阵营,一是建筑不动,但是流水线可动。也就是说机器人本身可以移动,或者机器人的作业平台可以变换位置(见图 9)。另外一种可能性便是造一台巨大的机器人……可怕的法国研究员。

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图 9:http://robots.iaac.net/

正如同 ETH 的数字建造一直宣扬的理念 –”我们用机器人建造并不会造成大量建筑工人的失业,反而会令他(她)们成为更高级的施工人员并且拥有一个更加安全的工作环境“一样,个人认为未来的设计产业经过成熟的工业化变革并不会起到对于设计的反作用力,反而会另之变得更加丰富、更加绚丽。

以上

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