Architettura e intelligenza artificiale AI: le nuove frontiere della progettazione

L'intelligenza artificiale AI ormai sta entrando sempre di più nella nostra vita quotidiana e nel futuro andrà a sostituire in parte o totalmente alcuni lavori e anche alcune professioni, come quella dell'architetto.

Vediamo in questo articolo come architettura e intelligenza artificiale AI dialogano tra loro e quali possono essere i possibili sviluppi e le nuove frontiere della progettazione.

L'intelligenza artificiale sta entrando sempre di più a fare parte delle nostre vite, anche in architettura (o AI(immagine di geralt - Fonte: pixabay.com)

Indice

1. Come l'intelligenza artificiale si applica all'architettura
   
2. Come funziona l'intelligenza artificiale
   
• Tecniche di intelligenza artificiale
  
3. Le potenzialità dell'AI in architettura
   
4. Le 8 applicazioni dell'intelligenza artificiale in architettura
5. AI in architettura: vantaggi e nuove sfide per il futuro
   

 

Come l'intelligenza artificiale si applica all'architettura

L'intelligenza artificiale (AI) è una nuova tecnologia che permette a una macchina di compiere (e sostituire) le abilità tipiche dell'essere umano e della sua intelligenza e compiere operazioni che normalmente richiedono l’intelligenza umana, come l’interpretazione visiva, il ragionamento, l’apprendimento e il processo decisionale.

L'intelligenza artificiale AI sta diventando parte integrande anche del mondo dell'architettura, rivoluzionando il modo di concepire l'architettura, lo spazio e le forme e dando nuovi spunti per le città del futuro. L'intelligenza artificiale è in grado quindi di produrre in automatico nuove forme sostituendosi quasi completamente al lavoro e all'opera intellettuale dell'architetto. 

Nel campo dell'architettura e del design quindi l'AI diventa uno strumento investigativo che ha la capacità di analizzare rapidamente i progetti di costruzione, fornendo risposte adeguate ai problemi più complessi.

Tramite l'intelligenza artificiale e la realtà aumentata si riesce a entrare direttamente nel progetto attivando i vari sensi e si riesce a produrre forme avveniristiche. Ma fino a che punto l'AI in architettura può sostituire veramente il lavoro dell'architetto? Fino a che punto l'AI entrerà nelle nostre vite?

Come funziona l'intelligenza artificiale

Già da qualche tempo si parla di intelligenza artificiale e per come la vediamo noi entrerà sempre di più nelle attività ordinarie e modificherà alcuni modi di concepire la realtà e le professioni.

L'AI funziona attraverso l'utilizzo di algoritmi intelligenti e interattivi, che consentono ai vari software di processare contemporaneamente enormi quantità di dati in tempi brevissimi. 

In pratica è come se fosse una mente umana ma molto più evoluta (anche se di fatto è un prodotto della mente) ma questo no deve spaventare, ma anzi, potrebbe offrire un aiuto in moltissimi contesti. Questi sistemi intelligenti sono in grado di verificare e misurare le proprie prestazioni e sviluppare competenze aggiuntive ad ogni ciclo di elaborazione dei dati.

Tecniche di intelligenza artificiale

Fra le tecniche di intelligenza artificiale più diffuse possiamo avere:

• il machine learning (apprendimento automatico): è una tecnica che consente ai sistemi informatici di imparare e fare previsioni in modo automatico, partendo da una serie di dati di input e riducendo gli errori ad ogni processo d’apprendimento;
  
• le reti neurali: assomigliano alle possibili connessioni fra i neuroni del cervello umano e consentono di analizzare grandi set di dati più e più volte per trovare associazioni e interpretare il significato dei dati indefiniti;
  
• il deep learning (apprendimento approfondito): anche questa tecnica riprende il modo di apprendere del cervello umano utilizzando grandi reti neurali artificiali per elaborare informazioni, trovare connessioni tra i dati, apprendere da modelli complessi, ecc.;
  
• il cognitive computing (calcolo cognitivo): questa tecnica invece ha lo scopo di ottenere un’interazione naturale tra esseri umani e macchine. Le macchine e i computer riescono così a imitare il modo in cui funziona il cervello umano durante l’esecuzione di un’attività complessa;
  
• la computer vision (visione artificiale): con questa tecnica i computer sono in grado di tradurre in immagini i vari dati raccolti e processati ma anche riescono a rivedere e interpretare il contenuto di un’immagine tramite il riconoscimento di schemi e il deep learning, catturando immagini e interpretando l'ambiente circostante.

Le potenzialità dell'AI in architettura

Come abbiamo visto anche il settore dell'architettura e del design si prestano molto bene ai processi evolutivi legati all'utilizzo dell'intelligenza artificiale, aiutando o contrastando (dipende dai punti di vista) il ruolo dell'architetto e della sua professione. Arriveremo forse al punto in cui fra qualche anno non avremmo più bisogno di architetti per progettare case e città ma basterà inserire dei dati a computer e ci penserà lui a realizzare un "bellissimo" progetto come piace a noi, perchè la macchina sarà in grado di analizzare e capire esattamente cosa vogliamo fare.

Attualmente le innovazioni tecnologiche permettono all'architetto di sfruttare le potenzialità dell'intelligenza artificiale ipotizzando così un nuovo concetto di architettura, mai visto prima. Le innovazioni tecnologiche di cui facciamo riferimento sono:

• il Building Information Modeling (BIM): rappresenta l'evoluzione del disegno tridimensionale così come lo abbiamo concepito finora, consentendo di raccogliere in un unico modello le informazioni necessarie a gestire l’intero ciclo di vita di un progetto;
• I’Internet of Things (IoT): con questa tecnica tramite dispositivi informatici interconnessi tra loro si riesce a trasferire dati su una rete senza richiedere l’interazione dell’uomo;
• la Virtual Reality (VR) e l’Augmented Reality (AR): è la cosiddetta realtà virtuale aumentata, ovvero si va oltre l'immagine e il video e si fa entrare lo spettatore direttamente all'interno del progetto come se esistesse per davvero. Questo è molto utile quando un architetto vuole proporre la sua idea al committente, in quanto entra direttamente dentro il progetto rendendosi conto degli spazi.

 

Le 8 applicazioni dell'intelligenza artificiale in architettura e design

Dopo aver analizzato cos'è l'intelligenza artificiale (AI), aver capito le sue tecnologie e le varie tecniche, ora andiamo a vedere 8 possibili applicazioni dell'AI in architettura che consente di migliorare l'efficienza del lavoro e semplificare la progettazione architettonica. L'intelligenza artificiale in architettura può avere quindi le seguenti applicazioni:

1) Architettura parametrica: è il modo di progettare "moderno" dove si utilizza in computer e si inseriscono dati di input e parametri vari che governano i vari aspetti progettuali. Tramite l'architettura parametrica si riesce a realizzare forme architettoniche estremante creative e complesse che sarebbero impossibili da progettare e modellare con i metodi tradizionali. Questo modo di lavorare consente di ridurre notevolmente il tempo di lavoro e di apportare modifiche al progetto in tempo reale.

2) Design generativo: per ottimizzare il progetto architettonico e risolvere i problemi legati alla progettazione, invece di utilizzare parametri di imput e dati si applicano algoritmi intelligenti ai parametri tipici dell'architettura parametrizzata. In questo modo con il design interattivo si avvia un processo di ottimizzazione volto alla ricerca della soluzione migliore.

3) Integrazione con BIM: con l'acronimo BIM si intende il Building Information Modelling, e di fatto è la nuova frontiera del modello tridimensionale in quanto con questo sistema si riesce ad avere un unico modello 3D che però contiene tutta una serie di informazioni comprendenti l'intero ciclo di vita del progetto. Tramite questi programmi (ad esempio Revit o Archicad) si disegna direttamente in 3D progettando e inserendo parametri.

4) Rendering: tramite il render architetti e designer, sono in grado di realizzare immagini fotorealistiche dei loro progetti che sono perfettamente in grado di trasmettere l'idea progettuale e farlo vedere come verrà realizzato, come se fosse stata scattata una fotografia. Le immagini si sa comunicano molto meglio di un disegno tecnico e osservando il render il committente è in grado di capire come verrà fuori alla fine. Esistono moltissimi programmi di rendering che utilizzano vari parametri da impostare e che vengono utilizzati in finzione di quello che si vuole trasmettere al cliente.

5) Esperienze immersive: parliamo in questo caso di realtà virtuale aumentata, in grado di "immergere" completamente il committente all'interno del progetto come se fosse già costruito. Spesso immagini e video non sono sufficienti per rendersi completamente conto di come sarà una volta realizzato; con la realtà aumentata, tramite appositi visori, si riesce a ricreare una "realtà virtuale" rendendo l’esperienza dell’utente ancora più realistica e interattiva.

6) Pianificazione: l'intelligenza artificiale consente agli architetti di semplificare molto il loro lavoro ad esempio la pianificazione, che in genere è un aspetto molto complesso da affrontare. Con l'AI si può accedere a innumerevoli quantità di dati, eseguire analisi predittive, effettuare stime dei costi, programmare le attività, identificare possibili minacce, ecc.

7) Costruzione e sicurezza: è possibile utilizzare macchine a guida autonoma e robot dotati di intelligenza artificiale, in cantieri grandi e che comportano dei reali rischi per l'uomo dove la macchina si sostituisce e riesce a compiere lavori rischiosi e ripetitivi migliorando la sicurezza. E' possibile inoltre migliorare la sicurezza in cantiere mediante l'utilizzo di droni intelligenti.

8) Domotica: infine fra le varie applicazioni dell'intelligenza artificiale, non possiamo non citare la domotica, per la realizzazione di edifici intelligenti che consentono di ottimizzare i consumi energetici e migliorare la sicurezza e il comfort degli occupanti, tramite l’integrazione tra intelligenza artificiale e tecnologie IoT.

AI in architettura: vantaggi e nuove sfide per il futuro

Anche se per molti l'intelligenza artificiale è ancora vista in cattiva luce per i possibili sviluppi che potrebbe avere modificando drasticamente le abitudini della vita "normale" in realtà l'intelligenza artificiale AI applicata all'architettura e al design può apportare molteplici vantaggi. 

La professione è di fatto cambiata rispetto solamente a pochi anni fa e il modo di comunicare con il committente non è più lo stesso, come gli stessi approcci progettuali. La disciplina della progettazione architettonica si modifica ed evolve utilizzando e sfruttando le potenzialità della tecnologia, che non sono un impedimento ma anzi aiutano a fare meglio il nostro lavoro. Insomma l'intelligenza artificiale sta diventando sempre più (o lo è già) uno strumento indispensabile per architetti e designer per realizzare i loro progetti.

Possiamo quindi dire che l'intelligenza artificiale apporta i seguenti vantaggi alla progettazione architettonica:

• supporto alla creatività dei progettisti;
• permette la risoluzione di problematiche complesse;
• ridurre significativamente i tempi di progettazione;
• migliorare l’esperienza dei potenziali clienti;
• esplorare qualsiasi aspetto del progetto prima della sua effettiva realizzazione;
• ottimizzare i processi di pianificazione e costruzione;
• incrementare la produttività e i livelli di sicurezza in cantiere;
• contribuire alla costruzione di edifici più efficienti e sostenibili;
• migliorare la qualità del risultato finale.

Per il prossimo futuro c'è chi teme che un giorno l'intelligenza artificiale e la macchina possa sostituirsi completamente la figura del professionista, anche se, a nostro modo di vedere, questa tecnologia non deve essere vista come una minaccia, ma come una grande opportunità che aiuterà i progettisti a snellire e semplificare sempre di più il loro lavoro.

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