建設におけるアルゴリズムの影響は描画だけにとどまらない

近年、アルゴリズムはあらゆる分野で役割を果たしており、建設業界にも静かに変化をもたらしています。人工知能アルゴリズムはデザイナーにさらなる可能性をもたらし、より魅力的で合理的なデザインをもたらします。

建築の世界には、型破りな道を歩み、人々を驚かせる奇抜な建物を設計する建築家が必ずいます。

建築家の想像力に感心するほど奇抜な建築形状もあれば、文句のつけようがない奇抜な住宅デザインもさまざま。

この奇妙なデザインを保存するにはどうすればよいでしょうか?

奇妙な形

英国ロンドンのフェンチャーチ・ストリート20番地にある超高層ビルは、その形が「トランシーバー」に似ていることから「トランシーバー・ビルディング」というあだ名が付けられました。

実際、形が変でも構わないし、見た目が良いと思う人もいます。

しかし問題は、それが建てられた後、誰もがすぐに次のことに気づいたことです。湾曲したガラスカーテンウォールは凹レンズを形成するため、太陽光が集中し、車を溶かして火災を引き起こすほどの強烈な光になります。。

街にこれほど深刻な影響を与えた後、建物のガラス製ファサードの一部はサンバイザーで覆われました。

変わったタイプの住宅

奇妙な建築デザインに加えて、次のような、人々を笑わせたり泣かせたりする奇妙な家のタイプもいくつかあります。

こうした「魂のデザイナー」たちを前にすると、人工知能はもう耐えられません。

近年、人工知能アルゴリズムが参入してきました。****建設業界は設計を支援し、スペースをより合理的に設計および利用することで、人々がより快適に生活し、使用できるようにすると同時に、人件費を大幅に節約します。

アルゴリズム: 建物の外観に新たなブレークスルーをもたらす

1980年代から1990年代にかけて、都市によっては曲線的で流動的な建物が出現し、建築史上画期的なデザインとなった。

この背景には、建築家が計算尺や分度器の制限を取り除き、新しい有機的な形式を試すことを可能にするコンピューター支援設計 (CAD) があります。

今、Revit から 3D プリンティング、人工知能アルゴリズムまで、****いずれも建設業界の包括的なデジタル変革を加速させています。

ザハ・ハディッド・アーキテクツが設計したメルボルンのメイフェア・レジデンシャル・タワーは、アルゴリズムを使用して波状の外壁をデザインしています。

報道によると、ザハ・ハディドのデザインチームはオーストラリアの風景や海景の流動性からインスピレーションを得たという。ファサードの構成は、波を形成する単純なシステムから発展しました。次に、同じ設計言語を使用してさらに変数を生成します。

「アルゴリズムを使用してこれらの変数を決定することで、ファサードをアパートのさまざまなレイアウトや不規則な敷地に適応させることができます。」

さらに、複雑な建物の形状に関するチームの専門知識に基づいて、計算パラメトリック設計により、最適化アルゴリズムが許容範囲内で外観形状の類似性を特定し、異なるファサード パネルの数を最小限に抑えることができました。

このプロセスにより、そうでなければ法外に高価だったであろう建物の彫刻的なファサードを作成することができました。また、必要な独自の外装サイディング パネルの数を最小限に抑え、コストを削減します。

人工知能のアルゴリズムとも言えますが、建築家にアイデアを実装および改善するためのまったく新しいツールボックスを提供します。他の方法では不可能な形状や配置について考え、生み出すのを手助けします。

建築家が自らの直感や好みに基づいて間取り図を描くのではなく、アルゴリズム設計によりルールとパラメーターを入力し、コンピューターが建物の形状を生成します。

フロアプランを計画し、スペースをより合理的に使用します

型破りな外観のデザインは、アルゴリズムが建築業界をどのように変えているかの一部にすぎません。

フロアレイアウトに関しては、依然として人工知能アルゴリズムがその才能を発揮しています。

アルゴリズムは、部屋を配置したり、建物を建設したり、ユーザーのニーズに合わせてそれらのレイアウトを時間の経過とともに変更したりするための最適な方法を見つけ出すことができます。

アルゴリズムは、設計段階で既存の建物や計画中の建物に隠されたパターンを明らかにすることで、建築家が建物をより有効に活用するのにも役立ちます。

これらの隠れたパターンは、空間的および幾何学的特徴である可能性があります。公共エリアと私有エリアの比率、建物の自然な空気の流れなど。また、どの部屋が最も使用されているか、どの部屋が最も使用されていないかを示す使用パターンにすることもできます。

たとえば、ジョエル サイモンという名前のプログラマーは、次のようなプログラムを作成しました。進化するフロアプランフロアプランを最適化するための実験研究プロジェクト。遺伝的アルゴリズムを通じて、歩行時間や廊下の使用量などを最小限に抑えるために、人の出入りが予想される部屋をレイアウトします。

ザハ・ハディド・アーキテクツのアソシエイトアーキテクトであるウルリッヒ・ブルム氏は、効率的なオフィススペースの構築に尽力しており、これにおいてアルゴリズムが重要な役割を果たしています。

設計書に示された特定の前提条件の下では、このアルゴリズムは、何千もの内部レイアウトの選択肢を自動的にテストし、各デスクのコミュニケーションとコラボレーションの統計を測定することによって最適なレイアウトを選択しました。コミュニケーションを容易にするために、できるだけ多くの人が互いに近くになれるようにしますが、密集しないようにします。

一般に、従業員は窓際に座ることを好みます。したがって、窓の領域を最大限に活用し、各デスクから最大限の眺めが得られるようにするために、ウルリッヒ ブルーム チームは、最適なデスク レイアウトを実現するために、視野の品質を測定するアルゴリズムも使用しています。

オフィスエリアに加えて、デザイナーはアルゴリズムを使用して、老人ホームの新しいレイアウトを設計し、高齢者の自宅内での歩行距離ができるだけ短くなるように、個室と共用エリアを最適に配置します。

デザイナーのシルビオ・カルタ氏は、アルゴリズムの正しい組み合わせとデザイナーからの合理的な入力により、設計プロセスを大幅にスピードアップできると述べました。そうしないと、多大な労力が必要になるか、まったく実行できない可能性があります。

しかし同氏は、アルゴリズムは建築家に取って代わるものではなく、建築家や建設業界全体に前例のない変化をもたらす重要なツールになるとも信じている。

建築家にとっては、おそらくアルゴリズムのおかげで、終わりのない残業時間に徐々に別れを告げることができます。そして、家の真ん中にトイレがあるマンションタイプは二度と現れないはずですよね？

参考文献:

https://techxplore.com/news/2020-06-algorithms.html

https://www.frameweb.com/news/covid-19-workplace-design-movement

https://www.commercialdesignindia.com/insights/2929-designing-high-performance-workplaces-with-algorithms

- 以上 -