III. ỨNG DỤNG
Cuối cùng, chúng tôi đã kết hợp tất cả những trực giác này lại với nhau trong một dự án kiến trúc cuối cùng: một dự án phát triển nhà ở quy mô lớn nằm ở phía Đông Manhattan. Hình dạng phức tạp của lô đất yêu cầu sự phức tạp hơn trong thiết kế. Theo kết quả của việc tạo khối (hình trên), chúng tôi có được một danh mục gồm 380 căn hộ có một không hai (Sẽ được update trong phần tiếp theo của bài viết).
A. Một tòa nhà
Trước tiên chúng tôi cố gắng xử lý hoàn chỉnh một tầng, mỗi lần sử dụng một phong cách khác nhau. Các kết quả hiển thị dưới đây một lần nữa cho thấy sự cần thiết của việc thận trọng chọn lựa một phong cách thiết kế, đáp ứng được các ràng buộc và tính cụ thể trong từng bối cảnh. Thông thường, một mô hình được đặt thành công chỉ áp dụng một phong cách thiết kế cụ thể. Khó có thể hòa trộn nhiều phong cách thiết kế với nhau trong một mô hình. Bằng cách xen kẽ các phong cách trên danh mục mô hình khối căn hộ của chúng tôi, chúng tôi hy vọng sẽ tìm thấy câu trả lời phù hợp cho từng điều kiện không gian cụ thể.
Biết được những điểm mạnh và điểm yếu của mô hình GANs, tiềm năng và thiếu sót của từng phong cách, chúng tôi dễ dàng đưa ra giải pháp thiết kế cho mọi căn hộ bằng mô hình phù hợp nhất. Mỗi tầng được thiết kế bằng cách dung hòa của nhiều phong cách. Mục tiêu sau đó của chúng tôi là tìm cách chọn “mosaic” (Một bề mặt trang trí được hình thành bằng cách khảm, dát các mảnh vật liệu nhỏ màu sắc đa dạng giống như đá viên, đá lát hoặc đá cẩm thạch) – mô hình hợp lý nhất sẽ giải quyết tốt nhất các yêu cầu đưa ra. Trong quá trình lựa chọn này, chúng tôi đã chọn lọc một số kết quả, được hiển thị phía dưới:
3 Tùy chọn: Tầng 10 đến Tầng 20, Được xử lý khác nhau | Nguồn: Tác giả
Tiếp theo, chúng tôi thu hẹp sự nghiên cứu, đưa ra lựa chọn chính xác các khối và phong cách trên tất cả các biến thể thiết kế. Kết quả là, lắp ráp để có được thiết kế cuối cùng. Dưới đây là ba tầng tiêu biểu:
Trên thực tế, chúng tôi đã biến các phong cách thành các công cụ hữu dụng, có thể giải quyết các điều kiện cụ thể trong suốt quá trình phát triển của chúng tôi.
Tuy nhiên, như các sơ đồ bản vẽ phía trên cho thấy, chúng tôi đặt ra một số hạn chế nhất định và đưa ra các giả thuyết rõ ràng. Và chúng tôi muốn làm rõ những điều này.
1. Kết cấu
Cấu trúc được tạo ra cho các lõi kết cấu của tòa nhà, và các dây cáp căng chạy dọc theo mặt tiền. Do đó, mặt bằng công trình không bị gián đoạn bởi tải dọc và cho phép các thuật toán của chúng tôi ngẫu nhiên tạo ra mỗi hệ thống phân vùng đơn vị.
Lưu ý: Nhìn lại đường ống sản sinh (generation pipeline) của chúng tôi, một cải tiến tiềm năng sẽ lấy vị trí của tường và cột chịu tải làm đầu vào cho Mô hình I. Theo cách đó, đường ống của chúng tôi sẽ cho phép các nhà thiết kế kiểm soát hệ thống kết cấu tòa nhà. Ngoài ra, Mô hình I có thể được giải nén thành hai mô hình liên tiếp nhau, một để bố trí các phần tử chịu tải và một để thêm các bức tường phân vùng.
2. Yêu cầu nghiêm ngặt của hiệu suất
Sự phong phú của từng phong cách và cả mức độ tự do được tạo lập trong các mô hình của chúng tôi không giải quyết một mối quan tâm phổ biến trong quy tắc của chúng tôi đề ra: hiệu suất không gian. Tuy nhiên, mối quan tâm hàng đầu của chúng tôi ở đây là tối đa hóa “tính biểu đạt” của từng phong cách, để thể hiện “cá tính” của từng mô hình thiết kế.
Lưu ý: Để GANs và hiệu suất tương thích với nhau, chúng tôi cho rằng kết quả đầu ra của chúng sẽ là sự khởi xướng cho tiêu chuẩn tối ưu hóa trong khoa học kỹ thuật. “Cạm bẫy” điển hình của kiến trúc tham số là thiết lập một vùng không gian thiết kế quá rộng, kết hợp với khởi tạo ngẫu nhiên. Chúng tôi tạo ra một mạng GNAs với chất lượng khởi tạo hoàn toàn mới, thu hẹp đáng kể vấn đề về thiết kế không gian bởi vì chúng tôi đã thiết lập một giải pháp ban đầu đủ tốt.
3. Khối (Massing)
Khái niệm Massing đề cập đến hình dạng bên ngoài của tòa nhà. Hình dạng “phí lý” của thiết kế ở đây có nghĩa là chúng tôi đã chọn cách bắt đầu với một sự phức tạp, đó là tạo ra một thách thức thực sự cho các mô hình của chúng tôi. Để tạo ra một công trình độc đáo và thực tế, đương nhiên chúng tôi cần phải tạo ra những khối mô hình hợp lý.
B. MỘT DANH MỤC
Cuối cùng chúng tôi chuyển sang danh mục mô hình khối ở trên. Các mô hình thiết kế được tạo ra quả thực rất nổi bật. Kết quả của nghiên cứu này cùng lúc tạo ra nhiều mô hình thiết kế độc đáo khác nhau, hoàn toàn có tính ứng dụng trong thực tế. Điều này quả thực gây ấn tượng mạnh mẽ và vượt quá tưởng tưởng của rất nhiều người. Chứng tỏ rằng, các mô hình GANs thực sự có thể tích hợp các kiến thức chuyên môn & phong cách kiến trúc để tạo ra các mô hình thiết kế, tùy thuộc vào thiết lập các ràng buộc. Tính chất của mỗi mô hình được mô tả rõ ràng trong mỗi tập hợp con ở Phần II.
Để kết thúc phần này, chúng tôi đề xuất một vài phong cách thiết kế trong danh mục của chúng tôi (phía bên dưới). Dựa trên mô tả hiện trạng của sơ đồ mặt bằng (trái), chúng tôi kết hợp các hình ảnh tạo nên môi trường trong nhà (phải), như một cách để làm cho các quá trình tương thích hoàn hảo với nhau.
IV. KẾT LUẬN
Nếu điều đầu tiên chúng ta có thể nghĩ về sơ đồ mặt bằng như là các kết cấu của kiến trúc, trước khi chúng hoàn toàn trở thành sản phẩm của kỹ thuật, thì việc nghiên cứu các lực dẫn động của kết cấu có lẽ là nơi AI có thể cung cấp cho chúng ta một số câu trả lời có ý nghĩa. Theo trực giác này, chúng tôi đã chứng minh trong bài viết này rằng các phong cách kiến trúc tiềm ẩn ở mức độ sâu sắc hơn một “thợ máy ngầm” của không gian, tác động đáng kể đến bất kỳ kết cấu của bố cục mặt bằng nào. Rõ ràng, có những kết quả không gian để chọn một phong cách nhất định so với phong cách khác.
Ở một cấp độ cơ bản hơn, chúng ta có thể nghĩ các phong cách thiết kế là sản phẩm phụ của lịch sử kiến trúc. Nếu trong mỗi phong cách có một tập hợp các quy tắc hoạt động sâu xa hơn, thì việc nghiên cứu lịch sử kiến trúc có thể có khả năng hiểu về sự tiến hóa theo thời gian của các quy tắc ngầm này. Khả năng khái quát từng phong cách có thể cho phép các nghiên cứu của chúng tôi tiến xa hơn các tiền lệ trước đó bằng cách giải nén các dữ liệu của mô hình GANs như các mô hình được tạo ở đây. Khả năng mô phỏng một số quy tắc “ngầm” của kiến trúc có thể cho phép chúng tôi giải quyết “đặc tính không tên” được lồng ghép vào trong các tòa nhà mà Christopher Alexander định nghĩa trong cuốn sách Con đường xây dựng vô tận của ông (The Timeless Way of Building). AI chỉ đơn giản là một cách mới để nghiên cứu điều này.
Cuối cùng, sự hiện diện vốn có của phong cách trong mỗi mô hình GANs tạo thành một bước tiến đột phá: khác xa với triển vọng về một thực tiễn khách quan & không thể xảy ra của thiết kế thế hệ mới, dường như phong cách thấm vào chính bản chất của bất kỳ quá trình sản sinh (generative process) nào. Rõ ràng: Phong cách không phải là một thành phần bổ trợ, hời hợt hay trang trí cho một thiết kế. Phong cách là thứ cốt lõi của kết cấu. Công nhận bằng chứng này là điều kiện tiên quyết để hiểu những gì AI có thể mang lại cho Kiến trúc. Nói cách khác, sẽ không có thuyết bất khả tri (không thể xảy ra) trong Kiến trúc. Ngược lại, mỗi mô hình hoặc thuật toán sẽ đi kèm với hương vị, đặc tính và bí quyết của nó.
(Hết)
Bài viết được công bố vào tháng 5/ 2019 bởi tác giả Stanislas Chaillou của đại học Harvard, Mỹ. Chủ đề của nghiên cứu là khai thác tiềm năng của trí tuệ nhân tạo (AI) trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc.
Link bài viết gốc (bằng tiếng Anh):
https://towardsdatascience.com/architecture-style-ded3a2c3998f
Lược dịch: Tuga Nguyen
NA Studios 