Изображение сгенерировано ИИ / ИА Рустемпо
Пространство, время, данные и человеческое восприятие – основа предиктивного дизайна.
Об инструментарии будущего в проектировании и архитектуре корреспонденту ИА Рустемпо рассказывает член Союза Московских Архитекторов, доцент МАРХИ, главный архитектор компании «Вектор Проект» Милан Стаменкович.
– Что из себя представляет «предиктивный дизайн»?
– Архитектура традиционно описывает относительно статичный объект: его геометрию, функцию, конструкцию, площадь и образ. Но реальное здание существует во времени. Оно заполняется и пустеет, меняет режимы работы, приспосабливается к новым пользователям, стареет, перестраивается и ежедневно воздействует на физическое и эмоциональное состояние человека. Можно представить единую идею, объединяющую несколько направлений в архитектурном проектировании как концепцию предиктивного проектирования – predictive design. Его задача в том, чтобы до строительства оценить вероятные последствия разных решений: как они повлияют на поведение людей, загрузку пространств, эксплуатационные расходы, энергопотребление, социальные контакты и качество восприятия среды. Для нынешних реалий эта тематика кажется сверх актуальной, учитывая галопирующие темпы развития ИИ. Концепция пространственно-временного проектирования или же предиктивного проектирования складывается из нескольких научных и практических направлений, которые долго развивались отдельно, это социологические исследования бюджета времени, математические модели и пространственный синтаксис (Space Syntax), анализ больших городских данных, геоинформационные технологии, BIM, постэксплуатационная оценка зданий, нейроархитектура, параметрическое и генеративное моделирование и цифровые двойники. Сегодня появилась возможность начать думать об объединении их в одну систему.
– В вашем исследовании в кандидатской диссертации вы затрагиваете тему времени как фактора архитектурной трансформации. О чем это?
– Начну с того, что тема времени пришла в архитектурную практику из социологии, в частности из метода оценки бюджета времени, показывающего, как различные группы населения распределяют сутки, неделю или год между работой, отдыхом, перемещениями, общением и бытовыми процессами. Социологические исследования во многом помогают сегодня в девелопменте и развитии городов, но кроме масштабных исследований покупательской способности или определения целевой аудитории продукта недвижимости есть и другие направления. Эту тему я поднимаю в своем исследовании в кандидатской диссертации, где архитектура кварталов индивидуальной жилой застройки в городах Сербии сопоставляется с бюджетом времени жителей, с типами семей, пространственной структурой домов и картой социальных контактов. Экспериментальный опрос в свое время охватил более 1 млн индивидуальных жилых домов, а в узком и детальном разборе 200 жителей из 88 домов, где анализ проводился утром, днем и вечером. Само исследование интерполировано на похожие ситуации в большинстве городов Сербии.
Оно показало, что на протяжении нескольких поколений изменение состава семьи, а также ее повседневных ритмов влияет на загрузку помещений, использование участков, двора, на соседские взаимодействия и, как ни странно, на потребление ресурсов, энергетические нагрузки и оптимизацию пространства. Отсюда возникает важный вывод: архитектурная трансформация часто начинается тогда, когда временная организация жизни перестает соответствовать пространственной организации и архитектуре дома. Рождение детей, взросление семьи, совместное проживание поколений, удаленная работа или старение владельцев постепенно создают потребность в пристройке, разделении дома, устройстве отдельного входа либо изменении общественных и приватных зон. Следовательно, пространственная гибкость архитектуры, микро-моменты в итоге влияют на глобальную картину целых городских образований, а здания следует проектировать с учетом вероятностных стадий будущего использования. Но это только одна из «бусинок» предиктивного подхода или же одна из первопричин его возникновения.
– Помимо гуманитарной составляющей в предиктивном дизайне есть место и точным наукам?
– Именно так, и здесь мы говорим о математических моделях и Space Syntax: как конфигурация пространства влияет на движение. Другое важное направление – разного рода математические аналитические модели городской среды. Как один из примеров – исследования Владимира Аркадьевича Сосновского (МАРХИ), где разбирались, математические методы и модели, помогающие анализировать и прогнозировать развитие городов. Он показывал, как с помощью количественных подходов можно структурировать сложную городскую среду, выявлять закономерности и «болевые точки» в планировке, строить модели, описывающие потоки людей, транспорт, нагрузку на инфраструктуру и другие процессы. Это одно из начал математических моделей и перевода архитектурно-градостроительных задач в формальные задачи для решения на компьютере или с помощью аналитических методов.
Еще больше тема городской аналитики развита в подходе Space Syntax, возникшем в 1970-е годы в Bartlett School of Architecture Университетского колледжа Лондона в работах Билла Хиллера, Джулиенн Хансон и их коллег. Метод рассматривает здание или город как систему связанных пространств и позволяет количественно оценивать доступность, связность, глубину, интеграцию и вероятные маршруты движения. Принципиальная идея Space Syntax заключается в том, что пространство – это не нейтральный фон. Его конфигурация влияет на то, где люди перемещаются, встречаются, задерживаются и вступают в социальный или экономический обмен. Один из наиболее известных примеров – реконструкция Трафальгарской площади в Лондоне. Анализ выявил, что жители избегали центра площади, а туристический маршрут между Трафальгарской и Парламентской площадями был разорван. На основании моделирования были предложены новая центральная лестница, изменение пешеходных связей и частичное освобождение пространства от транспорта. После реализации проекта интенсивность пешеходного движения на площади, по данным Space Syntax, выросла в тринадцать раз. Однако классический Space Syntax преимущественно показывает пространственную вероятность движения. Для предиктивного проектирования понятно, что его дополнение временным измерением дает еще более масштабный результат: одна и та же связь может по-разному работать в разные временные циклы, утром, вечером, в будний день или во время мероприятий.
– И без искусственного интеллекта не обойтись?
– Безусловно, с современными мощностями и алгоритмами намного проще. Сегодня архитекторы рассматривают город как пространственно-временной процесс. Еще дальше в пространственно-временных исследованиях и их применении на практике пошли коллеги из компании Habidatum, где город анализируется не только через улицы и здания, но и через цифровые следы: плотность людей, разнообразие функций, посещения и экономические транзакции, посредством агрегирования больших данных. Исследователь Руслан Дохов, активно знакомил нас в свое время с терминологией городских исследований, где например, такое понятие как городская центральность определяется через сочетание плотности пользователей, количества и динамики расходов и функционального разнообразия. Приложение Chronotope QGIS позволяет сравнивать суточные профили активности различных территорий и искать места-аналоги не только по форме, но и по характеру использования. Это принципиально меняет понимание центров притяжения в городской среде. Центр теперь – не статичный объект, не только площадь или административно назначенная территория, а устойчивое сгущение людей, функций, связей и обменов, которое может менять своё положение и значение в течение суток и влиять на городскую среду. Если коротко: статичные математические модели и Space Syntax отвечают на вопрос: где пространственная конфигурация создает потенциал движения? Исследования Habidatum добавляют: когда этот потенциал реализуется, и какой тип деятельности он поддерживает?
В привязке к вышесказанному, большие данные делают возможным переход от единичных наблюдений к постоянной обратной связи. Источниками могут быть BIM- и GIS-модели, системы бронирования, датчики присутствия, энергопотребление, эксплуатационные заявки и те же анонимизированные и агрегированные данные о перемещениях. Методы оценки городской структуры применимы не только к городам и с таким примером выступил Евгений Ширинян (МАРХИ) с проектом «Цифровой МАрхИ» и концепцией Social BIM, где показана возможность переноса пространственно-временного анализа на масштаб здания. В небольшом исследовании, проводившемся в 2016 году, расписание занятий было связано с помещениями института, в результате чего стало возможно увидеть загрузку аудиторий, концентрацию людей и изменение использования здания в течение дня и недели. В ту пору использовался такой инструмент как ArcGIS для формирования пространственного прототипа среды институтского здания и отображения более 1500 событий в пространстве и времени. Это показывает принципиальное отличие пространственно-временной модели от обычного BIM. Характерный пример приводит исследователь Дэниел Дэвис.
В свое время компания WeWork анализировала 158 тысяч встреч в 728 переговорных 44 зданий, а также пользовательские рейтинги. Оказалось, что фактическая загрузка и заблаговременность бронирования лучше отражали предпочтения пользователей, чем прямые оценки помещений. Эти данные позволили выявить неэффективные переговорные и скорректировать проектные стандарты. Экономика при таком подходе перестает быть только стоимостью строительства. Значение приобретает не квадратный метр сам по себе, а квадратный метр, используемый определенными людьми в определенное время.....
Полная версия материала - ИА Рустемпо