AI nell'architettura: ridefinire il modo in cui vengono costruite le città
Scopri come l'AI nell'architettura sta migliorando design, efficienza e sostenibilità. Parleremo anche di come l'AI stia cambiando la giornata lavorativa di un architetto.
Monumenti ed edifici storici come la Torre Eiffel di Parigi e il Pentagono negli Stati Uniti non esisterebbero senza il campo dell’architettura e gli straordinari architetti che lo animano. Oltre ad aggiungere infrastrutture significative al nostro mondo, il mercato globale dei servizi di architettura è una componente essenziale dell’economia ed è destinato a raggiungere circa 550 milioni di dollari entro il 2032.
Gli architetti lavorano costantemente per affrontare sfide come la riduzione degli sprechi, la diminuzione dell’impronta di carbonio e la progettazione di strutture efficienti. Gli strumenti di intelligenza artificiale (AI) possono intervenire e contribuire a risolvere molte di queste sfide nell’architettura. L’AI può aiutare a ottimizzare la progettazione, analizzare le strutture e migliorare la gestione e la visualizzazione dei progetti. In questo articolo scopriremo come utilizzare l’AI nell’architettura.
Come viene utilizzata l’AI nell’architettura?#
L’AI nell’architettura sta cambiando le regole del gioco, rendendo la progettazione più intelligente, aumentando l’efficienza energetica e contribuendo a creare edifici più ecologici. È sorprendente vedere come questi progressi vengano applicati a progetti concreti. Scopriamo come avviene tutto questo.
Ridurre gli sprechi e l’impronta di carbonio#
Nel 2018, le attività di costruzione e demolizione negli Stati Uniti hanno prodotto 600 milioni di tonnellate di detriti. Una delle problematiche più diffuse nel campo dell’architettura è la riduzione dei rifiuti edili e delle emissioni di carbonio. L’AI può svolgere un ruolo fondamentale nell’affrontare questa sfida, utilizzando algoritmi avanzati e analisi dei dati per ottimizzare ogni fase del processo di costruzione.
Ad esempio, tecniche di AI come il machine learning possono analizzare grandi dataset sulle prestazioni dei materiali, sulla logistica della catena di approvvigionamento e sull’impatto ambientale, per consigliare i materiali e i metodi di costruzione più sostenibili. I modelli di machine learning possono prevedere gli sprechi potenziali in base alle scelte progettuali, consentendo agli architetti di apportare modifiche in una fase iniziale per ridurli al minimo.
L’AI generativa può fare un ulteriore passo avanti creando automaticamente molteplici opzioni di progettazione sostenibile. Impostando parametri come l’efficienza dei materiali, l’integrità strutturale e il consumo energetico, l’AI generativa può essere utilizzata per generare una varietà di progetti che rispettano gli obiettivi ambientali mantenendo al contempo un aspetto eccellente. Gli architetti possono quindi scegliere il progetto che combina al meglio creatività e sostenibilità. Spacemaker è un esempio di strumento che utilizza l’AI generativa per aiutare architetti e urbanisti a creare e testare rapidamente diverse opzioni progettuali.
Fig. 1 Un esempio di progetto sostenibile generato utilizzando Spacemaker.
Integrazione della computer vision con il Building Information Modeling (BIM)#
I ricercatori stanno studiando come la computer vision possa integrarsi con il Building Information Modeling per rendere i progetti architettonici più accurati ed efficienti. Il BIM è un modello digitale che rappresenta le caratteristiche fisiche e funzionali di un edificio. Consente ad architetti, ingegneri e appaltatori di collaborare a un piano dettagliato e funge da risorsa centrale che include ogni elemento, dalla struttura dell’edificio ai suoi impianti.
Fig. 2 Architetti discutono del Building Information Modeling.
Quando la computer vision viene aggiunta al BIM, telecamere e sensori acquisiscono immagini dettagliate e scansioni 3D dei cantieri. Questi elementi visivi vengono poi confrontati in tempo reale con il modello BIM per individuare eventuali differenze tra il progetto previsto e la costruzione effettiva, come pareti non allineate o strutture collocate erroneamente. Gli insight emersi da questa analisi possono aiutare a effettuare correzioni rapide e a mantenere il progetto in linea con i piani.
In passato, l’individuazione di questi problemi si basava su ispezioni manuali lente e soggette a errori. Con la computer vision, architetti e project manager possono ricevere avvisi immediati quando qualcosa non corrisponde al modello BIM. I problemi di piccola entità possono essere risolti prima che diventino più grandi e costosi. La combinazione di computer vision e BIM facilita inoltre la collaborazione tra tutte le persone coinvolte. Quando i problemi vengono segnalati nel modello BIM, architetti, ingegneri, appaltatori e clienti possono esaminarli rapidamente e trovare soluzioni.
Applicazioni uniche dell’AI nell’architettura#
L’AI offre inoltre alcune applicazioni uniche nel campo dell’architettura. Diamo rapidamente un’occhiata ad alcune di esse:
- Efficienza energetica: l’AI può analizzare il modo in cui l’energia viene utilizzata negli edifici e contribuire a ottimizzare i progetti per ridurre i consumi e migliorare la sostenibilità. Consigliando materiali efficienti dal punto di vista energetico e modifiche progettuali, l’AI contribuisce a creare edifici più rispettosi dell’ambiente ed economicamente vantaggiosi nel lungo periodo.
- Conformità alle norme di sicurezza: i sistemi automatizzati possono verificare i progetti rispetto ai codici edilizi e alle normative di sicurezza, garantendo la conformità senza la necessità di revisioni manuali. Questo non solo fa risparmiare tempo, ma riduce anche la possibilità di errori, assicurando che gli edifici rispettino tutti gli standard di sicurezza necessari.
- Riutilizzo adattivo: l’AI può aiutare gli architetti a riconvertire gli edifici esistenti analizzandone l’integrità strutturale e suggerendo modifiche per soddisfare nuove esigenze. L’AI rende possibile trasformare vecchie strutture in spazi moderni e funzionali, preservandone al contempo il valore storico o culturale.
Progetti di architettura moderna realizzati utilizzando l’AI#
Sebbene possa sembrare che i progetti architettonici basati sull’AI appartengano al futuro, la realtà è che i progetti progettati con l’AI sono già in corso e persino completati. Esaminiamo alcuni di questi progetti pionieristici.
L’Heydar Aliyev Center#
L’Heydar Aliyev Center di Baku, in Azerbaigian, è stato progettato da Zaha Hadid e completato nel 2012. Mostra come la progettazione generativa e gli strumenti di AI stiano cambiando l’architettura. La forma liscia e curva dell’edificio è diversa dalle tradizionali linee rette. Il progetto riflette lo spirito moderno e lungimirante dell’Azerbaigian. I primi strumenti di progettazione generativa di Autodesk e Rhino hanno svolto un ruolo fondamentale nella creazione di questa architettura complessa.
Fig. 3. L’Heydar Aliyev Center.
La Daiwa House Industry in Giappone#
Le città densamente popolate del Giappone hanno creato una domanda di progetti abitativi innovativi e che sfruttino lo spazio in modo efficiente. La progettazione generativa, basata sull’AI, sta diventando uno strumento fondamentale per aziende come Daiwa House Industry, che intendono soddisfare questa esigenza. Impostando parametri progettuali specifici, la progettazione generativa può produrre rapidamente una varietà di planimetrie, ciascuna ottimizzata per piccoli spazi urbani. A differenza dei metodi tradizionali, che possono essere lenti e meno adattabili, la progettazione generativa è più rapida e flessibile. L’AI generativa sta ridefinendo il modo in cui le abitazioni vengono progettate e costruite nelle aree densamente popolate del Giappone.
Fig. 4. Un progetto abitativo urbano di Daiwa House Industry (Fonte: autodesk.com).
L’ufficio di Autodesk a Toronto#
L’ufficio di Autodesk a Toronto è un ottimo esempio di come l’AI possa essere utilizzata per progetti architettonici innovativi. Utilizzando il proprio strumento di progettazione generativa, Project Discover, l’azienda è riuscita a creare innumerevoli opzioni di layout degli uffici basate sulle preferenze dei propri dipendenti. Combinando le idee umane con l’AI, Autodesk ha potuto progettare uno spazio di lavoro perfetto, senza i consueti errori di progettazione.
Fig. 5. Il Technology Center di Autodesk a Toronto.
Gli innovativi progetti di negozi di Stamhuis#
Stamhuis, un’azienda olandese specializzata nella costruzione e ristrutturazione di negozi, si è affidata alla progettazione generativa per velocizzare e migliorare il proprio processo progettuale. In passato, impiegava diverse ore per progettare il layout di un negozio al dettaglio. Ora, con gli strumenti di AI generativa, è in grado di generare 40 opzioni progettuali ottimizzate in soli 15 minuti. Allo stesso tempo, questo consente ai suoi progettisti di concentrarsi su attività più importanti, come la costruzione dei rapporti con i clienti e la pianificazione dei lavori.
Fig. 6. Un progetto di negozio Stamhuis creato utilizzando l’AI (Fonte: autodesk.com)
L’AI sostituirà gli architetti?#
Le innovazioni dell’AI nell’architettura mirano a supportare gli architetti, non a sostituirli. Sebbene l’AI offra numerosi vantaggi all’architettura, è importante notare che la creatività e il giudizio umano restano essenziali. Combinando la creatività umana con le capacità dell’AI di analizzare i dati e automatizzare le attività, gli architetti possono creare progetti edilizi migliori. Gli studi mostrano un aumento del 30% della produttività grazie all’AI. L’AI può occuparsi della maggior parte delle attività noiose, consentendo agli architetti di concentrarsi sugli aspetti stimolanti e strategici del loro lavoro.
Le sfide legate all’AI nell’architettura#
Una conseguenza della crescente popolarità degli strumenti di AI nell’architettura è che gli architetti devono sviluppare nuove competenze e imparare come funzionano queste innovazioni. Comprendere il funzionamento dell’AI e dei dati li aiuta a utilizzare con successo gli strumenti di AI. Purtroppo, questa è una sfida importante, poiché molti architetti non dispongono della formazione necessaria. Secondo i sondaggi, il 60% degli architetti non ha ricevuto alcuna formazione formale sull’AI. Colmare questa lacuna è fondamentale per consentire agli architetti di rimanere competitivi e creare progetti moderni e innovativi.
Fig. 7. Statistiche sulla formazione degli architetti in materia di AI.
Un’altra sfida è rappresentata dai costi elevati associati all’implementazione dell’AI, comprese le spese per software, hardware e formazione. Questi investimenti iniziali possono essere difficili da sostenere per gli studi di architettura più piccoli, con budget limitati. Esistono inoltre costi continui per la manutenzione e gli aggiornamenti, che aumentano la pressione finanziaria. Per integrare con successo l’AI, gli studi devono gestire attentamente questi costi. Con una buona pianificazione, possono assicurarsi che i vantaggi dell’AI giustifichino le spese iniziali.
Costruire un futuro migliore con l’AI e l’architettura#
L’AI è uno strumento potente per gli architetti. Può fornire informazioni in tempo reale per aiutarli a gestire i progetti nei tempi previsti e rispettando il budget. Può inoltre contribuire a gestire attività dispendiose in termini di tempo, come i disegni progettuali, le verifiche strutturali e le stime dei costi, consentendo agli architetti di concentrarsi sulle idee creative. Gli architetti che adottano l’AI ed esplorano le sue numerose funzionalità e i suoi strumenti possono rimanere all’avanguardia e guidare il futuro dell’architettura.
Vuoi saperne di più? Esplora il nostro repository GitHub per conoscere i nostri contributi all’AI. Scopri come stiamo ridefinendo settori come la produzione e la sanità con una tecnologia AI all’avanguardia.
