Mimarlıkta yapay zekâ: Şehirlerin inşa edilme biçimini yeniden tanımlamak

Paris'teki Eyfel Kulesi ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Pentagon gibi simge yapılar ve tarihi binalar, mimarlık alanı ve arkasındaki parlak mimarlar olmasaydı var olamazdı. Dünyamıza anlamlı altyapılar kazandırmanın ötesinde, küresel mimarlık hizmetleri pazarı ekonominin önemli bir parçasıdır ve 2035'e kadar yaklaşık 622 milyar dolara ulaşması beklenmektedir.

Mimarlar atıkları azaltmak, karbon ayak izini düşürmek ve verimli tasarımlar planlamak gibi zorluklara sürekli çözüm üretmeye çalışıyor. Yapay zekâ (AI) araçları devreye girerek mimarlıktaki bu zorlukların çoğunun çözümüne yardımcı olabilir. Yapay zekâ tasarım optimizasyonuna ve yapısal analize katkıda bulunabilir; proje yönetimini ve görselleştirmeyi de iyileştirebilir. Bu makalede yapay zekânın mimarlıkta nasıl kullanılabileceğini inceleyeceğiz.

AI mimarlıkta nasıl kullanılıyor?#

Mimarlıkta yapay zekâ, tasarımı daha akıllı hâle getiriyor, enerji verimliliğini artırıyor ve daha çevre dostu binaların oluşturulmasına yardımcı oluyor. Bu gelişmeler şimdiden gerçek dünya projelerinde kullanılıyor.

Atıkları azaltma ve karbon ayak izlerini küçültme#

2018'de Amerika Birleşik Devletleri'ndeki inşaat ve yıkım faaliyetleri 600 milyon ton enkaz üretti. Mimarlık alanındaki yaygın sorunlardan biri, inşaat atıklarını ve karbon emisyonlarını azaltmaktır. AI, inşaat sürecinin her aşamasını optimize etmek için gelişmiş algoritmalardan ve veri analitiğinden yararlanarak bu zorluğun üstesinden gelmede önemli bir rol oynayabilir.

Örneğin makine öğrenimi gibi yapay zekâ teknikleri; en sürdürülebilir malzemeleri ve inşaat yöntemlerini önermek için malzeme performansı, tedarik zinciri lojistiği ve çevresel etki hakkındaki büyük veri kümelerini analiz edebilir. Makine öğrenimi modelleri, tasarım tercihlerine göre oluşabilecek atıkları tahmin ederek mimarların atığı en aza indirmek için daha erken değişiklik yapmalarını sağlayabilir.

Üretken yapay zekâ, sürdürülebilirliğe odaklanan birden fazla tasarım seçeneğini otomatik olarak oluşturarak bu yaklaşımı bir adım ileri taşıyabilir. Malzeme verimliliği, yapısal bütünlük ve enerji kullanımı gibi parametreler belirlenerek üretken yapay zekâ, hem çevresel hem de estetik hedefleri karşılayan çeşitli tasarımlar oluşturmak için kullanılabilir. Mimarlar daha sonra yaratıcılıkla sürdürülebilirliği en iyi şekilde birleştiren tasarımı seçebilir. Spacemaker, mimarların ve şehir plancılarının farklı tasarım seçeneklerini hızla oluşturup test etmesine yardımcı olmak için üretken yapay zekâ kullanan bir araç örneğidir.

Şekil 1. Spacemaker kullanılarak oluşturulmuş sürdürülebilir bir tasarım örneği.

Bilgisayarlı görüyü yapı bilgi modellemesiyle (BIM) entegre etme#

Araştırmacılar, mimari projeleri daha hassas ve verimli hâle getirmek için bilgisayarlı görünün Yapı Bilgi Modellemesiyle nasıl birlikte çalışabileceğini inceliyor. BIM, bir binanın fiziksel ve işlevsel özelliklerini temsil eden dijital bir modeldir. Mimarların, mühendislerin ve müteahhitlerin ayrıntılı bir plan üzerinde iş birliği yapmasını sağlar ve binanın yapısından sistemlerine kadar her şeyi içeren merkezi bir kaynak işlevi görür.

Şekil 2. Yapı Bilgi Modellemesi üzerine tartışan mimarlar.

BIM'e bilgisayarlı görü eklendiğinde kameralar ve sensörler, inşaat sahalarının ayrıntılı görüntülerini ve 3B taramalarını yakalar. Ardından bu görseller, planlanan tasarım ile gerçek inşaat arasındaki duvarların hizasız olması veya yapıların yanlış yerleştirilmesi gibi farklılıkları tespit etmek için BIM modeliyle gerçek zamanlı olarak karşılaştırılır. Bu analizden elde edilen bilgiler, hızlı düzeltmeler yapılmasına ve projenin yolunda ilerlemesine yardımcı olabilir.

Geçmişte bu sorunları bulmak, yavaş ilerleyen ve hataya açık manuel denetimlere dayanıyordu. Bilgisayarlı görü sayesinde mimarlar ve proje yöneticileri, bir şey BIM modeliyle uyuşmadığında anında uyarı alabiliyor. Küçük sorunlar büyüyüp daha maliyetli hâle gelmeden önlenebiliyor. Bilgisayarlı görüyü BIM'le birleştirmek, projedeki herkesin birlikte çalışmasını da kolaylaştırıyor. Sorunlar BIM modelinde işaretlendiğinde mimarlar, mühendisler, müteahhitler ve müşteriler bunları hızla inceleyip çözüm bulabiliyor.

Mimarlıkta özgün AI uygulamaları#

AI, mimarlık alanına bazı özgün uygulamalar da kazandırıyor. Bunlardan birkaçına kısaca göz atalım:

• Enerji verimliliği: AI, binalardaki enerji kullanımını analiz edebilir ve tüketimi azaltıp sürdürülebilirliği iyileştirecek tasarımları optimize etmeye yardımcı olabilir. Enerji verimli malzemeler ve tasarım değişiklikleri önererek uzun vadede daha çevre dostu ve maliyet açısından daha verimli binalar oluşturmaya katkı sağlar.
• Güvenlik mevzuatına uygunluk: Otomatik sistemler, tasarımları bina yönetmeliklerine ve güvenlik düzenlemelerine göre denetleyerek manuel incelemeye gerek kalmadan uyumluluğu sağlayabilir. Bu, yalnızca zamandan tasarruf sağlamakla kalmaz, hata olasılığını da azaltır ve binaların gerekli tüm güvenlik standartlarını karşılamasını sağlar.
• Uyarlanabilir yeniden kullanım: AI, mevcut binaların yapısal bütünlüğünü analiz ederek ve yeni ihtiyaçlara uygun değişiklikler önererek mimarların bu binaları yeniden işlevlendirmesine yardımcı olabilir. AI, eski yapıların tarihî veya kültürel değerlerini korurken modern ve işlevsel mekânlara dönüştürülmesini mümkün kılar.

AI kullanılarak tasarlanan modern mimarlık projeleri#

Yapay zekâ destekli mimarlık projeleri geleceğe aitmiş gibi görünse de gerçekte yapay zekâyla tasarlanan projeler hâlihazırda sürüyor ve hatta tamamlanmış durumda. Öne çıkan projelerden bazılarına göz atalım.

Heydar Aliyev Merkezi#

Azerbaycan'ın Bakü kentindeki Heydar Aliyev Merkezi, Zaha Hadid tarafından tasarlandı ve 2012'de tamamlandı. Bu yapı, üretken tasarımın ve AI araçlarının mimarlığı nasıl değiştirdiğini gösteriyor. Binanın akıcı ve kıvrımlı biçimi, geleneksel düz çizgilerden farklı. Tasarım, Azerbaycan'ın modern ve yenilikçi ruhunu yansıtıyor. Autodesk ve Rhino'nun ilk üretken tasarım araçları, bu karmaşık mimari yapının oluşturulmasında önemli rol oynadı.

Şekil 3. Heydar Aliyev Merkezi.

Japonya'nın Daiwa House Industry şirketi#

Japonya'nın kalabalık şehirleri, yenilikçi ve alanı verimli kullanan ev tasarımlarına yönelik talep oluşturdu. AI destekli üretken tasarım, Daiwa House Industry gibi şirketlerin bu ihtiyacı karşılamasında önemli bir araç hâline geliyor. Belirli tasarım parametreleri tanımlandığında üretken tasarım, her biri küçük kentsel alanlara göre optimize edilmiş çeşitli ev planlarını hızla oluşturabiliyor. Yavaş ve daha az uyarlanabilir olabilen geleneksel yöntemlerin aksine üretken tasarım daha hızlı ve esnek. Üretken AI, Japonya'nın nüfus yoğunluğu yüksek bölgelerinde evlerin tasarlanma ve inşa edilme biçimini yeniden tanımlıyor.

Şekil 4. Daiwa House Industry tarafından tasarlanan kentsel konut (Kaynak: autodesk.com).

Autodesk'in Toronto ofisi#

Autodesk'in Toronto ofisi, yenilikçi mimari tasarımlar için yapay zekânın nasıl kullanılabileceğine harika bir örnektir. Şirket, kendi üretken tasarım aracı Project Discover sayesinde çalışanlarının tercihlerine göre binlerce ofis yerleşimi seçeneği oluşturabildi. Autodesk, insan fikirlerini yapay zekâyla birleştirerek ekiplerinin çalışma biçimine daha uygun bir çalışma alanı tasarlayabildi.

Şekil 5. Autodesk'in Toronto'daki Teknoloji Merkezi.

Stamhuis'in yenilikçi mağaza tasarımları#

Perakende mağazalarının yapımı ve yenilenmesi konusunda uzmanlaşmış Hollandalı Stamhuis şirketi, tasarım sürecini hızlandırmak ve iyileştirmek için üretken tasarıma yöneldi. Önceden bir perakende mağazasının yerleşimini tasarlamaları birkaç saat sürüyordu. Artık üretken yapay zekâ araçlarıyla yalnızca 15 dakikada 40 optimize edilmiş tasarım seçeneği oluşturabiliyorlar. Aynı zamanda bu araçlar tasarımcıların müşteri ilişkileri kurmak ve inşaatı planlamak gibi daha önemli görevlere odaklanmasını sağlıyor.

Şekil 6. Yapay zekâyla oluşturulan Stamhuis mağaza tasarımı (Kaynak: autodesk.com)

AI mimarların yerini alacak mı?#

Mimarlık alanındaki AI yenilikleri, mimarların yerini almayı değil, onları desteklemeyi amaçlıyor. AI mimarlığa birçok fayda sağlasa da insan yaratıcılığının ve muhakemesinin önemini koruduğunu unutmamak gerekiyor. İnsan yaratıcılığını AI'ın veri analizi ve otomasyon yetenekleriyle birleştiren mimarlar daha iyi bina tasarımları oluşturabiliyor. Araştırmalar, AI sayesinde verimlilikte %30 artış olduğunu gösteriyor. Yorucu işlerin çoğunu AI üstlenebiliyor ve mimarlar işlerinin heyecan verici, stratejik yönlerine odaklanabiliyor.

Mimarlıkta AI ile ilgili zorluklar#

Yapay zekâ araçlarının mimarlıkta daha popüler hâle gelmesinin bir sonucu olarak mimarların becerilerini geliştirmesi ve bu yeniliklerin nasıl çalıştığını öğrenmesi gerekiyor. Yapay zekânın ve verilerin nasıl çalıştığını anlamak, bu araçları başarıyla kullanmalarına yardımcı olur. Ne yazık ki birçok mimar gerekli eğitimden yoksun olduğundan bu önemli bir zorluk. Anketlere göre mimarların %60'ı resmî bir yapay zekâ eğitimi almamış. Bu açığı kapatmak, mimarların rekabet gücünü koruması ve yenilikçi, modern tasarımlar oluşturması için çok önemli.

Şekil 7. Mimarların AI eğitimi almasına ilişkin istatistikler.

Diğer bir zorluk, yazılım, donanım ve eğitim giderleri de dâhil olmak üzere AI uygulamasının getirdiği yüksek maliyetler. Bu ilk yatırımlar, bütçeleri kısıtlı olan küçük mimarlık firmaları için zorlayıcı olabilir. Bakım ve yükseltme için devam eden maliyetler de mali yükü artırıyor. AI'ı başarıyla entegre etmek için firmaların bu maliyetleri dikkatli biçimde yönetmesi gerekiyor. İyi bir planlamayla firmalar, AI'ın getireceği faydaların ilk yatırım maliyetine değmesini sağlayabilir.

AI ve mimarlıkla daha iyi bir gelecek inşa etmek#

Yapay zekâ, mimarlar için güçlü bir araçtır. Projelerin zamanında ve bütçe dâhilinde yönetilmesine yardımcı olacak gerçek zamanlı bilgiler sunabilir. Ayrıca tasarım çizimleri, yapısal kontroller ve maliyet tahminleri gibi zaman alan işlerde destek olarak mimarların yaratıcı fikirlere odaklanmasını sağlayabilir. Yapay zekâyı benimseyen, sunduğu birçok özelliği ve aracı keşfeden mimarlar gelişmeleri yakından takip edebilir ve mimarlığın geleceğine yön verebilir.

Daha fazlasını öğrenmek ister misin? Yapay zekâya katkılarımızı görmek için GitHub depomuzu incele. Yapay zekâyı üretim ve sağlık hizmetleri gibi sektörlerde nasıl uyguladığımızı keşfet.