22、借助人工智能拓展建筑数字制造

借助人工智能拓展建筑数字制造

1. 建筑数字制造与人工智能的渊源

1959年，空军宣布发明了一种智能计算机数控（CNC）机器，它能接收英文指令，弄清楚如何制造所需物品，并教会其他机器制造。这项新技术的潜力在一个金属数控铣烟灰缸上得到了展示，这也是世界上第一个CAD/CAM对象。尽管这个宏大理念的实现仍在进行中，但如今西门子的双臂机器人原型无需编程就能制造产品，这与早期的声明式设计和完全自动化的愿景相呼应。实际上，从一开始，数字制造就预见了与人工智能（AI）的联系。

如今，核心问题大致未变：AI能否助力元素描述与制造之间的转换？不过，与20世纪50年代末相比，建筑驱动因素和技术方法已发生了根本性变化。当代建筑采用高度数字化的制造工作流程，建筑元素在3D软件中进行设计和分析，自动生成制造控制代码，自动化工业机器人支持现场和非现场的各种制造方法和材料。建筑制造的数字化不仅没有使设计和制造过程分离，反而让它们更加紧密地结合在一起。

2. 机器学习在建筑制造中的应用

新兴的建筑研究试图通过应用机器学习（ML）模型，进一步拉近设计和制造的距离。深度神经网络是目前预测和分类的先进技术。这些算法通过优化网络中的权重和偏差值，来建模输入和输出数据之间的关系，它们经过训练以执行高度特定的任务，而非追求通用智能。其发现概率模式的能力依赖于强大的计算能力和大量数据，通常是从现实世界拍摄的数千张图像组成的2D信息大型训练数据集。训练后，它们能以或多或少的误差预测不在初始训练数据中的新2D数据集或分类。

然而，这种2D概率建模方法如何融入需要高精度来实现3D几何形状物理实体化的制造实践呢？AI的机会在于开辟新的工作流程、关系和数据集，使制造更具设计集成性和响应性，