L'intelligenza artificiale in architettura: Ridefinire il modo di costruire le città

Luoghi simbolo ed edifici storici come la Torre Eiffel a Parigi e il Pentagono negli Stati Uniti non esisterebbero senza il campo dell'architettura e i brillanti architetti che vi operano. Oltre ad aggiungere infrastrutture significative al nostro mondo, il mercato globale dei servizi di architettura è una parte essenziale dell'economia ed è destinato a raggiungere circa 550 milioni di dollari entro il 2032. 

Gli architetti sono costantemente impegnati ad affrontare sfide come la riduzione degli sprechi, la diminuzione delle emissioni di carbonio e la pianificazione di progetti efficienti. Gli strumenti di intelligenza artificiale (AI) possono intervenire e aiutare a risolvere molte di queste sfide in architettura. L'intelligenza artificiale può contribuire all'ottimizzazione dei progetti, all'analisi strutturale e a migliorare la gestione e la visualizzazione dei progetti. In questo articolo scopriremo come l'IA può essere utilizzata in architettura.

Come viene utilizzata l'intelligenza artificiale in architettura?

L'intelligenza artificiale in architettura sta cambiando le carte in tavola rendendo più intelligente la progettazione, aumentando l'efficienza energetica e aiutando a creare edifici più ecologici. È incredibile come questi progressi vengano utilizzati in progetti reali. Scopriamo come stanno andando le cose.

Riduzione degli sprechi e riduzione delle emissioni di carbonio

Nel 2018, le attività di costruzione e demolizione negli Stati Uniti hanno prodotto 600 milioni di tonnellate di detriti. Uno dei problemi principali nel campo dell'architettura è la riduzione dei rifiuti edili e delle emissioni di carbonio. L'intelligenza artificiale può essere utile per affrontare questa sfida utilizzando algoritmi avanzati e analisi dei dati per ottimizzare ogni fase del processo di costruzione.

Ad esempio, le tecniche di intelligenza artificiale come l'apprendimento automatico possono analizzare grandi serie di dati 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 apprendimento automatico possono prevedere i potenziali sprechi in base alle scelte progettuali e consentire agli architetti di apportare modifiche in anticipo per ridurre al minimo gli sprechi. 

L'intelligenza artificiale generativa può fare un ulteriore passo avanti creando automaticamente diverse opzioni di design incentrate sulla sostenibilità. Impostando parametri come l'efficienza dei materiali, l'integrità strutturale e l'utilizzo di energia, l'intelligenza artificiale generativa può essere utilizzata per generare una serie di progetti che soddisfano gli obiettivi ambientali e allo stesso tempo sono belli da vedere. Gli architetti possono quindi scegliere il progetto che meglio combina creatività e sostenibilità. Spacemaker è un esempio di strumento che utilizza l'intelligenza artificiale generativa per aiutare architetti e urbanisti a creare e testare rapidamente diverse opzioni di design.

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Integrazione della visione artificiale con il Building Information Modeling (BIM)

I ricercatori stanno studiando come la computer vision possa lavorare 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. Permette ad architetti, ingegneri e appaltatori di collaborare a un progetto dettagliato e funge da risorsa centrale che include tutto, dalla struttura dell'edificio ai suoi sistemi.

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Quando la computer vision viene aggiunta al BIM, telecamere e sensori catturano immagini dettagliate e scansioni 3D dei cantieri. Queste immagini vengono poi confrontate in tempo reale con il modello BIM per individuare eventuali differenze tra il progetto previsto e la costruzione effettiva, come pareti disallineate o strutture mal posizionate. Le informazioni ricavate da questa analisi possono aiutare a risolvere rapidamente i problemi e a mantenere il progetto in carreggiata.

In passato, per trovare questi problemi ci si affidava a ispezioni manuali, lente e soggette a errori. Con la visione computerizzata, gli architetti e i project manager possono ricevere avvisi istantanei quando qualcosa non corrisponde al modello BIM. I piccoli problemi possono essere fermati prima che diventino più grandi e più costosi. La combinazione di computer vision e BIM rende più facile la collaborazione tra tutti i soggetti coinvolti. Quando i problemi vengono segnalati nel modello BIM, architetti, ingegneri, appaltatori e clienti possono esaminarli rapidamente e trovare soluzioni. 

Applicazioni uniche dell'intelligenza artificiale nell'architettura

L'intelligenza artificiale porta anche alcune applicazioni uniche nel campo dell'architettura. Diamo una rapida occhiata ad alcune di esse:

• Efficienza energetica: L'intelligenza artificiale può analizzare come viene utilizzata l'energia negli edifici e aiutare a ottimizzare i progetti per ridurre i consumi e migliorare la sostenibilità. Consigliando materiali efficienti dal punto di vista energetico e modifiche al design, l'intelligenza artificiale contribuisce a creare edifici più ecologici e convenienti nel lungo periodo.
• Conformità alla sicurezza: I sistemi automatizzati possono verificare i progetti rispetto alle norme edilizie e ai regolamenti di sicurezza, garantendo la conformità senza dover ricorrere a revisioni manuali. In questo modo non solo si risparmia tempo, ma si riduce anche la possibilità di errori, assicurando che gli edifici rispettino tutti gli standard di sicurezza necessari.
• Riutilizzo adattivo: L'intelligenza artificiale può aiutare gli architetti a riutilizzare gli edifici esistenti analizzandone l'integrità strutturale e suggerendo modifiche per soddisfare nuove esigenze. L'intelligenza artificiale permette di trasformare vecchie strutture in spazi moderni e funzionali, preservandone il valore storico o culturale.

Progetti di architettura moderna progettati con l'AI

Sebbene possa sembrare che i progetti di architettura basati sull'intelligenza artificiale siano qualcosa di futuro, la realtà è che i progetti progettati dall'intelligenza artificiale sono già in corso e persino completati. Diamo un'occhiata ad alcuni di questi progetti innovativi.

Il Centro Heydar Aliyev

L'Heydar Aliyev Center di Baku, in Azerbaigian, è stato progettato da Zaha Hadid e completato nel 2012. Dimostra come il design generativo e gli strumenti di intelligenza artificiale stiano cambiando l'architettura. La forma morbida e curvilinea 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 complessa architettura.

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L'industria giapponese Daiwa House

L'affollamento delle città giapponesi ha creato una domanda di case innovative ed efficienti dal punto di vista dello spazio. La progettazione generativa, alimentata dall'intelligenza artificiale, sta diventando uno strumento fondamentale per aziende come Daiwa House Industry per rispondere a questa esigenza. Impostando parametri di progettazione specifici, la progettazione generativa può produrre rapidamente una serie di progetti di case, ognuno ottimizzato per i piccoli spazi urbani. A differenza dei metodi tradizionali, che possono essere lenti e poco adattabili, la progettazione generativa è più veloce e flessibile. L'intelligenza artificiale generativa sta ridefinendo il modo in cui le case vengono progettate e costruite nelle aree densamente popolate del Giappone.

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Ufficio Autodesk di Toronto

L'ufficio di Toronto di Autodesk è un ottimo esempio di come l'intelligenza artificiale possa essere utilizzata per realizzare progetti architettonici innovativi. Utilizzando il proprio strumento di progettazione generativa, Project Discover, l'azienda è stata in grado di creare innumerevoli opzioni di layout dell'ufficio in base alle preferenze dei propri dipendenti. Combinando le idee umane con l'intelligenza artificiale, Autodesk è riuscita a progettare uno spazio di lavoro perfetto senza i soliti errori di progettazione. 

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I design innovativi dei negozi di Stamhuis 

Stamhuis, un'azienda olandese specializzata nella costruzione e ristrutturazione di negozi al dettaglio, si è rivolta al design generativo per accelerare e migliorare il proprio processo di progettazione. In passato, impiegavano diverse ore per progettare il layout di un negozio al dettaglio. Ora, grazie agli strumenti di intelligenza artificiale generativa, sono in grado di generare 40 opzioni di progettazione ottimizzate in soli 15 minuti. Allo stesso tempo, i progettisti possono concentrarsi su attività più importanti, come la creazione di relazioni con i clienti e la pianificazione dei lavori.

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L'intelligenza artificiale sostituirà gli architetti?

Le innovazioni dell'intelligenza artificiale in architettura mirano a supportare gli architetti, non a sostituirli. Sebbene l'IA apporti molti vantaggi all'architettura, è importante notare che la creatività e il giudizio umano rimangono essenziali. Combinando la creatività umana con le capacità di analisi dei dati e di automazione dell'IA, gli architetti sono in grado di creare progetti di edifici migliori. Gli studi dimostrano che la produttività aumenta del 30% grazie all'IA. L'IA può occuparsi della maggior parte dei compiti più noiosi e gli architetti possono concentrarsi sulle parti più interessanti e strategiche del loro lavoro. 

Sfide legate all'IA in architettura

Una conseguenza della diffusione degli strumenti di IA in architettura è che gli architetti devono aggiornarsi e imparare come funzionano queste innovazioni di IA. Capire come funzionano l'IA e i dati aiuta a utilizzare con successo gli strumenti di IA. Sfortunatamente, questa è una sfida importante perché molti architetti non hanno la formazione necessaria. Secondo alcuni sondaggi, il 60% degli architetti non ha una formazione formale in materia di IA. Colmare questo divario è fondamentale per gli architetti per rimanere competitivi e creare progetti moderni e innovativi. 

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Un'altra sfida è rappresentata dai costi più elevati che comporta l'implementazione dell'IA, tra cui le spese per il software, l'hardware e la formazione. Questi investimenti iniziali possono essere difficili per gli studi di architettura più piccoli con budget limitati. Ci sono poi i costi di manutenzione e di aggiornamento, che aumentano la pressione finanziaria. Per integrare con successo l'IA, gli studi devono gestire con attenzione questi costi. Con una buona pianificazione, gli studi possono assicurarsi che i vantaggi dell'IA valgano le spese iniziali.

Costruire un futuro migliore con l'intelligenza artificiale e l'architettura

L'intelligenza artificiale è uno strumento potente per gli architetti. Può fornire informazioni in tempo reale per aiutare a gestire i progetti in modo puntuale e nel rispetto del budget. Può anche aiutare a gestire compiti che richiedono molto tempo, come disegni di progetto, verifiche strutturali e stime dei costi, permettendo agli architetti di concentrarsi sulle idee creative. Gli architetti che abbracciano l'IA ed esplorano le sue numerose funzionalità e i suoi strumenti possono essere all'avanguardia e guidare il futuro dell'architettura.

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