人工智能与科学引领的设计如何变革建成环境

• 人工智能（AI）正在成为推动和赋能建筑设计变革的力量。

• 在人工智能赋能下，科学引领的设计能够支持数据驱动的决策，改善建筑性能、城市规划和人类福祉。

• 人工智能驱动的工具正在重塑建成环境，将神经科学、心理学和工程学等学科融合起来，推动创新设计。

随着人工智能创新迅速发展，我们看到它以预料之中和意想不到的方式影响着建成环境，设计领域尤为如此。

迄今为止，人工智能在设计领域的应用机遇大多集中于借助数字工具简化流程，但它有望从根本上改变建筑的使用和运营方式，以及建筑与人群和更广泛城市系统之间的联系。

从建筑预测分析和运营机器人技术，到不断演变的工作与基础设施系统，人工智能正在成为推动和赋能建筑设计变革的力量。

除了技术变革，经济不确定性、气候变化以及疫情后城市生活和工作模式的转变，也让建成环境变得更加复杂。

企业面临日益加大的压力，需要确保其资产和房地产提高效率、从投资中创造价值、减少环境影响并增进人类福祉。

如今，许多组织开始采用科学引领的空间与场所设计，以支持复杂的投资决策并提高设计确定性；人工智能也为加速这一领域的发展带来了机遇。

科学引领的设计是一种将研究和数据融入创意流程的方法，借助更多信息增强决策能力，了解建筑或场所可能呈现的性能，或评估其对人类和地球的影响。

这种方法利用证据和明确目标——来源包括建筑传感器、人类体验数据，乃至气候或基础设施数据——以实现特定设计成果。

整合先进数据

近年来，科学引领的建筑认证显著增加。根据仲量联行的研究（2023年），加入零碳科学目标倡议的组织数量自2018年以来增加了五倍。

与此同时，国际WELL建筑研究院在2024年指出，目前依据科学引领的健康建筑WELL认证接受评估的房地产规模自2021年以来增加了约250%。

尽管科学引领的设计具有诸多优势，但其发展受限于整合建成环境中的复杂数据集，以及纳入其他行业研究和数据的能力。人工智能正在改变这一局面。

机器学习、自然语言处理和人工智能算法正在改变我们看待复杂性的方式，并为将科学引领的设计融入建筑开发与设计带来新的机遇。

例如，近年来建筑监测和分析技术不断进步，以提升可持续性和福祉方面的表现。

然而，将新的研究成果或模型变化——例如不断演变的工作模式、预测性维护计划、先进制造流程，甚至神经科学证据——纳入其中，迄今仍超出我们的技术能力。

人工智能正在突破这些限制。

在城市尺度上，科学引领的设计与人工智能正以数字孪生的形式汇聚，将多个数据来源和证据整合用于城市规划。例如，在赫尔辛基，一项覆盖全市的数字孪生将城市模型与基础设施数据、出行数据及行人行为研究相结合，为城市出行规划提供参考。

过去，这些分析可以各自独立进行；如今，人工智能能够帮助我们预测这些系统中的联系和相互依存关系。

心理学与神经学方法

在建筑层面，神经建筑学这一新兴领域将神经科学和心理学研究引入建筑设计，帮助人们更深入地了解打造高效、健康空间的成功要素。

例如，IBM与厄勒姆研究所最近开展的一项研究利用人工智能深入探究人体昼夜节律，相关发现可能应用于建筑照明设计。

此外，在神经科学或认知心理学的人工智能洞见帮助下，还可以为创意性和复杂工作设计高性能工作场所，了解理想工作环境的特征。

为人工智能时代做好准备，为我们思考建筑需求和设计演变的方式带来了令人振奋的机遇。

尽管有人可能对人工智能在建成环境中的作用感到担忧，但将人工智能与科学引领的设计相结合，能够让我们拥抱以往无法应对的复杂性，开启更具创造力和创新性的设计未来。

人工智能将改变我们对建成环境的期待。未来的设计团队可能会纳入计算机程序员或人工智能技术专家，促进生物医学、心理学等学科与建筑工程师和设计师之间更深入的协作。

随着场所与空间的设计和建造日益复杂，我们看到人工智能日趋成熟与科学引领的设计相结合，成为推动积极变革与创新的力量。这有助于打造让人类和地球蓬勃发展的空间。