自计算机辅助设计问世以来，建筑学已攀上新的高峰。
如今，算法正在为设计提供依据、不断优化设计，甚至直接创造新的设计。
算法设计无需手工绘制平面图，只需输入参数，即可由计算机生成建筑的形态。
算法已被用于设计一座养老院，其布局可改善痴呆症患者的居住体验。
当巨型团块状建筑于20世纪80年代末和90年代开始出现在世界各地的城市天际线上时，它标志着的并非外星人入侵，而是计算机对建筑设计实践所产生的影响。
得益于计算机辅助设计（CAD），建筑师得以摆脱计算尺和量角器的束缚，尝试全新的有机形态。由此诞生了一批著名的曲线建筑，例如弗兰克·盖里设计的毕尔巴鄂古根海姆博物馆，以及Future Systems设计的伯明翰Selfridges百货公司大楼。
如今，计算机正准备再次改变建筑，这一次是借助能够提供信息、优化设计，甚至直接创造新设计的算法。更加奇特的形态只是开端：算法现在还能找出房间布局、建筑施工的最佳方式，甚至能随时间推移对建筑进行调整，以满足使用者的需求。通过这种方式，算法为建筑师提供了一整套全新的工具，帮助他们实现并完善自己的构想。
在基础层面上，算法可以成为一种强大的工具，为建筑的设计、施工及使用提供详尽的信息。建筑信息模型（BIM）借助综合性软件，对建筑、工程和施工等各领域原本各自独立保存的数据进行标准化处理和共享。这意味着，从客户到承包商，参与建筑项目构思与建造的每一方都可以在同一个三维模型上无缝协作。
近来，新工具已开始将此类信息与算法相结合，以实现建筑流程部分环节的自动化和优化。其应用范围涵盖解读法规、为结构评估提供计算，到使采购更加精准。
算法设计
但算法还可以在设计阶段发挥作用，通过揭示既有及拟建建筑中隐藏的规律，帮助建筑师了解建筑将如何被使用。这些规律可以是空间与几何特征，例如公共区域与私人区域的比例，或建筑的自然通风状况。它们也可以是使用模式，显示哪些房间使用最频繁，哪些最少使用。
或者，它们可以是视觉与物理连接，显示人们在建筑中的每个位置能看到什么、看不到什么，并使我们能够预测人流在其中的走向。这在设计公共建筑入口时尤为重要，有助于将服务设施和疏散通道安排在最佳位置。
算法还可用于拓展设计师的能力，帮助其构思和生成原本可能无法实现的形态与布局。建筑师不再凭直觉和个人喜好手工绘制平面图，而是通过算法设计输入规则和参数，由计算机生成建筑的形态。这些算法通常受自然界理念的启发，例如进化或分形（即在越来越小的尺度上不断重复自身的形态）。
将这三种用途（管理复杂信息、揭示规律和生成新的空间布局）结合起来，代表了下一代算法设计，它将真正提升我们改善建成环境的能力。例如，Zaha Hadid Architects本已以其独特的曲线建筑而闻名，现在它借助算法来自动测试数千种室内布局方案，或寻找一种排布方式，用于排列外墙板，从而避免形状不规则的建筑造价过高。
算法对于一些新颖的建筑同样至关重要，例如V&A博物馆的Filament展亭，其设计还会根据结构、环境及参观者的使用数据随时间进行调整。如今，算法甚至被用于为新冠疫情期间生成办公空间布局，在确保安全社交距离的同时，使建筑能容纳尽可能多的员工办公。
自组织布局
我和同事们近期展示了算法如何为一座养老院生成自组织平面图，以最佳配置安排各房间，从而改善痴呆症患者的居住体验。为此，我们结合了三类算法，它们分别受到蚁群、基于大脑的人工智能系统，以及人群建模的启发。
我们依据大量既往研究和项目所总结的设计标准来构建算法，并将其归纳为算法必须遵循的四条主要规则。建筑必须被划分为若干单元，且每个单元的面积均不得超过规定上限。每个单元还必须配备一间便于使用的功能性厨房、一间不用作其他用途的餐厅，以及多个不同大小的休息室或活动室。
最终得出的养老院新布局，以最便捷的方式安排了私人房间和公共区域，使居民在院内的行走距离尽可能缩短。这表明，算法与设计师的投入相结合，尤为关键，能够生成原本需要大量繁琐工作，或原本可能无法实现的自组织设计。
算法并非如一些人所悲观预测的那样取代建筑师，而是正成为建筑设计师的一项重要工具。这一点体现在该技术在研究生课程、悲观预测中日益突出的地位上，研究中心和国际企业中。越来越多的设计师开始投入机器学习和人工智能在建筑领域的应用。
随着计算机科学和技术的飞速发展，如今很难想象算法设计未来将如何演进，建筑行业又将如何变化。但我们可以确定，算法的应用将很快成为增强我们洞察无形之物、在建筑中构思前所未想之设计能力的标准方式。
