Благодаря автоматизированному проектированию (САПР) архитекторы могли экспериментировать с новыми органическими формами, свободными от ограничений слайдов и транспортиров. Результатом стали известные пышные здания, такие как Музей Гуггенхайма Фрэнка Гери в Бильбао и универмаг Selfridges компании Future Systems в Бирмингеме.

Сегодня компьютеры готовы снова изменить здания, на этот раз с помощью алгоритмов, которые могут информировать, уточнять и даже создавать новые конструкции. Даже более странные формы — это только начало: теперь алгоритмы могут определять наилучшие способы планировки комнат, строительства зданий и даже их изменения с течением времени в соответствии с потребностями пользователей. 

Таким образом, алгоритмы предоставляют архитекторам совершенно новый набор инструментов для реализации и улучшения своих идей.

На базовом уровне алгоритмы могут быть мощным инструментом для предоставления исчерпывающей информации для проектирования, строительства и использования здания. В информационном моделировании зданий используется комплексное программное обеспечение для стандартизации и обмена данными по архитектуре, проектированию и строительству, которые раньше хранятся отдельно. 

Это означает, что все, кто участвует в создании здания, от клиентов до подрядчиков, могут без проблем работать вместе над одной и той же 3D-моделью.

Совсем недавно новые инструменты начали объединять такую информацию с алгоритмами для автоматизации и оптимизации аспектов процесса строительства. Это варьируется от интерпретации правил и предоставления расчетов для структурной оценки до уточнения закупок.

Алгоритмический дизайн

Но алгоритмы также могут помочь на этапе проектирования, помогая архитекторам понять, как будет использоваться здание, путем выявления скрытых закономерностей в существующих и предлагаемых конструкциях. Это могут быть пространственные и геометрические характеристики, такие как соотношение общественных и частных зон или естественный поток воздуха в здании. 

Это могут быть образцы использования, показывающие, какие помещения используются чаще всего, а какие реже.

Или они могут быть визуальными и физическими связями, которые показывают, что люди могут и не могут видеть из каждой точки здания, и позволяют нам предсказывать поток людей вокруг него. Это особенно актуально при проектировании входов в общественные здания, чтобы мы могли оптимально расположить службы и пути эвакуации.

Алгоритмы также могут использоваться для расширения возможностей дизайнеров обдумывать и генерировать формы и компоновки, которые иначе были бы невозможны. Вместо того, чтобы лично рисовать планы этажей в соответствии с их интуицией и вкусом, архитекторы, использующие алгоритмическое проектирование, вводят правила и параметры и позволяют компьютеру создавать форму здания. 

Эти алгоритмы часто вдохновлены идеями природы, такими как эволюция или фракталы (формы, которые повторяются во все меньших масштабах).

Сочетание этих трех применений (управление сложной информацией, выявление закономерностей и создание новых пространственных схем) представляет собой следующее поколение алгоритмического дизайна, которое действительно изменит нашу способность улучшать созданную среду. 

Например, компания Zaha Hadid Architects, уже известная своими необычными изогнутыми конструкциями, использует алгоритмы для автоматического тестирования тысяч вариантов внутренней планировки или для поиска такого расположения фасадных панелей, которое предотвратит чрезмерно дорогое здание неправильной формы.

Алгоритмы также необходимы для новых конструкций, таких как Павильон нитей в музее Виктории и Альберта, и со временем адаптируются с учетом структурных, экологических данных и данных об использовании посетителями. 

Сегодня алгоритмы даже создают офисные механизмы для пандемии, которые позволяют большему количеству сотрудников работать в здании, сохраняя при этом безопасное социальное дистанцирование.

Самоорганизующиеся макеты

Мы построили наши алгоритмы, чтобы следовать критериям проектирования, основанным на многочисленных предыдущих исследованиях и проектах, объединив их в четыре основных правила, которым должны следовать алгоритмы. 

Здание нужно было разделить на блоки максимально заданных размеров.

 И каждая единица должна была иметь доступную функциональную кухню, столовую, не используемую для других занятий, а также несколько холлов или комнат для занятий различных размеров.

Результатом стала новая планировка дома престарелых, в которой отдельные комнаты и места общего пользования были организованы наиболее удобным образом, чтобы сделать поездки жителей дома максимально короткими. 

Это показывает, как правильные алгоритмы комбинирования и, что особенно важно, вклад дизайнеров могут помочь создавать самоорганизующиеся проекты, которые в противном случае потребовали бы огромного количества кропотливой работы или которые в противном случае были бы невозможны.

Вместо замены архитекторов, как пессимистично предсказывают некоторые, алгоритмы становятся важным инструментом проектировщиков зданий. Это находит отражение в растущей роли технологии в аспирантуре, исследовательских центрах и международных компаниях. 

Мы все чаще видим, как дизайнеры вкладывают средства в использование машинного обучения и искусственного интеллекта в архитектуре.

Поскольку достижения в области компьютерных наук и технологий растут в геометрической прогрессии, сейчас трудно представить, как алгоритмический дизайн будет развиваться в будущем и как изменится строительная промышленность. Но мы, безусловно, можем предсказать, что использование алгоритмов скоро станет стандартным способом расширения нашей способности видеть невидимое и проектировать невообразимое в наших зданиях.