袁烽

1 設(shè)計(jì)科學(xué)：數(shù)字技術(shù)驅(qū)動(dòng)建筑學(xué)革新

隨著建筑數(shù)字化技術(shù)的涌現(xiàn)，設(shè)計(jì)科學(xué)正在重塑建筑學(xué)在后人文主義時(shí)代的內(nèi)涵。隨著人與自然的二元關(guān)系被賽博格（Cyborg）數(shù)字信息的挑戰(zhàn)，三元世界的形成不斷引領(lǐng)我們洞察建筑學(xué)的發(fā)展與未來。隨著數(shù)字科學(xué)工具對(duì)人類能力的不斷延展與增強(qiáng)，關(guān)于物質(zhì)智能（Material Intelligence）與非物質(zhì)智能（[Im] material Intelligence）與建筑學(xué)本體的關(guān)系也在被廣泛討論。對(duì)數(shù)字化技術(shù)本身的認(rèn)知，經(jīng)歷了從畫圖工具，研究中介到思維方法的不斷提升，重新思辨建筑學(xué)復(fù)雜多維的主客體關(guān)系。在實(shí)質(zhì)上通過人工智能算法以及機(jī)器人等技術(shù)為代表的智能工具，經(jīng)歷了從“參數(shù)化設(shè)計(jì)”到“計(jì)算性設(shè)計(jì)”、從 “數(shù)字化建造”到“機(jī)器人建造”的不斷發(fā)展，逐漸融入到設(shè)計(jì)思維范式轉(zhuǎn)型與學(xué)科新發(fā)展中去。其中，雖然科學(xué)與設(shè)計(jì)思維處于高速發(fā)展進(jìn)程當(dāng)中，但對(duì)于二者關(guān)系的思辨卻始終缺位。建筑設(shè)計(jì)到底是否具有科學(xué)屬性？建筑師與數(shù)字化工具的關(guān)系又該走向何方？當(dāng)下，重新思考、構(gòu)想與激辯建筑學(xué)的未來正當(dāng)其時(shí)，建筑智能（Architectural Intelligence）引領(lǐng)下的學(xué)科革新既是時(shí)代科技進(jìn)步的脈搏，更是建筑學(xué)服務(wù)于新人文主義時(shí)代的必然。

2 人機(jī)協(xié)作：建筑智能增強(qiáng)設(shè)計(jì)與建造

2019 年，我邀請(qǐng)當(dāng)代著名哲學(xué)家本杰明·布拉頓（Benjamin H. Bratton）到同濟(jì)大學(xué)演講，他提出重構(gòu)這個(gè)星球的基礎(chǔ)設(shè)施，將由軟件與硬件混合構(gòu)型的連貫運(yùn)作整體來重新“堆?！蔽磥怼?018 年和2020 年我兩次邀請(qǐng)法國哲學(xué)家伯納德·斯蒂格勒（Bernard Stiegler）演講，他認(rèn)為人類缺乏足以維持自身生存的本能，必須借助外在于自身的技術(shù)而生存，人類的進(jìn)化就是逐步地把自身機(jī)體功能外在化于技術(shù)物體之中的進(jìn)化。以上兩種哲學(xué)觀點(diǎn)，均可以被視為一種后人文主義時(shí)代的重構(gòu)哲學(xué)，關(guān)注“物”對(duì)于數(shù)據(jù)的承載，以及“物”的智性，描繪了一幅被機(jī)器智能增強(qiáng)的人機(jī)協(xié)作的未來圖景。

2022 年6 月，我們的團(tuán)隊(duì)發(fā)布了首本Architectural Intelligence英文期刊（圖1），其中“建筑智能”這一概念被解讀為“以設(shè)計(jì)科學(xué)思維為引領(lǐng)，專注于貫穿建筑全生命周期的人工智能及新興技術(shù)研究”。建筑學(xué)不再囿于一元的物質(zhì)行為，而是轉(zhuǎn)向人機(jī)混合的“賽博格”。如此，通過具有自主性的人工智能算法與人類思維的全新協(xié)作，以及建筑機(jī)器人作為數(shù)字建造的新智能體，融入建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、體驗(yàn)的全流程，必將重新定義人機(jī)協(xié)作的主體性關(guān)系，使得建筑從業(yè)者能以一種全新的協(xié)作方式介入到物質(zhì)與虛擬空間耦合的設(shè)計(jì)與建造流程中，實(shí)現(xiàn)超越效率的建構(gòu)性行為，建立建筑空間生產(chǎn)與全新產(chǎn)業(yè)格局。

1 Architectural Intelligence期刊封面

3 機(jī)器建造：建筑機(jī)器人共性技術(shù)研發(fā)

機(jī)器人建構(gòu)不僅僅是機(jī)器智能本身更是對(duì)建筑師能力的體外化延展，需要建立以“工具插件、工具庫、 流程”的數(shù)字化工具研發(fā)、協(xié)作及創(chuàng)新，通過共性技術(shù)的研發(fā)及多個(gè)技術(shù)平臺(tái)的協(xié)作，直接介入虛擬與現(xiàn)實(shí)的建造工作。

團(tuán)隊(duì)研發(fā)了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 FURobot 建造機(jī)器人控制軟件（圖2），用于離線編程的機(jī)械臂編程軟件，同時(shí)包含了工藝包和機(jī)械臂的實(shí)時(shí)通訊功能等，通過將建筑幾何轉(zhuǎn)化成建造過程中的機(jī)器人的路徑，進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋控制，比工業(yè)軟件的效率提高近70%。此外，5G 技術(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)器的互聯(lián)，通過定位技術(shù)，讓機(jī)器人的看得見，定得準(zhǔn)，在可行性與靈活性上賦予人類以“超人化”屬性。我們?cè)诘谝粫r(shí)間將其免費(fèi)開放給全球的青年學(xué)者和建筑師們。目前該軟件在 GitHub 公開發(fā)布并成為全球四大建筑機(jī)器人控制軟件之一。

2 FURobot

團(tuán)隊(duì)還建立了多材料建造機(jī)器人創(chuàng)新工藝及其示范（圖3、4）。面向建筑機(jī)器人的智能建造的“工藝”優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖對(duì)建造中材料、 工具和工藝的同步回應(yīng)。將設(shè)計(jì)中的幾何信息轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人可識(shí)別的建造信息，延展到多種機(jī)器人工藝的場景搭建。隨著機(jī)器人木構(gòu)、 機(jī)器人磚構(gòu)、 機(jī)器人陶土打印、 機(jī)器人金屬彎折、 機(jī)器人切石等多工藝的開拓，帶來了機(jī)器建造的全面發(fā)展與提升。例如我們研發(fā)了高效、高精度的建造機(jī)器人磚構(gòu)工藝與生產(chǎn)系統(tǒng)，發(fā)明了基于全息感知磚構(gòu)機(jī)器人裝備與機(jī)器人自動(dòng)送磚設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人砌筑時(shí)送磚、抓取、抹砂漿、定位等流程的自動(dòng)化等等。2021 年，該技術(shù)成果已應(yīng)用于奉賢南橋沈家花園 2 號(hào)院與南京麗笙酒店等示范性項(xiàng)目之中。

3 桁架機(jī)器人

4 竹里

此外，我們針對(duì)新改性塑料3D 打印、 機(jī)器人碳纖維編織等工藝開展創(chuàng)新研發(fā)。發(fā)明了大尺度建筑構(gòu)件機(jī)器人打印平臺(tái)、空間網(wǎng)格式三維打印技術(shù)與工藝等，突破了超大尺度建筑構(gòu)件的快速三維打印成形生產(chǎn)瓶頸，技術(shù)全球領(lǐng)先。2020 年江蘇南京華僑城歡樂谷入口大門的建造實(shí)驗(yàn)（圖5），基于結(jié)構(gòu)性能化設(shè)計(jì)與改性塑料機(jī)器人改性塑料層級(jí) 3D 打印預(yù)制裝配化工藝， 將工廠預(yù)制化生產(chǎn)與現(xiàn)場裝配結(jié)合，探索了人機(jī)協(xié)作與數(shù)字孿生智能化生產(chǎn)模式。

5 南京歡樂谷大門

4 建筑智能：思辨數(shù)字建筑學(xué)的新范式

機(jī)器建構(gòu)重塑了我們對(duì)建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式的認(rèn)知， 以人機(jī)協(xié)作為核心的一體化建造方式實(shí)現(xiàn)了面向性能與材料的精確制造。面對(duì)當(dāng)下技術(shù)文化與科學(xué)的變革，建筑師需要突破傳統(tǒng)思維，從設(shè)計(jì)建筑延伸到設(shè)計(jì)數(shù)字工具，從而引導(dǎo)建筑產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。建筑智能倡導(dǎo)以更深遠(yuǎn)和全面的視角，審視人、自然以及數(shù)字信息社會(huì)之間的三元世界。通過智能化背景下思辨數(shù)字建筑學(xué)的新發(fā)展范式，不斷實(shí)踐建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式，走向“建筑智能”新時(shí)代。□