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機器人對設計學科(包括建築學)有什麼影響?

2019年08月22日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 3 ℃ 次

【史紀的回答(44票)】:

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20150728最新增補:

我在FabUnion的微信公眾號上發佈了一篇關於同濟機器人工作營的文章,有一些反思,大家喜歡的話請移步:

Robotic Future-回看同濟大學「數字未來」工作營

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范老師提的這個問題我最近一直在關注,期待各位大大精彩回答。機器人是我感興趣的一個話題,接觸機器人時間不長,也沒有十分系統的學習過,但是還是想表達一下我自己的看法。不敢說回答,只是圍繞這個話題我也有幾個問題,希望大家可以一起討論,有不準確的地方歡迎指正。

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以下內容為增補(2015-05-30),寫完了發現不太成文。。見笑。。

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這個增補並沒有什麼邏輯,只是恰逢昨天被普林建築學院換院長的消息刷屏,今天又想到點東西。

具體新聞內容請詳見:Monica Ponce de Leon named dean of Princeton's School of Architecture

Princeton University

【圖3】

Above, Monica Ponce de Leon is shown at the Taubman College of Architecture and Urban Planning at the University of Michigan, where she has served as dean since 2008. (Photo by Adam Smith)

"She is widely recognized as a leader in the application of robotic technology to building fabrication. Building upon her work as director of the Digital Lab at Harvard, at the University of Michigan she developed a state of the art student-run digital fabrication lab, integrating digital fabrication into the curriculum of the school. In large part because of her pioneering work, the use of digital tools is now commonplace in architecture schools across the country. "

注意新聞稿件中插入的照片不偏不倚正好是Monica Ponce de Leon與兩台重載KUKA KR1000機器人的合影,似乎透露著一股霸氣。。。。這是其在密歇根大學Taubman College of Architecture and Urban Planning的機器人實驗室中拍攝的。毫無疑問普林看中了Monica在密歇根任職期間的作為,用袁老師的話說:「Monica在密歇根正在打造數字建造時代的包豪斯」。有人開玩笑說:「現在唯一的問題就似乎Monica是自己來呢?還是帶著機器人來呢?」。普林這幾年也在抓「技術」方向,包括在建一個「New Center for Embodied Computation」。我今年(15fall)申上了普林,恰巧對機器人建造持有興趣。用同學之間戲謔的說法就是「趕上好時候了」,一方面學院終於有了個院長(前些日子我做選校決定的時候,「沒院長」這一點被很多人黑了很久),另一方面是新院長的方向是機器人建造。

但是我並不認為來自普林的這個消息有過麼令人激動人心。原因有二,一方面AZP的離開本來就有一定的「政治因素」,所以Monica的上任也不能認為是普林做出的多麼驚天地泣鬼神的決定。關於這一點,我知道的甚少,不做評論;第二,這個「方向的轉變(即先技術方面側重的轉移)」在我看來是意料之中的。機器人建造在未來很長一段時間內都會是各個建築學院關注的一個重點,我的老師Ercument Gorgul說的一句話非常中肯,大意是這樣:「機器人在建築學上的應用,我對一部分持肯定態度,一部分持懷疑態度。但是就建築學上機器人建造來講,這個事情100%處於宏觀進程之內。無論你做不做,早晚會有人做。你今天不邁出這一步,明天你就會發現大家都在做這個事情,於是還要邁出這一步。」我比較支持這個觀點。

縱觀建築學發展的歷史,技術的發展與建築思潮的發展是密不可分的(當然,這一切與政治也是密不可分的)。二十世紀初的建築重型機械技術發展以及混凝土技術的成熟與當時世界各大都市圈的擴張、摩天樓的建設是密不可分的。二十世紀中葉美蘇太空競賽、海洋勘探技術的發展與建築電訊派的發展又是密不可分的。但是縱觀21世紀過去的十幾年,甚至整個20世紀,我們似乎不能發現科學技術「最前沿」與建築學的接口——起碼這種對接沒有發生在最普通的城市與鄉村裡(不夠確實發生在了許多建築學院中)。與我們當今每天的大都市生活關係最大的、並且有關建築技術的內容,似乎無非還是高速電梯?保溫隔熱材料?——這些早在20世紀中就被發明出來並馬上得以大範圍應用的內容。誠然,當今的技術革命多發生在很小的尺度中(比如越來越小的芯片)、以及虛擬的世界中(比如網絡技術),這些技術的發展確實很難被簡單直接地應用到建築中去。但是在這種大的語境之下,機器人作為一個當今科技所嚴重依賴的產品,其特質被人們抓住與建築學學科進行對接——即尋找先進機器人與建築學的聯繫——這種探索是非常正確且合理的。於是乎工業上司空見慣的機器人被包裝成為建築學科的新寵,也是一種必然趨勢。

我之所以這樣說,是因為第一版的答案提出了一些關於「機器人除了建造還能做啥」的質疑(當然,這是我論文的一部分,我肯定要寫的稍微叛逆一點。。)。這種質疑主要是對「機器人建造能否成為一種新的建築學原型」這一問題的思考。畢竟,機器人建造的這股熱潮來得太快,似乎一下子就達到了「快樂的頂點」。當冷靜下來之後,我們開始質疑,而後開始思索機器人與設計其他方面的對接。不過其實話說回來,這種質疑的聲音聽起來有一點因噎廢食,因為就算我們在基本類型上已經熟識,但是並不意味著我們已經窮盡了所有結果。所以我依然相信機器人在建造方面會有很好的結果(哈哈有點洗地的嫌疑。。)。所以綜上我對機器人與設計這個聯姻整體的是看好的,是積極的。我唯獨反對一個方面便是故步自封。正像前文說的一樣,無論是主動走入還是被動進入這個轉變,我們終將面對機器人技術與設計這種技術上的對接。在對接的初期,機器人畢竟還是會以「工具」的姿態出現——這並沒有什麼好怕的,這種工具的出現,並不會和當下的諸多進程相左;至於機器人可能帶來的「消極後果」,我對Ray Kurzweil教授研究的未來學和「奇點大學(Singularity University)」也頗有興趣,他所描述的「超人工智能(ASI: Artificial Superintelligence)」當真出現的話。若是真的有「消極後果」,那肯定不會僅僅是局限在「設計」這一領域了。所以。。。我們暫且不用杞人憂天?

【圖4】

【圖4】

2001: A Space Odyssey, 1968 | 設想2001年智能機器人「處決」場景

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以下內容為原始答案(2015-05-25)

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機器作為人類「操作性(Operationality)」的拓展,其發展自從1960年代被發明出來就未曾停歇。近些年,工業機器人+特製工具頭(Robotic end-effector,即機器人終端效應器)的經典組合在建築學、抑或相關學科掀起了一陣熱潮。伴隨著相關數字技術的飛速湧現,許多建築師、建築學院不再滿足於有關物理算法(physical computation),算法設計(algorithmic design),非線性(non-Lineal)[i]等一系列概念的初級感性認識,而是對其所衍生的物理性結果興奮不已,並直接體現到物質性建造成果之上[ii]。其中比較典型的有阿卡姆·門格斯(Archim Menges)教授團隊2012年發佈的「編製的亭子(ICD/ITKE Research Pavilion)

【圖1】[iii]」以及瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)2008年發佈的「機器人建造單元(R/O/B)」以及其完成的作品「結構的擺動(即Structure Oscillation)。」

【圖2】[iv]

【圖1】

【圖1】

【圖2】

【圖2】

這兩個例子可以說代表了很大一部分建築學機器人實驗的內容,誠然它們拓寬了人們對於「機器人建造在設計中的運用」這一問題的認識。但是每每看到諸如此類的機器人作品,我總會反思一個問題:這些案例中,由於機器人介入所導致的「可操作性」的拓展,真的有發生在設計領域麼?換言之,機器人在這些設計中的應用,究竟是作為一個更先進的工具,使得設計可以被更高效的建造;還是作為一個全新的方法,一種使得設計與建造更緊密結合的設計方法?在「結構的擺動」案例中,這些形態優美的牆似乎也可以被一個技藝高超的工匠砌築完成,當然這需要多得多的時間同時可能會產生多得多的誤差。也許某些磚塊的擺放需要精確到一個人手所不能操控的精度以達到力學平衡,但是機器人對精度的提升並不能算作為設計重新劃分出一個全新的領域。機器人在這裡還是被作為一個實現的途徑,而非實現的結果。這樣的話,建築師使用機器人的過程,如何能更自然、更緊密的與設計結合,使之成為一種「手藝」?

換一種提問的方法,這個問題可以被表述為:在龐大繁雜的設計過程中,機器人的出現的使得人的能力得到了怎樣的提高?假設這種提高僅僅發生在「建造」這一環節,那麼這種驚喜豈不是人們在過去的半個世紀中早已體會過了?那麼建築師的驚喜真的有那麼大麼?當然這個說法僅僅是我的自我反思,目前的諸多機器人實驗室都在尋求機器人在建造之外的其他領域的突破口,並已取得令人興奮的進展,這些也是值得每個對機器人感興趣的人關心的內容。

毫無疑問機器人作為一種設計領域的新興技術,毫無疑問會為未來的設計呈現出諸多驚奇。而這裡的呈現,必定包括許多方面。或許是對當今已經較為成熟的「設計-建造」模型的優化;或許是在數字、媒體、信息領域出現新的突破;或許未來的某一天,60年代諸多派別所暢想的大型機器人又「回到」了建築中;或許超級人工智能的機器人可以直接完成設計與建造。想必和我一樣的諸多對機器人稍感興趣的設計師,真正期待的絕不僅僅是「建造」這麼簡單。

最後引用兩句話來總結以上觀點:

「如果說將機器人技術引入建築設計與建造的目的,僅僅是為了實現工業文明自動化的一種理性或完全合理化轉化,那也許未免過於短視。實際上,這種趨勢潛在的複雜性在於:採用數字手段,將設計與生產進行高度整合,將為建築學的物質性帶來新機遇、開闢新領域。機器人將重新定義建造的公益性,並將由此質疑:設計與建造、信息與構成、技術與建築文化由來已久的那種分離、隔閡是否還會清晰地存在?」[v] ——蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)近十年來對於機器人技術之於建築學研究的一個階段性感悟。

「機器人輔助達到的技術建造能力並不會使人類退化;相反,通過對機器人的「操作性(Operationality),人們的能力可以得到拓展。」[vi]Rob|Arch 2012 主題演講中談論機器人達到的具有表現力的(Performative)物質化過程。

PS.以上內容是我從最近正在寫的東西中粘貼過來修改的,並不是全面的討論,僅僅是一些反思。如有表達疏漏歡迎指正。歡迎大家討論,坐等各位大大。

[i] 徐衛國. 非線性建築設計[J]. 建築學報, 2005(12):32-35

[ii] 於雷. 交集抑或補集——關於機器人參與下的數字建構自主性討論[J]. 建築學報, 2014(8): 30

[iii] ICD/ITKE Research Pavilion 2012 [DB/OL]. (2012) [2015-6]. (archimenges.net)

[iv] R/O/B+ Structure Oscillation[DB/OL].(2009) [2015-6]. (Gramazio Kohler Research)

[v] ETH Zurish. The Robotic Touch[M]. Park books press, 2013:103

[vi] Willmann J, Gramazio F Kohler M and Langenberg S. Digital byMaterial: envisioning an extended performative materiality in the digital ageof architecture[C]// Brell S and Braumann J. Robotic Fabrication in Architecture, Art and Design. NewYork: Springer, 2013

【ghostanwang的回答(17票)】:

首先非常感謝范老師能夠在知乎這個平台上提出這個相對小眾的問題,並且引發了大家圍繞它的相關探討,讀罷各位的答案受益良多。

作為ETH前PhD,正好還在Gramazio&Kohler Chair任職,看到這個問題,前來為自己專業洗地,裝一下b。

以下信息如涉及利益相關問題不能詳盡闡述,請見諒。

1. 可以肯定的是,機器人是一種工具。作為一個前端工具,機器人並不知道如何設計,一切的設計以及機器人的控制都是由後端的計算機完成的。所以,我們可以得出這樣的結論,機器人是一種可以實現數字化設計的工具。

那麼我們如果將設計、控制(計算機)與建造(機器人)兩部分整合,統稱為機器人,是否可以由這個結合體完成獨立的設計與建造呢?答案是肯定的。

圖1:圖1:Building strategies for on-site robotic construction

在ETH的ITA(Institute of Technology in Architecture),Sacha的課題組裡面有一批人正在做建造過程的CAAD研究,這種CAAD並不是以造型為基礎的軟件研發,也不是傳統意義上的BIM軟件,而是計算機自行分析環境變量從而提出建造的解決方案。目前這個項目正處於平台的搭建階段,但是階段性成果也是喜人的。就目前看來,針對建築某些特定的方面,計算機已經可以給出具體的構件選擇以及建造的結構形式,至於如何建造還是需要機器人研究的介入,從而為了完善整個項目而提出具有普遍可實施性的施工程序。也就是說,計算機輔助的機器人具有某種程度上的自主建造能力。

如圖1所示,這個項目由Gramazio&Kohler Research Group以及機械工程部門Jonas手下的博士生合作,目的是研究機器人自主建造的可能性。由表象看來這個項目無非就是重複之前的機器人擺磚塊,還是十年前研究的復刻,但實際上磚結構幕牆僅僅是實現項目成果的一個載體,或者說最終的結果的意義是遠遠超出磚結構幕牆的。這個建造項目的精髓在於房間中佈置了多台傳感器,將環境變量如地板的傾斜角度、地面平整度、建造區間、距離、磚塊質量及建造完成度等數據反饋給計算機,從而通過實時的數據分析指引機器人完成接下來的建造。目前項目的發展已經遠超圖中的矮牆了。

那麼如果計算機可以完成自主設計,那麼是否就是說計算機設計可以取代人類了呢?

這裡需要引入一個大家經常探討的AI的概念,數字化設計中的AI,機器人建造中所謂的AI,在某些方面一定程度上已然是可以媲美人類了,甚至是超過。從大數據分析到學生們用的各種simulation軟件,沒有計算機的輔助這些都是很難完成的。我們瞭解了計算機分析結果的能力,一定程度上也可以賦予計算機應用這個結果的邏輯。這種狹義的AI是較容易實現的。但是不可否認的是設計中感性的權重還是佔有一席之地。這種合理性之外的因素目前正是廣義上AI所欠缺的,如對於材料顏色的選擇、表面的觸感以及美或醜等,往往在設計中非理性的部分能帶給人更大的衝擊。即使是很片面的一小部分,如同建築設計中很少被注意的建築的氣味,也是需要人為的選擇與人類活動的介入才能影響的。

所以說機器人現階段無法顛覆設計師的工作,更談不上更徹底地顛覆。對於設計產物的顛覆在此就不贅述了,數字建造每每出點新成果某種意義上都是對於傳統建造的顛覆。上圖兩張。

圖2:圖2:Michael Hansmeyer

圖3:圖3:Ross Lovegrove

2. 設計的產業化這個概念相對有些模糊。姑且分兩方面來看待,一是設計產品的產業化,二是設計本身的產業化。

針對第一點,個人認為這是一個不必要討論的問題。設計產品的產業化大到建築構件、汽車,小到礦泉水瓶,產業化的過程中都有相應的」機器人「參與。如果真正論及同質大規模的批量生產,個體間不存在不必要差異的話,機器人的參與僅僅是解放人類勞動力提高生產效率的工具。如果說需要生產個體差異較大的產品,那麼在效率、工藝、精度及數量上需要做一個權衡。不管怎麼說,設計產品的機械產業化都是已然在進行中或者是將要進行的狀態。工業革命嘛,個別手工業出外。如果特定針對建築,會在回答的第四部分給出我個人的意見。

第二點設計本身的產業化,這一點與機器人幾乎不相干。見第一部分回答,機器人本身不會思考,數字化設計本身是由其他數字設計工具以及人類的參與共同完成的。各種設計軟件都在保證自身精度以及輸出能力的前提下,盡力提供給使用者最大的便利,所以才有了打包腳本的Grasshopper等提供給我們這種編程小白的建築師們使用。一切都是為了設計師更加便捷地進行設計考慮,也算是為產業化做貢獻了吧。

3. 個人認為設計過程更加民主這個命題是一個偽命題

不得不承認一個設計作品如果能夠讓受眾群體介入,直接參與到設計過程,或者是在觀賞及使用過程中達到一種自洽的氛圍,那必然是極好的。但往往設計是一個很私人的事情,如若想達到民主的意圖便需要設計師積累足夠的底蘊,建築設計中我們常稱之為人文。

我們不妨將這個民主理解為人民群眾普遍性地自主設計。設計這種即使是經歷多年訓練的專業人士都不敢妄言懂得的高深學科,如何讓百姓參與?其實道理很簡單,這是一個參與度的問題。就如同絕大多數人並不知道如何用Photoshop做出精美的圖片,但是美圖秀秀等各種便捷的App足以滿足他們的需求。」民主「設計可能也是如此。在一定數量選項、組合的寬容度下,百姓一樣可以參與到設計當中,只不過這種設計已然是被設計過的。那麼這個時候機器人如何影響設計過程?只能說機器人可以通過提高成果產出的產能來解決設計過程中的種種顧慮。如圖4中的MakerBot打印機,如果將用戶手掌的生物信息傳輸給電腦運算出符合人體工程學的杯子,那麼這種廉價3D打印機便能在較短的時間內製作出來。

圖4:圖4:3D Printing | 3D Printers

4.未來的設計產業對於設計師是嚴酷的,對於用戶則是友好的

設計在當下社會所面臨的巨大問題便是互聯網的崛起與信息的爆炸。隨著互聯網的普及,設計軟件的開源,資料的共享以及漫天飛舞的教程與不斷優化的界面都使得設計的入門變得更加便捷。如同幾十年前人們如果想要分析修改雕塑需要大量的訓練,而如今幾個小時的ZBrush學習便可以初步創作一些虛擬的模型。而且設計這種沒有硬性指標的領域,沒有什麼一定是對的,也沒有什麼完完全全是錯的。與之相對應的是普世的審美、對於設計的見解與批判、民眾的論調都很容易受到當今巨量信息的影響,甚至被左右。那麼很多設計師便會說我們受到了多年專業的教育,這是藝術的熏陶,是經驗的積累,還能不如外行人?還真有可能不如。見圖5圖6拳擊手安籐與記者庫哈斯。

圖5:圖5:

【肖像】安籐忠雄,兩分鐘和三十秒的故事

圖6:圖6:[名師]雷姆·庫哈斯的慾望與實踐

回歸建築本行,響應第二部分回答,數字化建造如何參與到未來的建築設計產業中。

圖7:圖7:unikabeton - design research by Per Dombernowsky and Asbj?rn S?ndergaard

圖8:圖8:Gramazio Kohler Research

以上兩圖雖然在建築界可能沒有那麼耀眼,但是它們確實是數字建造的產物。圖7中的Topology Optimization已經運用在丹麥某市政廳的建設項目中,並且部分由機械臂完成。圖8則是Gramazio&Kohler Research Group的第一個實體項目Gantenbein Vineyard Facade,一個酒莊的幕牆。

以上兩者全都是由機械臂預制完成後在施工現場進行澆注及組裝。這種建造方式引發了機器人建造在歐洲乃至全球範圍內當下討論的一個熱門議題,即如何實現建築場地上的現場機器人施工。

眾所周知一些大物件乃至汽車可以放在流水線上由機器人進行組裝,但是建築的尺度相對於傳統意義上的機器人還是太大了。所以當下現場的機器人作業主要分為了兩大陣營,一是建築不動,但是流水線可動。也就是說機器人本身可以移動,或者機器人的作業平台可以變換位置(見圖9)。另外一種可能性便是造一台巨大的機器人。。。可怕的法國研究員。

圖9:robots.iaac.net/

正如同ETH的數字建造一直宣揚的理念--」我們用機器人建造並不會造成大量建築工人的失業,反而會令他(她)們成為更高級的施工人員並且擁有一個更加安全的工作環境「一樣,個人認為未來的設計產業經過成熟的工業化變革並不會起到對於設計的反作用力,反而會另之變得更加豐富、更加絢麗。

以上

【吳修的回答(9票)】:

個人理解,建築學方面,Robotic可以有兩種解釋。

1.Digital Fabrication.

機器人是代替工人進行施工的。原因有兩個,一是工人的人力成本很高。這點在西方發達國家比較突出,所以他們搞這個是有利益驅動的。用機器人,固然有研發費用、生產費用和維護費用,但是和工人相比,節約工資和維護費用。第二點是機器人施工的速度、精確度比工人好,和參數的接合也更加方便。

比如,同樣一堵綢牆,袁烽老師要給工人培訓、設計量角尺規等工具擺放。而ETH的實驗室可以直接用機器人擺放,比例、角度絲毫不差。比如,同樣一堵綢牆,袁烽老師要給工人培訓、設計量角尺規等工具擺放。而ETH的實驗室可以直接用機器人擺放,比例、角度絲毫不差。

2.intelligence robot.

這裡的機器人類似智能傢俱,由傳感器、處理器和顯示器/外設組成。比如,讀到室內光照不足,就調整拉開窗簾。核心是接受數據再做出反應。還有LED牆等等media facade,也屬於這個範疇。

Mark Goulthorpe的hyposurface。牆面隨著人流改變。Mark Goulthorpe的hyposurface。牆面隨著人流改變。

回答問題:

1. 機器人僅僅是一種數字化設計的工具嗎?機器人如何更徹底的顛覆設計師的工作和設計的產物呢?

由上面的介紹可知,機器人是不僅僅是設計工具,也是施工工具。設計師在設計建築時,從設計一棟靜態的建築,變為設計一個互動的界面。建築變為可對環境改變做出回應的。(這方面,從Cedric Price 到 Micheal Fox,算是建築學中一直存在的一股思潮,只不過現在的技術足以使之實現了。)

2. 機器人和其他數字設計工具如何影響設計的產業化?

數字設計工具,多指CAAD軟件,和BIM軟件。BIM對產業的影響是大家很熟悉的了,機器人是BIM的天然施工接口。

3. 機器人是否會讓設計的過程更加民主?

數字信息模型的好處是一切數據有據可查,會使工程更加透明、節約計算工作。機器人和軟件只是工具,公用信息平台可以使跨行業的人在同一個模型工作,但無法斷定可以改善設計流程。

4. 暢想未來的設計產業圖景?

Computer Science和建築學結合的越來越緊,編程成為建築師的必修課。已經不知道多少建築PhD 的研究就是給GH或者Rhino寫個插件了。Autodesk這樣的巨無霸軟件公司成為建築產業的重要一環。房屋設計會變得越來越追求能效和綠色指標,美學隱喻最低化。住宅智能化。

【JinmingFeng的回答(4票)】:

超級智能機器人的產生,就像過去其他新的工具產生一樣,會帶來一些社會上的影響,但是對於設計本身來說不會帶來多大的改變,唯一可能改變的就是設計思考的範圍有所變化,考慮的事情有所不同。

樓上舉了很多關於機器人參與做建築設計的例子,無非都是代替人重複性的勞動,看起來的確可以代替設計,但是實際還是靠人去設定每一個步驟。就算以後的BIM變的更佳智能,也只是用來輔助設計, 因此現階段的機器人是否能改變設計? 不能。

那麼未來通過圖靈試驗的 super-intelligent AI, 或者是 Oracle AI 是否可以代替設計師呢? 肯定可以,因為沒有任何證據證明人類的能力優於超級智能機器人。

但是這是否意味著設計師可以被取代呢? 不能。 因為所有的人類將面臨一個安全的問題,如何防止機器人選擇錯誤目的和錯誤的動機。這些是需要人去思考和設計的。

一下舉幾個Stuart Armstrong 如何防止機器人犯錯的方法及其問題:

情況1: 自能進化

我們希望機器人通過自我學習的方式來自我進化,就算人類花了無數的經歷和時間去調試最終的代碼,也無法確定這代碼在真實世界中運行的結果,智能機器人的行為是不可預知的,再加上它的智能進化功能對程序的改變,這讓人類在每一個層級,都無法去理解進化後的代碼。

情況2: 實用功能

將智能機器人分為兩個部件,一個是智力部件,控制機器人如何做出聰明的決定,不帶有自身的目標和方向; 另外一個部件為實用功能部件,即機器人動機系統部分。 我們設想只通過控制機器的「腦袋」來控制它的「身體」, 但實際上任何一個self-improve 機器人都會根據自我功能的實用性,一起進化「身體」和「腦袋」,這兩者是不可能分開的。

情況3:準確度

為了不讓機器人犯錯,另外一個方法就是讓機器人"to the best of its ability", 其意思就是不讓機器人控制真實世界的資源,不要讓機器人給人類灌輸一個他們眼中的未來。 因為在這個過程中兩者傳達信息的準確度是很難保證的。

情況4: 人類

最大的安全威脅,可能來自於人類自己,因為在編寫這些code本身的時候就是最有可能出現隱患的地方。一個最真實的例子就是 Mikhail Kalashnikov, 如此優秀的槍支設計,但卻傷害了無數的生命。

超級智能機器人帶來的新工具的不斷產生和社會結構的變化,改變的是設計必須涉及的範圍,但設計的目的是不能被機器人所代替的。

【陳哈娜的回答(7票)】:

上週末抽空逛了逛Maker雜誌主辦的Maker Faire Bay Area 2015活動,正好有些想法想分享。下圖是在San Mateo公園入口處的一個巨大噴火機器人──Robot Resurrection,去過的人大概都沒有錯過這個標誌性的作品(或者你在朋友圈,Facebook等社交網站也見到朋友分享了)。

Maker Faire Bay Area 2015的幾大主題,還是集中在:

1. 機器人;

2. 3D掃瞄與打印;

3. 可穿戴技術;

4. 教育性電子產品;

5. 電子藝術品;

6. 交互體驗; 等等。

從機器人的展櫃中,可以看到已經更加呈現出「平民化」與「生活化」的趨勢。記得去年的灣區制匯節我就已經見過pancake printer(煎餅打印機)──可以打印出圖片形狀的煎餅,還供參展者品嚐。今年更是見到了下圖的炒飯機。

機器人本身就是設計的產物,而設計是一門複雜的跨行業的學科,不管是工業設計,建築設計,軟件設計,還是機器人與人工智能的設計,現在都處於一個包容更多的文化與用戶交互體驗在一起的行業。20年前的機器人,大多數用於替代人力完成一些重複或高危任務;而今的機器人更加親善和融於生活,個性化到可以知道你的喜怒哀樂。

從廣義上來說,機器人可以包含很多──包括家裡的iRobot吸塵器,Nest恆溫器和煙霧參測器等。我認為與其說機器人影響設計學科,不如說設計推動人工智能往更加「親民」的方向發展。

Maker Faire國內譯名「制匯節」,每年在上海和深圳也各有一場。如果你錯過了上海2015年五月初的展覽,不妨留意一下六月份的深圳制匯節 | Maker Faire @ Shenzhen。

【李樂賢的回答(70票)】:

謝 @史紀邀,我為了保證答案新鮮,所有其他回答我目前還都沒看。

【杜撰】謝絕轉載!

距離這個題目發出來和被邀,已經一個月了,我很驚訝怎麼關注度這麼低?

題目是機器人,或許把它改為Robotic更利於大家思考。我接觸Robotic只有一年的時間,知識主要來源於Studio,Tech和研究了7年Robotic的帥朋友。有錯誤歡迎指正。

研究了7年的帥朋友:It is about speed and end arm.

Speed很好理解,end arm特指裝在robot某一端的工具。儘管回答已經把機器人轉變為Robotic,但是以人為例還是最容易解釋,人的是根手指,就是手臂一端的end arm tool。手指可以抓取,寫字,演奏……

同理裝在robot末端的工具決定了Robot能做的事情,比較常見的有CNC雕刻頭,3D打印噴嘴,畫筆,焊槍,抓取工具……

圖像來自網絡:

如果你讀到這裡,覺得there's nothing fancy,那你可以繼續往下讀了!

我個人對技術的觀念是:如果你在使用一項技術,你是按照這項技術創造者所預期按部就班完成,那你還處於labor階段。

引子:

2009年我接觸Rhino,雖然已經被建築學用了很多年,但我發現這個以工業設計為核心的軟件還能做很多非預設的事情來釋放建築學學生的思維,第一次清晰感覺到這是個future media。隨著2010年Rhino4完善,我參與調試了Rhino5 beta版,和大川等人編寫了《參數化建模》,發現軟件設計團隊開始大量植入建築建模的指令,GH和ET等插件也不斷被推進。以rhino,catia,alias這一波工業設計軟件進入建築學,對建築設計的影響,我們應該認識到技術再創造的威力如同歷史巨獸般無法阻擋。

Technique & Re-invention

Greg Lynn在執掌哥倫比亞大學GSAPP paperless studio時就開始鼓勵學生建立自己的Thesis,去「迫使」軟件設計工具做前所未有的事情。以他本人為例,用Maya的animation找型,做simulation。(個人觀點)

現在他還是一如既往,用詭異的方式創新。(金獅獎得主)

圖像由 Elena Zhukova提供

Robotic作為設計的工具,我想這幾個字已經足夠refreshing了。Studio的discipline是motion,每個人尋找自己的語言,但是設計成果一定要在某種程度上導致空間有意圖準確的變化。這一變化一定是program過並被IDEA所指導的。比如我的motion study--tight fit prototype:Swing Quadrant on Vimeo

Robotic作為虛擬現實重疊的工具,這個概念可能大部分玩兒Oculus, 混跡YOUTUBE的建築師來說不新鮮。但是我說的不是這個雙畫面頭戴裝置:

圖像來源:Palmer Luckey圖像來源:Palmer Luckey

Robotic作為虛擬現實重疊的工具——Bot&Dolly

有幸在UCLA suprastudio和這家神奇的公司合作,Bot&Dolly出名全靠一部video:BOX

出完這部video後,直接被google收購。

圖像由bot&dolly提供圖像由bot&dolly提供

他們主要幹的事情是用Robot拍電影,然後在後其中將渲染場景與機器人拍攝場景疊加,實現以假亂真的效果。大家熟知的作品有:電影<Gravity>

圖像由bot&dolly提供

圖像由Warner Brothers提供

沒錯……除了頭盔裡的人臉,其他都是後期疊上去的。

在我看來,Bot&Dolly最大的成就是做了BDmove這個插件:robot在Maya中的交互界面。可以達到較高要求的準確性,並且對位置,速度,連貫性有非常高的控制。

談技術的時候,Think differently

----------------------------------------------最後放鬆一下------------------------------------------------

上個月我幫朋友做了個餐廳設計,其中一位大廚是Robot,新東方廚師學校的朋友們不要緊張。它只能切切薯條夾一夾漢堡。哈哈哈哈哈~~~

圖像由InformOverload提供圖像由InformOverload提供

【宋伊雪的回答(1票)】:

機器人是硬件,人工智能是軟件。題主問的機器人是不是指人工智能?

如果是人工智能的話我想影響有限。因為人工智能也是人設計出來的,有多少人工就有多少智能。

設計問題幾乎全部是難求解問題,比如牽涉到文化歷史,情感體驗,難以邏輯化。人工智能是沒有辦法解答的。

不過,只要能讓設計師少加班,我還是茲瓷的。

【楊楠的回答(1票)】:

感覺這東西eth已經研究很多年 但研究核心並非學建築的人而是專門研究通過機器人進行建造 但機器人的運用感覺很多程度上還只能局限於大規模式的生產 雖說可以通過改變code來控制變量 但感覺一開始的投入會不會有點太多、 當然現在各個學校都想做這個實踐 但個人更看好3d打印技術今後在建造中的應用吧 或許這個結合機器人會是以後的營造方法吧

【TigerLi的回答(14票)】:

和題主范凌老師在飯局上討論過這個話題,是我感興趣的話題,我想那就扯多點。

撇開是做設計的機器人,還是煮飯機器人,還是排雷機器人,或者當老婆的機器人,我們對機器人的終極想像,就是變的像人一樣,然後超越人。這種描述出現在很多小說和電影裡,但很可惜,現實中阻礙機器人變成人或者任何生物性質的東西的,是自私,或者自我認同,知道哪裡是自我的邊界。

Siri像一個人,因為她被設計的擁有同一個發音的腔調,被封裝在一部手機裡,並對我們的問題給予回答或者反應,但這一切都是被封裝的,是從外界看來的整體,而不是真正的自我意識,它和一把剪刀,一個眼鏡並無本質的區別,只不過後者是依附於我們的肢體,Siri被獨立封裝或偽裝為一個個體。前者的輸入與輸出的邏輯簡單,剪刀就是我們輸入手指運動,剪子上下部分開合,Siri是我們輸入問題,它會判斷並給出答案。作為人類,我們每一個人都有一個很清晰的邊界,一個肉體的邊界,一個意識的邊界,知道自己和外界的區別,並知道如何利用各種手段,維繫或加強自我的存在,但Siri並沒有。人類有基於自我的需求金字塔,機器人沒有。

Raffaello D'Andrea: The astounding athletic power of quadcopters

到目前為止,所有的機器人,無人機,人工智能,哪怕運算速度再快,機械的靈活性再強,平衡能力再好,它們都是一個強大的工具集合,而非具有自我意識的統一體。它們強大的功能背後的算法,對環境的適應,巧妙的閃躲,讓人誤以為它們已經有了人的一面。但這所有都是模擬出來的,比如我們設計一個算法,來讓機器人預估一個事件對『自己』造成可能的損失,而這個損失必須被人類來定義,比如穿過這條埋有地雷的麥田,可能會損失一個輪子,或者一條機械臂,這個值是多少,但可能可以找到價值多少的黃金,然後計算其他方案可能的收益值與損失值,來選擇合適的方案。這整套算法模擬的細膩度越高,對量化的部分越清晰,這個機器人的行為就越具有人性。我們這五六十年來,在機器人領域作出的各種嘗試,從圖像語音識別,到平衡系統,重力感應,再到強大的數據處理能力,對信息的抓取,大部分是朝這個方向努力。最經典的歸納就是圖靈測試,圖靈測試的本質是這個機器人的算法的擬真程度,但非機器人本身的意識。即便一個機器人能通過圖靈測試,我們還是不能定義它為人,因為這一切反應的初衷,是人類想讓這個機器作為工具能自我維護,而機器人擬人的反應,就變成最完美的人機交互界面(還有什麼UI,比一個像你媽媽一樣照顧你的機器人更貼心呢?)

當然,這些年我們努力的結果之一,就是現在的機器比我們人類有更強大的對環境的承受能力和信息處理能力。(我用的是承受,而不是適應),機器是不會感受疼痛的,它們只會被毀壞,而這個毀壞的閥值很高,足以做很多人類無法承受的事情。畢竟它們被設計出來就是作為我們脆弱肢體的延伸與加強。同時它們有近乎無限的信息存儲能力,和超高速的信息讀取分析及轉移,和它們強大的物理機能與數據信息處理技能來看,人類確實是無比脆弱的存在。機器人的信息用拷貝粘貼,但我們讀一本書就需要一天。

在機器人變的自私之前,或者機器人變的擁有自我意識之前,它們基本上就是我們人類有限體力和腦力的plug-in,只不過有的是更貼近我們的肉身,有的是通過遙控去上天入地。人類也從來沒有放棄過更有趣的嘗試,讓機器人作畫,讓機器人作曲,試圖讓機器人擁有審美,讓他們有更人性的一面。其實我們的邏輯也是合理的,因為機器人可以靠強大的信息處理能力,遍歷出大量可能,然後再用一套複雜的規則來排序所有的可能得到最優解,這樣機器人似乎也可以寫一首不太蹩腳的詩,畫一幅漂亮的畫。

Painted by Robot ? NextNature.net

Summer Architecture Career Discovery Program : Rensselaer

建築學生推演草模

我絲毫不懷疑美學可以被部份量化,而被機器人當作機械創作的過濾器或者算法。像上面這張圖裡的草模推演,是一個嚴謹的建築設計環節裡必要的部分,顯然一個有算法約束的機器人可以迅速生成大量草模,如果我們把每一個人類設計的算法邏輯都像程序的library一樣放在網上,並讓各種算法的library通過大數據相互關聯,例如草模算法,和人機工程學,和建築結構算法,和日照時間計算等都可以大致歸類在建築設計範疇,這個機器人甚至就可以擁有一種類似學習的能力。這裡的學習,一方面指machine learning,通過數據來判斷並優化算法,一方面是在給定目標下,『有意識』的搜索相關的算法,用更多的算法或規則去做預估,判斷,篩選。這整個過程是動態的,充滿行動與反饋,所有的步驟都是可以基於上一步和實時的環境,這聽上去已經離人的行為不遠了吧?似乎機器也是可以設計出像樣的東西的。

但如果是這樣,我只能說機器只能通過現有的目的或者規則,來做判斷和解決問題,我們設定了到B 的指令,它可能可以很聰明的知道哪些路徑到 B,並自我設定中間的子任務,從而用一個或笨拙或精妙的方式完成。區別在於,它們並不知道自己為什麼要到 B。因為它們沒有自我意識。 我們人類的目的都是出於自我意識,我工作是為了賺錢,是為了吃飯,是為了養活自己,是為了有錢享受,或者滿足一些自我理想。這些的本源都來自我基因深處的自私,我能意識到哪裡是我的邊界,哪裡是我的利益,這種意識也可能是潛意識的,但這種意識本身,造就了我們無窮無盡的需求,和這個複雜的人類社會。設計除了解決問題的一面,也存在著自我表達的一面。正如我前面所說,機器人在未來絕對是解決問題的途徑。但人類的存在本身,就是最根源的問題,人類對自我慾望無窮無盡的表達和詮釋,製造了這個世界的所有問題,這種製造問題的能力,卻恰恰是機器人沒有的。而這也是可以指望機器人去模擬一幅畫,卻無法開創一個風格。如果說開創,那也是無意識的生產,然後被人有意識的挑選。畢竟創作是有意識的行為,是一種有意識的嘗試,創作的本質是取悅自己,而非解決一個已設定的問題。

所以當一個機器人知道自己穿上裙子會更美時,就至少有兩個問題有了答案。

1 機器人有了自我意識,所以它要給自己穿裙子,而這個標準來自於它自己,而非主人設定的換裝玩具。(想像一個iphone會為了自己的審美而換桌面。。。)

2 機器人有了審美,它知道穿裙子是美的,這種愉悅是發自內心的,而不是被算法設定的。當然,我們也可以在未來設計一個愉悅值,機器人會主動的做一些提高自己愉悅值的事情。但如果這個值是被設計的,而非本源,那麼機器人就是一個有目的的機器而已。

Ex Machina

寫到這裡,我自己也會懷疑我們人類自己也是被設計過的,只不過設計的算法非常精妙,而我們的任務就是滿足這種預設的人生需求,而整個社會的運行就變成了一個 cloud computing 的現實版。如果從反烏托邦的角度思考,一個機器人被設定為殺死所有被識別的人類,而且它擁有強大的智能,我們確實可以說人類將滅亡於機器人,但這並不可怕,因為它們還是沒有自我意識,不會把人類從認識的層面劃歸為不同。對它們來說人類就是一個目標而已,沒有恨意。其實這已經部分成為現實,在冷戰時期美蘇瞄準彼此的核彈頭,不就是一個非人形態的滅亡人類的工具嗎。

真正可怕的,是一個機器人開始照鏡子,它們有了自我意識,知道人類與我們不同,所以它們可能會開始真正的藝術創作,但更有可能的就是失控。不過我相信這一天還是挺遠的,畢竟人類連自己的大腦都沒有研究好,所有對機器人的恐懼,在目前都只能源於對我們自己的恐懼。

Nick Bostrom: What happens when our computers get smarter than we are?

牛津大學的 Nick Bostrom 提出對 AI 的警惕,他認為對 AI 建立一個道德層面的約束,而非技術層面的約束是必要的。 其實換句話說,從技術層面,我們的未來很可能依賴 AI, 真正讓它們受控於人類的,不是技術,而是一種預設的價值觀,就像人類與生俱來的自私,對於機器人,是對人類道德上的絕對忠誠。如果撇開這個前提,機器人越能幹,就越危險,而這種情況下,再討論機器人能為我們做什麼就沒有任何意義了。

【Philip007的回答(4票)】:

首先,如今的機器人本身並沒有智慧,而且以及存在了幾十年了。而為什麼如今藝術建築領域把機器人作為一種新文化了推動呢?機器人為何?

應該不是簡單的趕時髦!事實上,當年丟勒(Duler)發明了網格法畫一個一點透視的裸體女人時,他沒有想到自己的工具會成為文藝復興運動的關鍵手段...所以機器人本身代表的是一種新文化!網絡、定制生活下的實現者。

機器人並沒有替代人的智慧,而是幫助人類搭建一個全新的社會生產系統。在這個系統中,人與生產系統正在建立一種新的夥伴關係---交流界面,設計方法,工具研發以及生產組織。

包豪斯學派之於現代主義意義不用贅述。如今的機器人為現代主義轉型提供了充分的前提,「數字包豪斯」的到來,是否可以成為技術未來的全新政治立場呢?

袁烽

【YONGZh的回答(3票)】:

在現實的建築設計領域,「智能」軟件目前或即將可以做到下面三點:

1. 對設計進行基於技術規範的全面自動監測與糾錯;

2. 對於建築模型進行自動化單一專業(比如結構)計算與輔助佈局。

3. 零差錯的設計成果(不限於「圖紙」)

以上三點正在打破建築創作的技術難度。它一方面使得設計師有條件得以集中思考基礎技術以外的、更實質性的功能與文化,而另一方面,使得專業技術門檻大幅度降低,讓更多對建築感興趣的人主導設計而無需傳統意義上的專業培養。

順著這個思路,「人+人工智能」會海量提升熟練設計師的設計處理能力,少數的精英建築師將會統領更廣泛的項目。而作為工具,設計機器人在建築模型製作和工程實施方面會大顯神威,將大幅度取代建築工人成為高效率的建設者。

人工智能+機器人最後衝擊的是建築設計本身,可以想像在不久的將來,大量小型項目的建築設計可能完全擺脫建築師,而由業主直接通過簡單的人機對話來實現。

再延伸一下,我也認同機器人最終會產生自我意識。

一旦機器人群體產生了自己的建築(shelter)意願,或者它們把它們的這個意願也理解為「人類」需求,那麼,它們自己可以方便地滿足它:設計、建設、運維一條龍。

或許有一天不知不覺中,地球上就多了幾座機器人城市也未可知。

【VZ44的回答(0票)】:

一個長期觀察其設計師主人的AI能通過學習去自動化一些前期工作甚至獨立完成一些簡單的方案。個人估計平面設計首先被開刀……機器能理解設計師的設計靈魂,人和機器共同加速進步。沒有真正設計思想的人將無法渾水摸魚

當然這是我的yy

【寶儀的回答(0票)】:

如果是人工智能的話我想影響有限。因為人工智能也是人設計出來的,有多少人工就有多少智能。

【華少佳的回答(0票)】:

房屋智能管理系統也算機器人的一種吧 溫度 濕度的自動調節 窗戶窗簾的采光時間段 以及電器遠程控制什麼的...

標籤:-人工智能 -機器人 -設計 -建築學 -建築設計


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