建筑智能——走向后人文主义时代的建筑数字未来

袁烽

1 设计科学：数字技术驱动建筑学革新

随着建筑数字化技术的涌现，设计科学正在重塑建筑学在后人文主义时代的内涵。随着人与自然的二元关系被赛博格（Cyborg）数字信息的挑战，三元世界的形成不断引领我们洞察建筑学的发展与未来。随着数字科学工具对人类能力的不断延展与增强，关于物质智能（Material Intelligence）与非物质智能（[Im] material Intelligence）与建筑学本体的关系也在被广泛讨论。对数字化技术本身的认知，经历了从画图工具，研究中介到思维方法的不断提升，重新思辨建筑学复杂多维的主客体关系。在实质上通过人工智能算法以及机器人等技术为代表的智能工具，经历了从“参数化设计”到“计算性设计”、从 “数字化建造”到“机器人建造”的不断发展，逐渐融入到设计思维范式转型与学科新发展中去。其中，虽然科学与设计思维处于高速发展进程当中，但对于二者关系的思辨却始终缺位。建筑设计到底是否具有科学属性？建筑师与数字化工具的关系又该走向何方？当下，重新思考、构想与激辩建筑学的未来正当其时，建筑智能（Architectural Intelligence）引领下的学科革新既是时代科技进步的脉搏，更是建筑学服务于新人文主义时代的必然。

2 人机协作：建筑智能增强设计与建造

2019 年，我邀请当代著名哲学家本杰明·布拉顿（Benjamin H. Bratton）到同济大学演讲，他提出重构这个星球的基础设施，将由软件与硬件混合构型的连贯运作整体来重新“堆栈”未来。2018 年和2020 年我两次邀请法国哲学家伯纳德·斯蒂格勒（Bernard Stiegler）演讲，他认为人类缺乏足以维持自身生存的本能，必须借助外在于自身的技术而生存，人类的进化就是逐步地把自身机体功能外在化于技术物体之中的进化。以上两种哲学观点，均可以被视为一种后人文主义时代的重构哲学，关注“物”对于数据的承载，以及“物”的智性，描绘了一幅被机器智能增强的人机协作的未来图景。

2022 年6 月，我们的团队发布了首本Architectural Intelligence英文期刊（图1），其中“建筑智能”这一概念被解读为“以设计科学思维为引领，专注于贯穿建筑全生命周期的人工智能及新兴技术研究”。建筑学不再囿于一元的物质行为，而是转向人机混合的“赛博格”。如此，通过具有自主性的人工智能算法与人类思维的全新协作，以及建筑机器人作为数字建造的新智能体，融入建筑设计、生产、体验的全流程，必将重新定义人机协作的主体性关系，使得建筑从业者能以一种全新的协作方式介入到物质与虚拟空间耦合的设计与建造流程中，实现超越效率的建构性行为，建立建筑空间生产与全新产业格局。

1 Architectural Intelligence期刊封面

3 机器建造：建筑机器人共性技术研发

机器人建构不仅仅是机器智能本身更是对建筑师能力的体外化延展，需要建立以“工具插件、工具库、 流程”的数字化工具研发、协作及创新，通过共性技术的研发及多个技术平台的协作，直接介入虚拟与现实的建造工作。

团队研发了自主知识产权的 FURobot 建造机器人控制软件（图2），用于离线编程的机械臂编程软件，同时包含了工艺包和机械臂的实时通讯功能等，通过将建筑几何转化成建造过程中的机器人的路径，进行实时反馈控制，比工业软件的效率提高近70%。此外，5G 技术可以用来实现机器人机器的互联，通过定位技术，让机器人的看得见，定得准，在可行性与灵活性上赋予人类以“超人化”属性。我们在第一时间将其免费开放给全球的青年学者和建筑师们。目前该软件在 GitHub 公开发布并成为全球四大建筑机器人控制软件之一。

2 FURobot

团队还建立了多材料建造机器人创新工艺及其示范（图3、4）。面向建筑机器人的智能建造的“工艺”优化，实现设计意图对建造中材料、 工具和工艺的同步回应。将设计中的几何信息转变为机器人可识别的建造信息，延展到多种机器人工艺的场景搭建。随着机器人木构、 机器人砖构、 机器人陶土打印、 机器人金属弯折、 机器人切石等多工艺的开拓，带来了机器建造的全面发展与提升。例如我们研发了高效、高精度的建造机器人砖构工艺与生产系统，发明了基于全息感知砖构机器人装备与机器人自动送砖设备，实现机器人砌筑时送砖、抓取、抹砂浆、定位等流程的自动化等等。2021 年，该技术成果已应用于奉贤南桥沈家花园 2 号院与南京丽笙酒店等示范性项目之中。

3 桁架机器人

4 竹里

此外，我们针对新改性塑料3D 打印、 机器人碳纤维编织等工艺开展创新研发。发明了大尺度建筑构件机器人打印平台、空间网格式三维打印技术与工艺等，突破了超大尺度建筑构件的快速三维打印成形生产瓶颈，技术全球领先。2020 年江苏南京华侨城欢乐谷入口大门的建造实验（图5），基于结构性能化设计与改性塑料机器人改性塑料层级 3D 打印预制装配化工艺， 将工厂预制化生产与现场装配结合，探索了人机协作与数字孪生智能化生产模式。

5 南京欢乐谷大门

4 建筑智能：思辨数字建筑学的新范式

机器建构重塑了我们对建筑产业化发展模式的认知， 以人机协作为核心的一体化建造方式实现了面向性能与材料的精确制造。面对当下技术文化与科学的变革，建筑师需要突破传统思维，从设计建筑延伸到设计数字工具，从而引导建筑产业的健康发展。建筑智能倡导以更深远和全面的视角，审视人、自然以及数字信息社会之间的三元世界。通过智能化背景下思辨数字建筑学的新发展范式，不断实践建筑产业化发展模式，走向“建筑智能”新时代。□