建築中的人工智慧——好處、用例、範例和挑戰

想像一下未來，當建築物適應我們的需求並透過直覺的設計最大限度地提高效率和可持續性。 這就是人工智慧在建築領域的承諾。 利用數據分析和人工智慧，建築師現在可以突破精度和創造力的極限。 人工智慧使建築師能夠專注於他們最擅長的事情——透過自動化重複活動、預測結構的性能以及產生創新概念來想像和創造迷人的空間。

人工智慧技術正在徹底改變建築領域，並隨著其發展為未來的建築環境創造令人興奮的新機會。 這項創新提高了專案成果，降低了成本，並確保了永續實踐，為更智慧、更靈敏的城市空間鋪平了道路。

根據英國皇家建築師學會 (RIBA) 的 2024 年報告，全球 41% 的建築師在其專案中採用人工智慧。 他們也強烈同意人工智慧顯著提高了其架構工作流程的效率。

在本部落格中，我們將探討人工智慧在架構中的作用，並著重於其優勢、用例和實施挑戰。 我們也將研究生成式人工智慧如何徹底改變設計市場，特別是在建築業，並推動顯著的變革。 讓我們快速瀏覽一下這些令人興奮的發展。

建築中的人工智慧：了解科技對產業的影響

建築中的人工智慧就是利用人工智慧來增強設計、規劃和施工流程，提高建築專案的效率、創造力和永續性。 目前，基於人工智慧的建築正在充當數位設計助手，並利用龐大的資料庫來生產高效、可持續且具有視覺吸引力的結構。

人工智慧與擴增實境和虛擬實境的整合使建築師能夠沉浸在他們的設計中，並精確地完善它們。 此外，人工智慧的預測維護能力可以最大限度地提高建築運營，確保長期的可持續性和功能性。 建築和人工智慧的這種變革性整合推動了建築環境的效率和創新。

根據 Precedence Research 的報告，到 2032 年，全球生成式 AI 設計市場規模預計將達到 77.5483 億美元，2022-2032 年預測期間複合年增長率為 34.11%。

設計市場對生成式人工智慧不斷增長的需求歸因於其快速生成和完善設計選項、促進創新和永續性的能力。 該技術因其具有成本效益的解決方案、更高的效率和競爭優勢而受到追捧，並提供獨特的設計可能性。

隨著人工智慧的不斷進步，生成式人工智慧變得越來越複雜和易於使用，推動了全球設計和建築公司的採用。

人工智慧在建築領域的主要優勢

建築人工智慧徹底改變了設計，優化了效率和永續性，同時簡化了專案管理。 讓我們來看看人工智慧在建築領域的一些主要優勢：

創新

人工智慧使建築師能夠透過探索新的可能性和創新的解決方案來突破傳統設計的界限。 透過利用人工智慧演算法和數據分析，建築師可以探索古怪的概念並找到新的創新方法。 這種超越傳統限制的思考能力可以帶來創新的建築理念，改變建築世界，並為複雜的設計挑戰提供創造性的解決方案。

視覺化

AR/VR 等人工智慧驅動的技術使建築師能夠對其設計進行身臨其境的可視化，從而提高客戶的理解和參與度。 這些技術可幫助客戶真實體驗建議的設計、查看成品並做出明智的決策。 此外，使用 VR 和 AR 的現場視覺化可以幫助建築師將數位模型疊加到真實空間中，從而幫助設計和施工。

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適應性

人工智慧在建築中的整合使建築師能夠創建可以根據用戶或周圍環境的需求而變化的結構。 透過實施人工智慧控制的照明和空間分配系統，建築物可以最大限度地提高營運效率和資源消耗。 這種靈活性延長了結構的使用壽命和可持續性，並提高了居住者的舒適度和福祉。

歷史洞察

人工智慧使建築師能夠探索歷史建築數據，並深入了解先前的設計趨勢、材料選擇和建築方法。 透過分析這些數據，建築師可以對其當前的設計做出更好的決策，並更深入地了解先前成功的設計。 這種歷史觀點可以激發新的想法和創新方法，從而產生更適合環境的建築解決方案。

無障礙

人工智慧驅動的設計工具透過確保設計遵守相關的可訪問性標準和指南，極大地有助於提高建築的可近性。 這些工具可以幫助建築師更好地發現潛在的障礙，並提出增加無障礙設施的方法。

透過在設計過程的早期添加人工智慧驅動的無障礙檢查，建築師可以創造一個更具包容性的場所，為更廣泛的用戶提供服務，鼓勵建築環境中的平等和多樣性。

客製化

透過將人工智慧應用於建築，建築師可以創建高度個人化的設計，以滿足特定客戶或場地環境的需求。 人工智慧可以根據用戶偏好、空間限制和環境考慮因素產生客製化的設計解決方案。 透過這種程度的個人化，架構師可以提供獨特的架構解決方案，從而提高使用者滿意度和體驗。

空間利用

人工智慧是確保每一平方英尺的建築空間得到有效利用的關鍵。 人工智慧可以透過評估使用者偏好、流量和使用趨勢來提出佈局和設計建議，從而改進功能。 人工智慧在建築中的運用增強了建築的整體使用者體驗，同時最好地利用了可用空間。

建築中人工智慧的範例和現實用例

人工智慧和建築結合在一起，形成強大的組合，徹底改變設計、建築和施工產業。 以下是人工智慧在建築領域的一些頂級範例和​​用例。

NBBJ 在設計摘要解釋中使用 NLP

透過從設計概要和客戶溝通中提取關鍵訊息，自然語言處理 (NLP) 極大地改進了建築流程，並確保建築師完全理解客戶的需求。 架構文件的起草由 AI 驅動的 NLP 自動完成，這減少了錯誤並節省了時間。 此外，基於 NLP 的聊天機器人透過幫助建築師找到相關的設計資源和資訊來促進知識共享。

NBBJ 是一家建築公司，利用基於 NLP 的聊天機器人來增強內部溝通並簡化設計文件。 這些聊天機器人可以讓員工快速存取和分享設計知識，從而提高建築專案的準確性和整體生產力。

Gensler 的草圖優化

使用人工智慧優化草圖是一個複雜的過程，可以增強建築師的創造力。 透過智慧設計建議，人工智慧幫助建築師發現他們以前可能沒有想到的新概念和解決方案。 此外，人工智慧還可以預測結構性能，使建築師能夠在流程的早期做出明智的設計決策。

Gensler 利用人工智慧進行草圖優化的方法將人類創造力與技術創新融為一體。 透過利用人工智慧，他們的設計師旨在重新定義設計和創新過程。 這種整合可以實現更快的迭代、新的見解和即時回饋。 最終，將人工智慧納入設計過程可以創造出更永續、性能更好、更能滿足個人需求和偏好的建築和空間。

SOM 的建築能源管理優化

為了優化建築能源管理，人工智慧分析來自許多建築系統的即時數據並調整照明、通風、暖氣和冷氣設定。 這種基於人工智慧的架構方法透過確保僅在必要時有效地使用資源來提高能源效率。

Skidmore, Owings & Merrill (SOM) 透過利用人工智慧優化其建築專案的能源使用來引領這項創新。 透過即時數據，SOM 可以就能源消耗做出明智的決策，降低開支並對環境產生積極的影響。

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Perkins and Will 的參數化架構創新

借助參數化建築，建築師可以利用演算法根據精確的設計標準自動建造複雜的結構和形式，從而快速有效地探索各種設計方案。

國際知名建築公司 Perkins and Will 使用人工智慧驅動的參數化設計工具來產生創新且複雜的建築理念。 這些工具使建築師能夠探索多種設計方案，增強視覺吸引力，並最大限度地提高結構性能。

Jacobs Engineering 的建築繪圖改進

人工智慧工具透過自動分析地理數據、產生精確而深入的網站地圖以及提供有關土地最佳用途和未來發展機會的見解，正在徹底改變建築測繪。

Jacobs Engineering Group 正在使用人工智慧技術來改進建築繪圖。 這些技術支援改善土地利用和開發策略，透過提供準確的網站地圖和數據驅動的見解來確保更有效和高效的規劃和設計。

昆汀對城市規劃的加強

人工智慧透過分析與公共基礎設施、交通和人口密度相關的大量數據集，為城市規劃做出了重大貢獻，有助於開發更永續、更有效率和宜居的城市環境。 Delve 是 Quintain 利用的機器學習平台，透過提出高效和永續的佈局來優化城市規劃。

Quintain 充分利用 Delve 來最大限度地提高空間利用率和基礎設施效率，創造更好、更宜居的城市空間。

AECOM 與 Autodesk 的衍生設計

人工智慧驅動的生成設計是一種革命性的建築方法，可以幫助建築師找到最有效、視覺上最美觀的解決方案。 它根據預定參數產生許多設計選擇。 此外，生成設計大大縮短了概念開發過程，使建築師能夠快速研究許多設計選項。

例如，AECOM 將 Autodesk 的生成設計工具整合到其專案中，以提高設計效率和永續性。 AI 產生的設計可能性使 AECOM 能夠優化建築佈局、提高結構完整性並提高能源效率。 這種先進的方法使 AECOM 能夠提供創新和永續的建築解決方案，展示人工智慧在建築業的變革潛力。

卡特彼勒安全風險識別

透過檢查結構部件、材料和環境因素，人工智慧可以檢測建築設計中的安全問題，並提出改進建議以提高安全性並降低風險。 美國建築和工程設備製造商卡特彼勒利用人工智慧技術提高建築工地的安全性。

他們採用人工智慧驅動的系統來即時監控設備和工人的行為，識別潛在的安全隱患，例如不安全的機械操作或工人進入危險區域。 這些人工智慧系統提供即時警報，有助於預防事故並提高整體現場安全性。 透過將人工智慧整合到其安全協議中，卡特彼勒顯著減少了事故並確保其建築項目的工作條件更加安全。

人工智慧在建築中的實施：關鍵步驟

架構中的人工智慧整合遵循某些關鍵步驟，以確保簡化和建立的架構工作流程。 讓我們來看看人工智慧在建築中的關鍵實現過程。

編譯和準備數據

首先編譯大規模資料集，包括材料屬性、環境條件和歷史設計資料。 這些數據提供了訓練人工智慧模型所需的輸入。 之後，透過清理和預處理資料來驗證準確性和一致性，以消除任何錯誤或不必要的資訊。

這一步對於提高人工智慧演算法的可靠性和有效性至關重要。 以有組織的方式排列數據，以便輕鬆進行分析和模型訓練。 這種精心的規劃為在建築項目中成功實施人工智慧奠定了基礎，為更準確和更具創意的設計解決方案打開了大門。

指定您的目標

制定在架構設計中使用人工智慧的明確目標，例如提高永續性、自動化繁瑣的流程或最大限度地提高設計效率。 無論您的目標是縮短設計時間還是創建創新的架構解決方案，請明確您希望透過人工智慧實現什麼目標。

設定可量化的目標來監控人工智慧專案的進展。 讓客戶、工程師和建築師等利害關係人參與將人工智慧目標與專案要求和期望相匹配。 考慮人工智慧系統的可擴展性和適應性等長期目標。

選擇人工智慧相關工具和技術

選擇正確的人工智慧工具和技術，例如數據分析平台、神經網路和機器學習演算法。 透過權衡您的可能性，確定哪些工具最適合您的獨特目標和專案要求。

在評估這些工具時，考慮它們與當前工作流程的無縫整合程度至關重要。 評估其可擴展性、用戶友好性以及處理大型數據集的能力。 此外，為這些工具和技術提供強大的支援和全面的文件對於確保有效實施和使用至關重要。

創建人工智慧模型

利用準備好的資料集，訓練 AI 模型來識別模式、預測結果並產生設計解決方案。 首先建立可靠的訓練程序並選擇合適的演算法。 反覆測試這些模型以發現任何缺陷或潛在的發展領域。

進行必要的參數調整並添加新數據以提高模型的準確性和可靠性。 使用實際場景驗證模型，以確保它們在實際應用中運作良好。 這種持續的開發週期對於創建提供富有洞察力的分析和創新架構解決方案的人工智慧模型至關重要。

將人工智慧與設計軟體集成

將人工智慧模型整合到現有的建築設計軟體（例如 CAD 和 BIM）中，以增強可用性和功能。 確保這些人工智慧技術與當前軟體相容，促進輕鬆採用和流暢的工作流程。 這種無縫整合將有助於在不破壞既定設計流程的情況下最大限度地發揮人工智慧的優勢。

這種整合可以實現即時設計最佳化和智慧決策，從而顯著提高架構過程中的效率和創造力。 適當的整合對於在架構中充分利用人工智慧並為開發團隊提供輕鬆存取高級功能至關重要。

建立並簡化工作流程

人工智慧驅動的解決方案可以透過自動化資源分配、調度和起草等重複流程來減少人力和出錯的可能性。 透過利用人工智慧的分析功能，智慧系統可以產生增強複雜設計決策並優化專案工作流程的選項。

透過實施這些技術，架構師可以提高整體專案效率、提高準確性並簡化流程。 人工智慧整合可提高創造力並加快設計效率，使建築師能夠概念化和創建建築環境。

監控和評估

透過持續監控人工智慧模型的有效性和對設計過程的影響，確保人工智慧模型滿足目標。 收集利害關係人的回饋，以確定需要改進的領域並完善人工智慧演算法。 這種迭代方法增強了人工智慧工具，確保其在架構環境中的有效性和相關性。

建築師可以透過持續監控和評估人工智慧效能來最大限度地發揮這些技術的潛力，從而產生更創新和高效的設計解決方案。

建築中的人工智慧挑戰和需要考慮的潛在解決方案

將人工智慧整合到建築和施工中可以帶來許多好處，但也帶來了一些挑戰。 讓我們探討這些挑戰並研究潛在的解決方案。

數據可用性和品質

解決建築領域訓練人工智慧模型所需的標準化、高品質資料集的問題需要與資料供應商合作。 架構師可以透過資料增強方法確保資料完整性並增強資料集的多樣性和品質。

此外，透過落實資料治理程序和協議，可以促進架構中人工智慧應用程式的資料可用性和品質的提升。

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複雜性和適應性

人工智慧系統經常發現模仿建築設計中涉及的複雜決策具有挑戰性。 架構師可以透過開發包含使用者回饋並增強適應性的人工智慧模型來應對這項挑戰。 這種方法使系統能夠從人類互動中學習並進行相應調整。

此外，建築師可以利用機器學習演算法根據新資訊和不斷發展的設計標準不斷完善和增強設計建議。 實施這種方法可確保人工智慧系統保持靈活性並能夠回應不斷變化的架構需求。

互通性

將人工智慧工具與當前的建築軟體和工作流程整合可能很困難。 投資能夠實現平穩系統整合的開源或 API 驅動的解決方案可以幫助架構師克服這項挑戰。

建立全行業的資料交換標準對於增強互通性至關重要。 與軟體開發商和產業合作夥伴合作開發標準化介面和協定可以顯著提高互通性，加速人工智慧技術與架構的整合。

安全和隱私

處理敏感資料是人工智慧系統架構中的常見任務，這會帶來隱私和安全問題。 架構師可以透過實施強大的加密機制、限制對敏感資料的存取以及遵守 GDPR 等相關法律來確保資料安全和隱私。 頻繁的升級和安全審核也有助於減少這些威脅。

對道德和社會的影響

建築人工智慧引發了人們對工作替代和設計演算法偏差的擔憂。 建築師可以透過保證人工智慧決策的開放性、實施偏見檢測和緩解策略以及遵守優先考慮人們福祉的道德設計原則來降低這些道德風險。

為了促進該領域道德和負責任的人工智慧部署，建築師還應該推動創建和遵守建築中人工智慧使用的標準和規範。

利用 Appinventiv 的專業知識在您的建築專案中實施人工智慧

人工智慧在建築領域有著光明的前景，可以徹底改變這個領域。 從改進設計流程到優化建築性能，它有可能顯著提高建築創新和效率。 隨著建築師整合人工智慧技術，我們可能會看到更多以使用者為中心、永續的設計更快、更精確地產生。

Appinventiv 是一家領先的人工智慧開發公司，隨時準備好成為您利用人工智慧進行建築專案的合作夥伴。 憑藉在人工智慧開發方面的良好記錄以及對建築行業的深入了解，我們的專家可以幫助您在建築流程中利用人工智慧的力量。

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常見問題解答

Q：人工智慧如何應用於建築？

答：人工智慧在建築中的應用旨在實現工作自動化、改進設計流程並預測建築性能。 它幫助建築師創建創新佈局、最大限度地節省能源並簡化流程。 人工智慧系統可以分析大型數據集，以幫助設計選擇並增強建築物的整體可持續性和可用性。

Q：人工智慧在建築領域的未來是什麼？

答：建築領域的人工智慧似乎有著光明的未來，有幾個主要領域正在興起：

衍生式設計：人工智慧將允許建築師研究各種想法和解決方案，從而產生更具想像和更有效的設計。

自動化：隨著施工和設計中的日常操作變得更加自動化，建築師將有更多時間專注於工作中更具策略性和創造性的方面。

性能預測：人工智慧預測建築物能源消耗、結構健全性和居住者舒適度的能力只會變得更好。

永續性：人工智慧將透過最大限度地利用能源、材料選擇和整體環境影響來幫助建造更環保的結構。

協作：人工智慧將促進工程師、建築師和其他利害關係人之間的協作，從而實現更整合和有效的設計流程。

人工智慧預計將透過賦予建築師和設計師更有效、永續和藝術化的工作方式來改變建築業。

Q：什麼是建築中的生成式人工智慧？

答：建築中的生成式人工智慧是人工智慧在給定一組目標和限制的情況下自主生成設計解決方案的應用。 使用演算法，生成式人工智慧可以研究多種選擇，幫助建築師找到否則可能不會被考慮的創造性和高效的設計解決方案。

Q：人工智慧如何影響建築師的角色？

答：人工智慧改善了工作流程並擴展了建築師的能力，使他們能夠透過自動化文書工作和繪圖等繁瑣的工作來更加專注於其職業的創意方面。 透過評估大量數據並根據預定標準和限制生成創意設計解決方案，人工智慧也有助於設計最佳化。

人工智慧透過提供有關預算、日程安排和資源分配的見解，進一步幫助建築師進行專案管理。 人工智慧通常可以幫助建築師提高工作效率，探索創新的設計方案，並為客戶提供卓越的成果。