tekst: Jakub Pagacz
absolwent Wydziału Architektury Politechniki Krakowskiej
grafika: Paulina Cziba
studentka Wydziału Architektury Politechniki Krakowskiej
czas czytania: 15 min
Czym jest dla nas sztuczna inteligencja?
Zazwyczaj wokoło nowej technologii narasta wiele mitów; pojawia się wiele problemów; próbujemy znaleźć odpowiedź na pytanie - jak nowe technologie mogą zmienić życie każdego z nas i ogółu społeczeństwa? W przypadku technologii, która prawdopodobnie stworzy nowe rozdziały w historii, zawsze są głosy, które demonizują nowe rozwiązania. Są to poglądy na temat działania destrukcyjnego innowacji technologicznych. Pojawiają się też głosy, które bezkrytycznie gloryfikują nadchodzące rewolucje. W związku z tym, że sztuczna inteligencja jest tematem, który rozwija się i zmienia z dnia na dzień – warto poddać wskazaną problematykę analizie.
W tym momencie postępu technologicznego sztuczna inteligencja to w większości przypadków maszyny i programy komputerowe zdolne do realizacji wybranych funkcji ludzkiego mózgu i naszych zmysłów, których nie da się zapisać tak jak zapisuje się algorytm. Również pomocnym w dzisiejszym rozumieniu sztucznej inteligencji jest paradoks Moraveca, który brzmi: „Stosunkowo łatwo sprawić, żeby komputery przejawiały umiejętności dorosłego człowieka w testach na inteligencję albo w grze w warcaby, ale jest trudne albo wręcz niemożliwe zaprogramowanie im umiejętności rocznego dziecka w percepcji i mobilności.” 1
Ciekawego komentarza na ten temat udzielił psycholog Steven Pinker, który określił to jako najważniejsze odkrycie, w dziedzinie sztucznej inteligencji. W swojej książce The Language Instinct napisał: „Główną lekcją, wyniesioną z trzydziestu pięciu lat badań nad sztuczną inteligencją jest to, że trudne problemy są łatwe, a łatwe problemy są trudne. Umysłowe zdolności czterolatka, które uważamy za oczywiste − rozpoznanie twarzy, podniesienie ołówka, przejście przez pokój – faktycznie rozwiązują jedne z najtrudniejszych inżynieryjnych problemów... Gdy pojawi się nowa generacja inteligentnych urządzeń, to analitycy giełdowi, inżynierowie i ławnicy sądowi mogą zostać zastąpieni maszynami. Ogrodnicy, recepcjoniści i kucharze są bezpieczni w najbliższych dekadach.” 2
Sztuczna inteligencja jeszcze przez długi czas nie będzie postrzegać świata tak jak człowiek czy nawet lepiej niż człowiek. Ważnym argumentem w całej tej dyskusji jest to, że sami nie znamy tajemnic działania naszego mózgu i procesów w nim zachodzących. Owszem, być może dzięki rozwojowi sztucznej inteligencji będziemy bliżej tego, aby zrozumieć nas samych, ale najpierw musimy wnikliwie poznać złożoność naszej natury, aby być w stanie stworzyć coś na wzór ludzkiej inteligencji. Dopiero gdy uda nam się to osiągnąć, być może uda nam się skopiować nas samych do postaci cyfrowej.
1. T. Antosiewicz, Kształtowanie przestrzeni publicznych w kontekście intensywnego rozwoju współczesnych miast., “Kultura i Polityka” 2008, nr 4, s. 36.
2. R. Sennett, Upadek człowieka publicznego, Warszawa: Warszawskie Wydawnictwo Literackie MUZA SA, 2009, s. 420.
3. R. Sennet, Ciało i kamień, Człowiek i miasto w cywilizacji zachodu. Warszawa: Wydawnictwo Aletheia 2015 s. 267.
Sztuczna inteligencja w mieście
Z roku na rok coraz więcej ludzi przybywa do miast, które stają się coraz większe. Z tego powodu włodarzom miast jest trudniej zarządzać, ponieważ większe struktury urbanistyczne potrzebują innego podejścia niż dotychczas. W 1950 r. tylko 30 proc. światowej populacji mieszkało w miastach. Dzisiaj jest to 54 proc., w 2050 r. - według prognoz - dwie trzecie ludności świata zamieszka w mieście. Nie możemy też zapominać, że żyjemy w świecie, gdzie ilość produkowanych przez nas danych jest tak duża, że w sumie ciężko ją już do czegokolwiek porównać. W ciągu ostatnich dwóch lat (2015-2017) wyprodukowaliśmy więcej danych niż od początku istnienia ludzkości. Przykładowa ilość danych produkowana przez nas tylko na Facebooku i Google:
- Facebook ma średnio 1,32 miliarda aktywnych użytkowników dziennie od czerwca 2017 r.
- 4,3 miliarda wiadomości na Facebooku publikowanych codziennie,
- 5,75 miliarda polubień na Facebooku każdego dnia.
- 22 miliardy tekstów wysyłanych każdego dnia.
- 5,2 miliarda dziennych wyszukiwań w wyszukiwarce Google w 2017 roku.
A to tylko namiastka liczby danych produkowanych przez nas. Jak można połączyć problem z coraz większymi miastami oraz z rosnącą większą ilością danych?
Już dziś wiele miast tworzy fundamenty dla powstania wizji smart city. I tak na przykład możemy rozróżnić trzy poziomy inteligentnego miasta. Pierwszy poziom polega na wynajęciu prywatnej firmy technologicznej, która kompleksowo „zaopiekuje się miastem”, ale zazwyczaj samorządowcy nie rozumieją nowych technologii i nie mają pomysłu na ich zastosowanie. Takie bezgraniczne zaufanie i brak zrozumienia może prowadzić do nadużyć ze strony firmy dostarczającej usługi dla miasta. W tym przypadku pomija się ważną kwestię jaką są relacje między mieszkańcami, a samym miastem. Drugim poziomem smart city jest sytuacja, gdzie burmistrzowie i samorządy wiedzą jakie zmiany można wprowadzać za pomocą technologii, więc zatrudniają koncerny technologiczne jako partnerów do współpracy w celu poprawy jakości - standardów życia samych mieszkańców. Jednym z najlepszych przykładów inteligentnych miast 2.0 jest Rio de Janeiro. W sytuacji, kiedy favele zaczęły się osuwać ze zboczy, burmistrz miasta poszukiwał pomocy u IBM prosząc firmę o wsparcie w tworzeniu sieci czujników, które pomogą ograniczyć to zjawisko. Projekt szybko się rozwinął do nowoczesnego, pełnowymiarowego centrum operacyjnego, opierającego się na transmisji video on-line, czy bieżącym monitorowaniu zagrożonych terenów za pomocą specjalnych czujników. Dzięki nim miasto jest w stanie szybciej reagować na zagrożenia osuwisk i dodatkowo, dzięki kamerom szybciej wykrywa i zapobiega napadom oraz kradzieżom, a także jest w stanie lepiej koordynować działanie służb ratowniczych. Trzeci poziom rozwoju technologicznego obecnych miast można uzyskać w sytuacji, gdy do współpracy z samorządem i dostawcą technologii zaprasza się samych obywateli miasta. Taką strategię zaczął wprowadzać Amsterdam. Miasto wprowadziło program CityService Development Kit, który jest jednorodnym interfejsem do tworzenia innowacyjnych rozwiązań. Jest to tak naprawdę cyfrowa platforma, na której powstają serwisy np. ułatwiające planowanie podróży, komunikowanie się z władzami miasta, ew. tworzenie ułatwień dla turystów.
4. P. Smejda, Internet rzeczy (IoT) we współczesnej gospodarce. Rola, zadania i bariery rozwoju, “Zeszyty naukowe Politechniki Łódzkiej - Organizacja i Zarządzanie” 2016, nr 64, s. 43,
5. A. Asanowicz, Systemy rzeczywistości wirtualnej w architekturze, “Architecturae et Artibus” 2012, nr 4 s. 11.
6. P. Pardel, Przegląd ważniejszych zagadnień rozszerzonej rzeczywistości. “Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria INFORMATYKA”. Gliwice: 2009, nr 30, s 35.
Ważną rolę w tworzeniu fundamentów dla sztucznej inteligencji działającej w miastach odgrywa obecnie tzw. internet rzeczy. Jest to tak naprawdę sieć, która łączy przedmioty codziennego użytku oraz praktycznie wszystkie rzeczy, które nas otaczają i które sami wytworzyliśmy, jak np. urządzenia gospodarcze, drogi, samochody, infrastruktura drogowa budynki itp. Wszystkie te rzeczy będą mogły gromadzić, przetwarzać lub wymieniać dane za pośrednictwem instalacji elektrycznej inteligentnej KNX lub sieci komputerowej. Taka sieć najczęściej jest budowana w oparciu o sieć Wi-Fi. Już w niedługim czasie każda rzecz wokół nas będzie nafaszerowana dużą ilością czujników, które będą zbierać dane i za pomocą nadajników Wi-Fi będą mogły je przysyłać między sobą, a także do większych systemów. Tak na przykład w mieście mogą być zastosowane jako nadajniki umieszczone w koszach na śmieci, które wysyłają sygnał do służb oczyszczania miasta, jaki jest poziom zapełnienia pojemnika. Później zebrane dane dostarczane są do systemu. Następnie aplikacja planuje optymalną trasę objazdu śmieciarek, dzięki czemu zmniejsza się koszt opróżniania śmietników.
Ważną kwestią jest też dążenie do społecznej i elastycznej architektury. Na przykład, gdy populacja dzieci w mieście przekroczy próg maksymalny w stosunku do liczby szkół, może zostać wysłane zawiadomienie do rady powiatu, że nadszedł czas, aby zlecić nową szkołę. Sztuczna inteligencja może zatem w efekcie napisać założenia projektowe dla architektów, zlecić im analizę i przystosowanie projektu do potrzeb. Architekci używając analiz i propozycji projektowych stworzonych przez sztuczną inteligencję tworzą własną koncepcję do realizacji. Dzięki takiemu systemowi możemy tworzyć nowe projekty tam, gdzie są najbardziej potrzebne. Poniższy diagram przedstawia jak miałby działać przepływ informacji w takim systemie:
7. P. Smejda, Internet rzeczy (IoT) we współczesnej gospodarce. Rola, zadania i bariery rozwoju, “Zeszyty naukowe Politechniki Łódzkiej - Organizacja i Zarządzanie” 2016, nr 64, s. 43,
8. A. Asanowicz, Systemy rzeczywistości wirtualnej w architekturze, “Architecturae et Artibus” 2012, nr 4 s. 11.
9. P. Pardel, Przegląd ważniejszych zagadnień rozszerzonej rzeczywistości. “Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria INFORMATYKA”. Gliwice: 2009, nr 30, s 35.
10. P. Pardel, Przegląd ważniejszych zagadnień rozszerzonej rzeczywistości. “Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, seria INFORMATYKA”. Gliwice: 2009, nr 30, s 35.
Taki sposób zarządzania miasta również może wspomóc nas w ogarnięciu chaosu, który panuje na drogach. Warto też wspomnieć, iż z dnia na dzień rozwijają się autonomiczne auta, które świetnie mogą działać w tego rodzaju systemie. Wyobraźmy sobie, że samochody przekazują między sobą wszelakie dane o natężeniu ruchu, wypadkach i warunkach drogowych. W sytuacji zwiększenia natężenia ruchu, sztuczna inteligencja zawarta w tym systemie będzie w stanie przekierowywać nasze pojazdy tak, aby nie powodowały korków lub w razie wypadku natychmiast znajdowały nowe drogi bez znacznego obciążania dróg objazdowych. Na podstawie zebranych danych auta mogą uczyć się, jak uniknąć podobnych zdarzeń i tego typu dane o wypadkach będą rozsyłać do innych samochodów. Będą mogły uczyć się od siebie nawzajem, ale w bardzo szybkim tempie, co przyczyni się do poprawy bezpieczeństwa na drogach. Podobnie można rozwiązać kwestie szukania miejsc parkingowych. Wystarczy, że samochody w najbliższym otoczeniu będą się informować o wolnych miejscach na postój, a nasz pojazd automatycznie skieruje nas na takie miejsce. Podobna usługa informująca nas o natężeniu ruchu oraz wypadkach już działa i dostarczana jest na nasz telefon przez aplikację firmy Google, ale nie jest to jeszcze popularne narzędzie. Dopiero gdy uda się podłączyć do wspólnej sieci wszystkie samochody, taki system może dużo bardziej usprawnić naszą komunikację. W wyniku efektywniejszego korzystania z posiadanej infrastruktury, może okazać się, że część dróg nie będzie nam już potrzebna. Powstaną nieużytki które będzie trzeba jakoś zagospodarować.
Ciekawym zagadnieniem, które być może również może ulec zmianie, jest kwestia projektowania ulic pod nowe technologie. Czy obecne zasady oraz kształt dróg będzie wystarczający i sprosta wyzwaniom jakie stawiają autonomiczne pojazdy podłączone do wspólnej sieci? Być może tak, a być może trzeba będzie przeprojektować obecny system dróg. Czeka nas niemała rewolucja w kwestii tego, jak funkcjonują miasta. Szacuje się, że 60 proc. obszarów miejskich, które będą pokrywać powierzchnię ziemi w 2050 roku jeszcze nie powstało. Przy takich prognozach nie musimy się obawiać, że nagle sztuczna inteligencja zabierze nam pracę. To będzie jedno z wielu narzędzie, które skutecznie poprawi naszą jakość życia w miastach.
Sztuczna inteligencja w architekturze
Michael Hansmeyer i Benjamin Dillenburger, założyciele biura Computational Architecture, sugerują na swojej stronie internetowej, że "zbieżność postępów w technologii obliczeniowej i produkcji pozwala nam tworzyć architekturę dotychczas niewyobrażalnych form, o niewidocznym poziomie szczegółowości, tworząc zupełnie nowe wrażenia przestrzenne. " Najprawdopodobniej czeka nas mała rewolucja w projektowaniu form, aczkolwiek nie mam na myśli wymyślania sześcianu na nowo, ale wytwarzanie przestrzeni, które będą mogły w nas wywoływać konkretne zachowania ludzi i emocje. Dzisiaj próbujemy nauczyć komputery rozpoznawania emocji poprzez analizowanie milionów zdjęć ludzkich twarzy. Dlaczego więc nie przeanalizować by ten sposób stworzonych projektów, aby na podstawie tych danych kreować przestrzenie wywołujące zdecydowanie silniejsze i mocniejsze emocje oraz zachęcić ludzi do większej integracji między sobą. Wydaje się, że obecnie taką rolę spełnia kierunek tzw. „Architektury parametrycznej”. Dość mocno korzysta się w nim z najnowocześniejszych rozwiązań i osiągnięć technologicznych. O ile mogłoby ęs Michael Hansmeyer i Benjamin Dillenburge ię wydawać, że to jest ten rewolucyjny kierunek, który odmieni dzisiejszą architekturę, to niestety tak się nie dzieje. Być może jest to jeden z tych kierunków w naszej kulturze, który wyprzedza swoje czasy i znajdzie zastosowanie dopiero w niedalekiej przyszłości.
Jeśli chodzi o budowanie podstaw technologii pod sztuczną inteligencję w architekturze, obecnie warto przytoczyć tzw. inteligentne budynki, które w dość dużym stopniu opierają się na wcześniej wspomnianym Internecie rzeczy. Dzięki informacjom pochodzącym z różnych elementów systemu, budynek może reagować na zmiany środowiska wewnątrz i na zewnątrz, co prowadzi do maksymalizacji funkcjonalności, komfortu i bezpieczeństwa, minimalizacji kosztów eksploatacji i modernizacji oraz ograniczenia emisji szkodliwych zanieczyszczeń. I tak na przykład w całym domu system wykrywa, w których konkretnie pomieszczeniach znajdują się ludzie i tylko wyłącznie w tych pokojach reguluje ogrzewanie, wilgotność, natężenie światła, które jest dobierane do odpowiedniej pory dnia i wykonywanych czynności. Również najnowsze systemy uczą się naszego zachowania i naszych nawyków, aby coraz bardziej naturalnie reagowały na nasze potrzeby. Inteligentne systemy kontrolują zużycie energii, czujniki umieszczone w ścianach mogą kontrolować czy czasem nie nastąpiło uszkodzenie jednej z warstw, czyli coś co dzisiaj jest ciężkie do wykrycia, najczęściej zauważamy to, gdy pojawią się przykre skutki takiego uszkodzenia.
Czeka nas też niemała rewolucja w kwestii budowy budynków. Już dzisiaj prowadzi się badania i realizuje pierwsze domy oraz obiekty z wykorzystaniem druku 3D. Aby stworzyć taki dom wykorzystuje się przemysłowe ramię robotyczne, który ma dużo większe pole robocze, niż zwykłe drukarki 3D. Do realizacji tych bardziej skomplikowanych form można wykorzystać drony. Tak właśnie uczynili badacze z Instytutu Projektowania Komputerowego na Uniwersytecie w Stuttgarcie. Stworzyli oni pawilon z wykorzystaniem właściwie zaprogramowanych dronów i ramion robotycznych.
Na koniec tej części warto wspomnieć o VR, czyli wirtualnej rzeczywistości oraz AR czyli rozszerzonej rzeczywistości. Są to doskonałe narzędzia do przedstawienia naszych wizji projektowych w realnej skali 1:1, dzięki którym jesteśmy w stanie zrealizować naszą wizję zanim powstanie w rzeczywistym świecie i wydamy na realizację dużą ilość pieniędzy. Dodatkowo, informacje zwrotne zebrane przez rozszerzoną rzeczywistość mogą być bezpośrednio wykorzystane w projekcie, umożliwiając modelom bezpośrednią interakcję i dostosowanie do przyszłych użytkowników. Inteligentne narzędzia do projektowania, takie jak Materialable by Tangible Media, zaczynają eksperymentować z tym, jak AI może zacząć się angażować i uczyć się na ludzkich zachowaniach.
Podsumowując tę część sztuczna inteligencja w dużej części przejmie współczesne zadania architekta, jak i zautomatyzuje proces powstawania architektury. Takie rozwiązanie jak wszystko ma swoje wady i zalety. Z jednej strony zostaniemy odciążeniu od żmudnych i „rzemieślniczych” obowiązków i dzięki temu będziemy mogli poświęcić nasz czas na problemy, które ma rozwiązać projektowana przez nas architektura. Z drugiej strony zapotrzebowanie na architektów może się zmniejszyć, a sam proces dzięki odciążeniu nas od dużej części obowiązków, może przeobrazić się w fabrykę projektów na masową skalę, z których każdy będzie dopasowany na miarę, mimo przemysłowej skali.
Próba konkluzji: zagrożenie dla zawodu architekta czy rewolucyjne narzędzie w projektowaniu ?
Według strony willrobotstakemyjob.com [tłum. „Czy roboty odbiorą mi pracę ?”] szansa na przejęcie naszego zawodu przez automatyzację wynosi 1.7% czyli szanse są raczej małe. Niestety w przypadku architekta, który zajmuje się zawodowo wykreślaniem rysunków technicznych, procent prawdopodobieństwa wynosi już 52%. Najwyraźniej więc w przyszłości uda nam się zaprzęgnąć roboty do wykonania za nas czarnej roboty w postaci tworzenia rysunków oraz dokumentacji budowlanych.
Od zawsze zadaniem architekta było podejmowanie decyzji w oparciu o skomplikowane, przeplatane i czasami sprzeczne zbiory informacji. Odkąd sztuczna inteligencja stopniowo poprawia się w tworzeniu przydatnych danych w rzeczywistych sytuacjach, nietrudno wyobrazić sobie, że procesy te nakładają się na siebie i nawzajem się angażują. Chociaż zmiany te mogą potencjalnie budzić wątpliwości w zakresie własności, prywatności w gromadzeniu i wykorzystywaniu danych, wzrost samokształcenia technologii już zmienia moc i zakres działań oraz odpowiedzialności architektów w zakresie projektowania i budowy. Architekt i projektant Christopher Alexander powiedział w 1964 roku: "Musimy stanąć oko w oko z faktem, że jesteśmy na krawędzi czasów, kiedy człowiek może powiększyć swoją zdolność intelektualną i wynalazczą, tak jak w XIX wieku użył maszyn do powiększenia jego fizycznych możliwości.”
W przełożeniu definicji sztucznej inteligencji i paradoksu Moraveca na dziedzinę architektury wygląda to tak, że jeśli jakieś programy w przyszłości miałyby przejąć nasz zawód - to najprawdopodobniej tematy związane z generowaniem rysunków technicznych, dokumentacji budowlanej, obliczeń konstrukcyjnych, analiz urbanistycznych zarówno w skali projektowanego budynku czyli analiz energetycznych, akustycznych itp, pomoc w analizie zapotrzebowania przyszłego klienta, wyszukiwanie błędów projektowych i propozycja zastępczych rozwiązań, pomoc w podejmowaniu decyzji w warunkach braku wszystkich danych, generowanie zoptymalizowanych rozwiązań projektowych.
Dzięki odciążeniu architektów od rzemieślniczej i powtarzalnej części ich pracy, będziemy mogli się bardziej skupić na ludzkiej stronie architektury i rozwiązywaniu problemów za pomocą naszych projektów. Poczucie estetyki, formy, proporcji czy umiejętność wyczucia rozwiązań właściwych dla ludzi, jeszcze długo będzie naszym atutem w walce z automatyzacją. W efekcie nasze projekty będą mogły być bardziej indywidualne oraz dopasowane na miarę czyli przeciętnego „Kowalskiego” będzie stać na indywidualny projekt i nie będzie zmuszony do sięgania po najtańsze projekty z katalogów, które pod względem jakości estetyki pozostawiają wiele do życzenia. Oczywiście musimy zadbać o to, by przeciętna osoba rozumiała na czym będzie polegać nasza nowa rola. Nie możemy dopuścić do tego, by inwestor myślał, że za proces projektowy jest odpowiedzialny program czy jakiś cudowny automat.
Nasz zawód czeka ciekawa przyszłość, mimo że prawdopodobnie otrzymamy nowe narzędzie, które będzie bardzo pomocne w procesie projektowania - to musimy mieć się na baczności, aby nie zatracić tego co w architekturze naturalne i piękne, a czego maszyny w najbliższym czasie nie odbiorą. Tylko my ludzie, sami możemy zatracić nasz piękny umysł.