人工智能用于建筑,小库科技让建筑师不再重复性画图

十多年前,何宛余还是一名实习生,她所在的设计公司接到开发商的项目,整个团队飞去开发商所在的城市,加班整整两个星期,什么都不做,就为了人肉穷举各种强排方案。

在中国的地产业,政府在向开发商转让土地的使用权时,会提出容积率、建筑密度、限高、日照间距等关键的规划指标,开发商在保证这些关键指标的同时,以获取最大利润的角度,来排布建筑的总图,在这个强排过程中,建筑师需要反复计算、布局,并反复调整。

机械、枯燥而背离建筑初衷的工作,让初入职场的何宛余厌烦不已,她发誓不将时间浪费在这样的工作上,凭着这个信念,她加入世界最顶级的建筑事务所——中央电视台新总部设计方大都会建筑事务所,不久她就发现,每个建筑项目在开始阶段,都需要一两周时间进行机械的计算和排布。

2016 年,何宛余和同为建筑师的朋友杨小荻,结识谷歌资深软件工程师李春,当即达成共识:人工智能将改变目前建筑设计领域的现状。同年,三人随即创立小库科技,将人工智能应用于建筑领域的设计阶段。


何宛余介绍,建筑设计的发展有三个阶段。1.0 阶段,由传统的绘图板、尺规、铅笔,改成在电脑上使用 CAD 绘图软件;目前在国外流行的 2.0 阶段,通过 BIM 数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,将项目可视化、精细化;3.0 阶段,可视化编程,实现部分的自动化。


但是,目前国内大部分设计机构都停留在 1.0 阶段,依旧需要一笔一划地绘制方案,就连调换一根线,都需要输入命令、长度、方向,实现了数字化,却没有实现智能化。而在建筑的方案设计阶段,建筑师需要反复调整和验算。

「用人工智能改善建筑行业的生产力,让机器完成反复修改、反复计算需要花费大量时间的重复性工作。」何宛余说,她创立小库科技的初衷,也正是现在的 4.0 阶段,将建筑领域 80%-90% 的产品,比如住宅小区、产业园区的设计智能化,在自动的基础上能够智能的判断推荐、智能的设计创作。因为涉及复杂的人工智能和大数据技术,在小库之前还没有企业涉足这个领域。

「我们对设计院等机构提供的图纸、从渠道获取的海量数据进行机器学习,并在积累近十年的建筑和城市设计算法系列的基础上,结合建筑师的人工标注和需求输入,可以实时生成大量合乎建筑规范的方案模型,通过人工智能评估和判断哪些是更优建筑方案,最后推荐至少十个优质方案给建筑师。」何宛余解释。

2017 年 6 月,小库科技推出包含智能设计、建筑算法和大数据分析的 SaaS 平台「人工智能建筑师小库」,而从硕士时期开始,在荷兰贝尔拉格学院攻读建筑与城市设计专业(设计与计算机算法方向)的何宛余就和同样专业方向的杨小荻一起研究将新技术、新方法引入建筑设计领域,成功开发小库单机版,赢得深圳某产业园项目全球公开招标,并迭代小库单机版系列算法近 10 年。


如今,建筑师使用SaaS 平台,不需要排布建筑布局、计算建筑量、绘制方案,只需输入需求以及基地条件、容积率等参数,系统就能据此生成上万套方案,通过强化学习后的智能筛选功能,向建筑师推荐 10 套不同的设计。而原本花费一两周的设计工作,数秒之内就能完成,省去绘图过程后,建筑师只需要进行判断和选择。



系统还会对生成的建筑方案进行评估,除了标准的计算部分,建筑师对方案的「点赞」也包含在内,建筑师试用得越多,点赞越频繁,小库提供给他们的方案也就越符合个人审美。为了使系统生成的建筑方案更有创意,并满足建筑师的个性化需求,小库科技推出罗塞塔计划,通过深度学习分析、理解知名建筑师的设计方案和设计风格,由此得到包含该建筑师的设计逻辑、审美判断的智能设计算法,生成特有的模型,丰富小库模型的同时,使小库具备创造力与想象力。

除此之外,罗塞塔计划还能为设计机构量身定制带有完整版权的算法模型,让其设计思想从目前只能在单一项目上呈现,且每次面对新项目都要重头再来的重复工作,跨越到普遍适用多个项目,以最大化设计师的设计价值。



「现在我们给企业提供定制化算法,使设计变得智能,未来我们希望开放 API 以及部分底层代码,让所有设计师都能在平台上开发自己的设计算法,将设计交易变成算法交易。」何宛余说。

同时,何宛余指出,在建筑设计领域,不仅设计方式比较传统,需要一笔一划地绘制,数据化、信息化的程度也较低,建筑师的设计往往是依靠经验或者灵感,脑海中的设计逻辑过程相当于一个黑箱。

「我们希望把原来建筑师脑袋里的设计逻辑,也就是黑箱的部分,变成白箱化的算法。」在将设计过程进行数据化、算法化之后,不再需要揣测黑箱里的内容。何宛余认为,与大数据结合的小库也将改变建筑行业基于经验设计的逻辑。

何宛余拿机场设计举例,设计机场时,如果布局只是依靠经验,没有经过数据分析和演算,最终可能会导致人流量和动线分布不合理。依托小库将近百万且在不断增长的数据量,可以分析机场在何时产生多少流量,设计也会更科学。

数据显示,中国有将近百万家统计在册的各类型建筑相关设计公司和房地产设计部门,2015 年,中国建筑设计费交易总额约为 8000 亿元,小库目前主要关注的拿地方案、概念设计阶段市场规模约为 2560 亿元。

潜在的市场空间,让何宛余对小库充满自信,目前,小库科技会聚焦国内市场,在国内版本的基础上面向国外需求进行优化,而在未来,小库将从智能设计助手,逐步发展为智能决策顾问、智能建筑专家,并最终成为智能一站式建筑平台。

何宛余表示,正在内测阶段的小库,已有多家设计机构试用客户,而正在天使轮后期的小库科技,估值大概 6000 万人民币。

入门人工智能应用产业创业公司小库科技