Autorka: Małgorzata Kądziela
W 2023 roku badacze oraz studenci Wydziału Humanistycznego Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, Wydziału Architektury Politechniki Śląskiej, a także członkowie SARP oraz śląskiego oddziału TUP brali udział w projektach naukowo-dydaktycznych z udziałem naukowców reprezentujących zagraniczne uczelnie. Jednym z nich był Andrew Witt z Harvard Graduate School of Design. Realizacja wspomnianych programów współpracy możliwa była dzięki finansowemu wsparciu Metropolii Górnośląsko-Zagłębiowskiej. Instytucja od lat, w szerokim zakresie, aktywizuje działania badawczo-dydaktyczne, których celem jest rozwój nauki w regionie Metropolii, podniesienie jej konkurencyjności, umiędzynarodowienie, a także dostosowanie dydaktyki akademickiej do zmieniających się warunków społecznych.
W projekcie z udziałem Andrew Witta badacze i studenci mieli okazję poszerzyć kompetencje w zakresie technologii cyfrowych. Omawiano możliwości wykorzystania nowych technologii w opracowywaniu rozwiązań projektowych w architekturze i urbanistyce, szczególnie w zakresie problemów, dla których rozwiązania wymagają zastosowania dużych zbiorów danych. Realizowany z Wittem projekt Analiza procesu kształcenia oraz badań naukowych w kontekście potrzeb rynku pracy i partnerów biznesowych, merytorycznie skoncentrowany był wokół dwóch zagadnień: poszerzaniu możliwości projektantów dzięki wprowadzaniu technologii widzenia maszynowego oraz sztucznej inteligencji do procesu projektowania (zarówno w skali architektonicznej jak i urbanistycznej) oraz „uatrakcyjnianiu” metod kształcenia projektantów poprzez popularyzację narzędzi wykorzystywanych w grach komputerowych.
Matematyk i projektant
Andrew Witt jest profesorem nadzwyczajnym w Harvard Graduate School of Design. Jest zarazem matematykiem i projektantem eksperymentującym z nowymi, technologicznymi narzędziami w produkcji form architektonicznych. W tej perspektywie prowadzi również badania nad geometrią form oraz zbiorami danych. Oba zagadnienia Witt łączy z percepcją. Bada możliwości oraz konsekwencje zmian, jakie w percepcji projektantów wywołują technologie widzenia maszynowego oraz sztuczne inteligencje. Zdaniem badacza wymuszają one na projektantach odwrócenie porządku projektowania już na etapie konceptualizowania idei projektu. Z puntu wprowadzania realizacji założeń zrównoważonego rozwoju oraz gospodarki obiegu zamkniętego jest to zmiana pożądana. Nowe technologie zmieniają także, twierdzi Witt, sposoby analizy już istniejącej architektury i miast. Widzenie maszynowe oraz sztuczna inteligencja umożliwiają algorytmiczną organizację nieustrukturyzowanych danych wizualnych, dzięki czemu stają się one znacznie bardziej funkcjonalne. Określając ilościowo ich cechy, sztuczna inteligencja otwiera nowe okna nie tylko na to, co jest projektowane, ale także na to jak się projektuje. Rodzi jednocześnie pytania o naturę wiedzy architektonicznej. Dzięki bardziej obiektywnej technice angażowania danych wizualnych, które wcześniej można było zrozumieć jedynie jakościowo, projektant na nowo bada, czym jest projektowanie i jaka mogłaby być dyscyplina architektury.
Podczas wizyty w Katowicach oraz Gliwicach Witt ukazywał korzyści jakie dla metodologii projektowania stwarza „szyty na miarę” software.
Grywalna architektura
Wśród uczestników projektu szczególne zainteresowanie wzbudził pokaz możliwości, jakie projektantom (a w edukacji studentom) stwarzają silniki gier komputerowych. Dzięki nim, sugeruje Witt, dzieło architektury może się stać grywalne. Symulowanie w ich środowisku form architektonicznych i urbanistycznych umożliwia – szczególnie osobom początkującym – przystępny kontakt ze światem projektowania. Zmianę, jaką wprowadzają silniki gier do procesu projektowania Witt porównuje do zmiany, jaka nastąpiła wraz z przejściem od rysowania ręcznego do projektowania wspomaganego komputerowo. Anatomia gier komputerowych, zdaniem Witta, pozwala lepiej rozumieć architekturę na poziomie technicznym. Projektant wskazał na pięć rodzajów subsilników szczególnie użytecznych projektantom. Należą do nich silniki percepcyjne, silniki fizyki, silniki formalne, wyboru oraz społeczne. Kolejność, w jakiej zostały one wymienione, odzwierciedla rosnący poziom abstrakcji i implikacji etycznych, jakie ze sobą niosą. Za ich pośrednictwem studenci wprowadzani są w obszar podstawowych możliwości twórczych technologii oraz ich konsekwencji dla przyszłości projektowania.
Gra komputerowa łączy technologię z projektowaniem fikcji i budowaniem świata, ale także z przewidywaniem i modelowaniem scenariuszy. Dlatego stanowi unikalne narzędzie do symulowania możliwych przyszłości. Silniki gier oferują medium do reprezentacji architektury, umożliwiające nie tylko projekcje ortograficzne, modeli 3D i wideo, ale także narrację projektu, którą można rozwijać w czasie. Są zatem ważnym narzędziem, umożliwiającym nie tylko wyobrażenie sobie architektury, ale także wyobrażenie sobie żywych światów i społeczeństw, które architekt i urbanista – potencjalnie – mogą kształtować.
Inteligentne i zrównoważone miasto oraz gospodarka
W związku z implementacją na obszarze Metropolii GZM koncepcji inteligentnego miasta oraz zasad zrównoważonego rozwoju, uczestnicy projektu eksplorowali możliwości, jakie nowe technologie stwarzają w zakresie wykorzystania zdigitalizowanych danych do usprawniania i zwiększania efektywności projektowania, na przykład, w zakresie ponownego wykorzystania materiałów odpadowych. Witt zaprezentował przykłady zastosowania uczenia maszynowego do opracowania klasyfikacji skrawków i odpadów różnych rodzajów materiałów. Na przykładzie realizowanego przez własne biuro projektu Mine the Scrap (pol. „wydobywam złom”) zademonstrował zastosowanie software’u do projektowania nowych konstrukcji ze starych odpadów budowlanych. Przedstawił czterdziestowymiarową metrykę uczenia maszynowego i rozpoznawania wzorców, umożliwiającą klasyfikowanie elementów nieregularnych i łączenia ich w podobne grupy. Metryka „wykorzystała” techniki porównywania kształtów oraz nowe, dostosowane do indywidualnych potrzeb procesy, opracowane na podstawie spektralnych wykresów, wyszukiwarkę nieregularnych kawałków złomu, skanowanie i klasyfikację. Dzięki narzędziom cyfrowym, zdaniem Witta, odwraca się typowy proces projektowania. Zamiast o wyborze materiału myśleć na końcu procesu, można zacząć od dostępnego surowca i odniesieniu do tego, jakie daje nam możliwości, projektować. Istotną zaletą jest również możliwość ich (narzędzi) dostosowania do odmiennych kontekstów. We współpracy z austriacką firmą Rieder zajmującą się betonem zbrojonym włóknami, współprowadzone przez Witta biuro projektowe Certain Measure zastosowało wspomniane technologie do projektowania skomplikowanych zespołów ścian z paneli odpadowych powstałych w procesie ich produkcji. Z punktu widzenia gospodarki obiegu zamkniętego szczególną zaletą omawianych technologii jest zatem to, że umożliwiają realizację nie tylko pojedynczych elementów architektury, ale całe ich systemy.
Uczestnicy projektu zapoznali się również z możliwościami zastosowania wizji maszynowej do badania organizacji i struktur miast. Witt przedstawił przykład zastosowania algorytmu Mine the Scrap do budowania konturów i struktur miast w celu ich morfologicznej kategoryzacji. Zamiarem, z jakim realizowano wspomniane działanie, było przekształcenie relacji budynków w danym mieście z geograficznych na geometryczne. Umożliwiło to wyszukanie formalnych powinowactw w otrzymanym korpusie architektury. Skanując i geometrycznie organizując obiekty danego miasta, zdaniem Witta, zaczynamy rozumieć, czym jest zabudowana przestrzeń architektury w mieście. Przeanalizowanie i sklasyfikowanie form architektonicznych na podstawie pozyskanych obrazów można wykorzystać w aktualnych procesach generowania nowych warunków miejskich.
Realizacja projektu z udziałem Andrew Witta stanowiła ważne i cenne doświadczenie dla jego uczestników. Uświadomiła skalę możliwości oraz skutków cyfryzacji w obszarze projektowania. Projekt ukazał także możliwości łączenia w praktyce technologii generatywnych z humanistyką cyfrową i metodami analizy kulturowej, wykreślając możliwe obszary współpracy architektów, urbanistów oraz humanistów.
Projekt „Analiza procesu kształcenia oraz badań naukowych w kontekście potrzeb rynku pracy i partnerów biznesowych. Projekt realizowany we współpracy z prof. Andrew Wittem z Harvard University” został sfinansowany przez Górnośląsko-Zagłębiowską Metropolię w ramach programu „Metropolitalny Fundusz Wspierania Nauki” w latach 2022–2024.