Neue Schlagzeile: Künstliche Intelligenz kann urbane Designs schaffen, die über die menschlichen Fähigkeiten hinausgehen, wie eine Studie zeigt

Stellen Sie sich vor, Sie leben in einer kühlen, grünen Stadt voller Parks, die von Gehwegen, Radwegen und Bussen bedient wird, die die Menschen mit nur wenigen Klicks und wenigen Minuten schnell zu Geschäften, Schulen und Servicezentren bringen

Dieser luftige Traum ist der Inbegriff der Stadtplanung, verkörpert im Konzept der 15-Minuten-Städte, in denen alle Grundbedürfnisse und Dienstleistungen innerhalb von 15 Minuten erreichbar sind, was die öffentliche Gesundheit verbessert und Fahrzeugemissionen reduziert.

Jetzt kann künstliche Intelligenz Stadtplanern dabei helfen, diese Vision schneller zu verwirklichen. Eine neue Studie von Forschern der Tsinghua-Universität zeigt, wie maschinelles Lernen in kurzer Zeit effizientere räumliche Layouts erstellen kann, als Menschen entwerfen können.

Wissenschaftler der Tsinghua-Universität wollen neue Lösungen finden, um unsere Städte zu verbessern, die immer dichter und betonierter werden.

Sie haben ein künstliches Intelligenzsystem entwickelt, um die mühsamsten Rechenaufgaben in der Stadtplanung zu lösen. Die Studie ergab, dass die vom System erstellten Stadtpläne hinsichtlich dreier Indikatoren etwa 50 % besser waren als menschliche Entwürfe: Zugänglichkeit von Dienstleistungen und Grünflächen sowie Verkehrsaufkommen

Das Forschungsteam fing klein an und forderte sein Modell auf, städtische Gebiete mit einer Größe von nur wenigen Quadratkilometern (ungefähr 3×3 Blöcke) zu entwerfen.

Nach zwei Tagen Training und der Verwendung mehrerer neuronaler Netze sucht das KI-System nach idealen Straßenführungen und Landnutzungen, die dem 15-Minuten-Konzept von Städten, lokalen Planungsrichtlinien und Bedürfnissen entsprechen.

Obwohl das KI-Modell der Forscher über einige Fähigkeiten verfügt, die auf die Planung größerer städtischer Gebiete ausgeweitet werden können, wird der Entwurf ganzer Städte komplexer sein. Forscher schätzen, dass der Entwurf eines Stadtviertels mit 4×4 Blöcken doppelt so viele Planungsentscheidungen erfordern würde wie der Entwurf eines 3×3 Blocks.

Aber schon die Automatisierung einiger Schritte im Planungsprozess kann viel Zeit sparen: KI-Modelle berechnen bestimmte Aufgaben in Sekundenschnelle, für deren Erledigung ein menschlicher Planer 50 bis 100 Minuten benötigen würde.

Forscher stellen fest, dass die Automatisierung der zeitaufwändigsten Stadtplanungsaufgaben es den Planern ermöglichen könnte, sich auf anspruchsvollere oder menschenzentrierte Aufgaben wie öffentliches Engagement und Ästhetik zu konzentrieren

Anstatt dass KI den Menschen ersetzt, stellt sich das Forschungsteam vor, dass seine KI-Systeme als „Assistenten“ für Stadtplaner fungieren, wo sie konzeptionelle Entwürfe erstellen können, die durch Algorithmen optimiert und von menschlichen Experten auf der Grundlage des Community-Feedbacks überprüft, angepasst und bewertet werden. Wie es ist: Anstatt den Menschen durch KI zu ersetzen, stellt sich das Team vor, dass seine KI-Systeme als „Assistenten“ für Stadtplaner fungieren und algorithmisch optimierte Konzeptentwürfe erstellen, die von menschlichen Experten auf der Grundlage des Community-Feedbacks überprüft, angepasst und bewertet werden

Paolo Santi, ein Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT), stellte in einem Kommentar zur Studie fest, dass gutes Design der Schlüssel zum Erfolg ist

Bei der Stadtplanung geht es, schreibt er, „nicht nur um die Zuweisung von Raum für Gebäude, Parks und Funktionen, sondern um die Gestaltung eines Ortes, an dem städtische Gemeinschaften leben, arbeiten, interagieren und hoffentlich langfristig gedeihen.“

Das Forschungsteam verglich seinen KI-Workflow mit menschlichem Design und stellte fest, dass der kollaborative Prozess die Nutzung wesentlicher Dienste und Parks um 12 % bzw. 5 % steigerte

Die Forscher befragten außerdem 100 Stadtplaner, die nicht wussten, ob die Pläne, die sie auswählen sollten, von menschlichen Planern oder künstlicher Intelligenz erstellt wurden. Dadurch erhielten einige räumliche Entwürfe für KI deutlich mehr Stimmen, für andere Pläne zeigten die Umfrageteilnehmer jedoch keine klare Präferenz.

Natürlich wird der eigentliche Test beim Aufbau von Gemeinden im Rahmen dieser Pläne sein, gemessen an der Reduzierung von Lärm, Hitze und Umweltverschmutzung und der Verbesserung der öffentlichen Gesundheit, während gleichzeitig das Versprechen einer besseren Stadtplanung eingehalten wird

Diese Forschung wurde in der Zeitschrift Nature Computational Science veröffentlicht

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