設想一下,生活在一個涼爽、綠意盎然的城市裡,到處都是公園,人行道、自行車道和公車穿梭其中,這些公車能夠迅速地將人們送到商店、學校和服務中心,只要幾分鐘
這個輕快的夢想是城市規劃的縮影,體現在15分鐘城市的理念中,在這裡,所有基本需求和服務都在15分鐘內,改善公共健康,降低車輛排放。
現在,人工智慧可以幫助城市規劃者更快地實現這一願景,清華大學研究人員的一項新研究展示了機器學習如何在短時間內產生比人類設計更有效的空間佈局。
清華大學的科學家們希望找到新的解決方案來改善我們的城市,這些城市正在迅速變得擁擠和混凝土化。
他們研發了一套人工智慧系統,用於解決城市規劃中最繁瑣的運算任務。研究發現,該系統所產生的城市規劃在三個指標上相較於人類設計高出約50%:服務和綠地的可及性,以及交通水平
從小的開始,研究團隊讓他們的模型設計只有幾平方公里大小的城市區域(大約3×3個街區)。
經過兩天的訓練,並使用幾個神經網絡,人工智慧系統搜尋理想的道路佈局和土地使用,以適應15分鐘城市、當地規劃政策和需求的概念。
雖然,研究人員的人工智慧模型有一些功能可以擴展到規劃更大的城市地區,但設計整個城市將會更加複雜。研究人員估計,起草一個由4×4個街區組成的社區所需的規劃決策將是3×3個街區的兩倍。
但即使是規劃過程中的幾個步驟自動化,也可以節省大量時間:人工智慧模型在幾秒鐘內計算出某些任務,而人類規劃者需要50到100分鐘才能完成這些任務。
研究人員指出,自動化最耗時的城市規劃任務可以讓規劃者將注意力集中在更具挑戰性或以人為中心的任務上,例如公眾參與和美學
與人工智慧取代人類不同,研究團隊設想他們的人工智慧系統可以作為城市規劃者的“助手”,它們可以產生由演算法優化的概念設計,並由人類專家根據社區反饋進行審查、調整和評估。 重寫後的內容:與人工智慧取代人類不同,研究團隊設想他們的人工智慧系統可以充當城市規劃師的“助手”,它們能夠生成經由演算法優化的概念設計,並由人類專家根據社區反饋進行審查、調整和評估
麻省理工學院(MIT)的研究科學家保羅·桑蒂(Paolo Santi)在對這項研究的評論中指出,好的設計是成功的關鍵
他寫道,城市規劃「不僅僅是為建築、公園和功能分配空間,而是設計一個城市社區生活、工作、互動,並希望長期繁榮的地方。」
研究團隊對他們的人工智慧工作流程與人工設計進行了比較,並發現協作過程分別可以提高基本服務和公園的使用率12%和5%
研究人員也調查了100位城市設計師,他們不知道讓他們選擇的方案是由人類規劃者還是人工智慧產生的。結果,人工智慧的一些空間設計贏得了多得多的選票,但對於其他計劃,調查參與者並沒有表現出明顯的偏好。
當然,真正的考驗在於根據這些計劃建立社區時,衡量標準是減少噪音、熱量和污染,並改善公共衛生,同時實現更好的城市規劃承諾
這個研究的發表刊登在《自然計算科學》雜誌上
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