建筑智能
——走向后人文主義時代的建筑數字未來

袁烽

1 設計科學：數字技術驅動建筑學革新

隨著建筑數字化技術的涌現，設計科學正在重塑建筑學在后人文主義時代的內涵。隨著人與自然的二元關系被賽博格（Cyborg）數字信息的挑戰，三元世界的形成不斷引領我們洞察建筑學的發展與未來。隨著數字科學工具對人類能力的不斷延展與增強，關于物質智能（Material Intelligence）與非物質智能（[Im] material Intelligence）與建筑學本體的關系也在被廣泛討論。對數字化技術本身的認知，經歷了從畫圖工具，研究中介到思維方法的不斷提升，重新思辨建筑學復雜多維的主客體關系。在實質上通過人工智能算法以及機器人等技術為代表的智能工具，經歷了從“參數化設計”到“計算性設計”、從 “數字化建造”到“機器人建造”的不斷發展，逐漸融入到設計思維范式轉型與學科新發展中去。其中，雖然科學與設計思維處于高速發展進程當中，但對于二者關系的思辨卻始終缺位。建筑設計到底是否具有科學屬性？建筑師與數字化工具的關系又該走向何方？當下，重新思考、構想與激辯建筑學的未來正當其時，建筑智能（Architectural Intelligence）引領下的學科革新既是時代科技進步的脈搏，更是建筑學服務于新人文主義時代的必然。

2 人機協作：建筑智能增強設計與建造

2019 年，我邀請當代著名哲學家本杰明·布拉頓（Benjamin H. Bratton）到同濟大學演講，他提出重構這個星球的基礎設施，將由軟件與硬件混合構型的連貫運作整體來重新“堆棧”未來。2018 年和2020 年我兩次邀請法國哲學家伯納德·斯蒂格勒（Bernard Stiegler）演講，他認為人類缺乏足以維持自身生存的本能，必須借助外在于自身的技術而生存，人類的進化就是逐步地把自身機體功能外在化于技術物體之中的進化。以上兩種哲學觀點，均可以被視為一種后人文主義時代的重構哲學，關注“物”對于數據的承載，以及“物”的智性，描繪了一幅被機器智能增強的人機協作的未來圖景。

2022 年6 月，我們的團隊發布了首本Architectural Intelligence英文期刊（圖1），其中“建筑智能”這一概念被解讀為“以設計科學思維為引領，專注于貫穿建筑全生命周期的人工智能及新興技術研究”。建筑學不再囿于一元的物質行為，而是轉向人機混合的“賽博格”。如此，通過具有自主性的人工智能算法與人類思維的全新協作，以及建筑機器人作為數字建造的新智能體，融入建筑設計、生產、體驗的全流程，必將重新定義人機協作的主體性關系，使得建筑從業者能以一種全新的協作方式介入到物質與虛擬空間耦合的設計與建造流程中，實現超越效率的建構性行為，建立建筑空間生產與全新產業格局。

1 Architectural Intelligence期刊封面

3 機器建造：建筑機器人共性技術研發

機器人建構不僅僅是機器智能本身更是對建筑師能力的體外化延展，需要建立以“工具插件、工具庫、 流程”的數字化工具研發、協作及創新，通過共性技術的研發及多個技術平臺的協作，直接介入虛擬與現實的建造工作。

團隊研發了自主知識產權的 FURobot 建造機器人控制軟件（圖2），用于離線編程的機械臂編程軟件，同時包含了工藝包和機械臂的實時通訊功能等，通過將建筑幾何轉化成建造過程中的機器人的路徑，進行實時反饋控制，比工業軟件的效率提高近70%。此外，5G 技術可以用來實現機器人機器的互聯，通過定位技術，讓機器人的看得見，定得準，在可行性與靈活性上賦予人類以“超人化”屬性。我們在第一時間將其免費開放給全球的青年學者和建筑師們。目前該軟件在 GitHub 公開發布并成為全球四大建筑機器人控制軟件之一。

2 FURobot

團隊還建立了多材料建造機器人創新工藝及其示范（圖3、4）。面向建筑機器人的智能建造的“工藝”優化，實現設計意圖對建造中材料、 工具和工藝的同步回應。將設計中的幾何信息轉變為機器人可識別的建造信息，延展到多種機器人工藝的場景搭建。隨著機器人木構、 機器人磚構、 機器人陶土打印、 機器人金屬彎折、 機器人切石等多工藝的開拓，帶來了機器建造的全面發展與提升。例如我們研發了高效、高精度的建造機器人磚構工藝與生產系統，發明了基于全息感知磚構機器人裝備與機器人自動送磚設備，實現機器人砌筑時送磚、抓取、抹砂漿、定位等流程的自動化等等。2021 年，該技術成果已應用于奉賢南橋沈家花園 2 號院與南京麗笙酒店等示范性項目之中。

3 桁架機器人

4 竹里

此外，我們針對新改性塑料3D 打印、 機器人碳纖維編織等工藝開展創新研發。發明了大尺度建筑構件機器人打印平臺、空間網格式三維打印技術與工藝等，突破了超大尺度建筑構件的快速三維打印成形生產瓶頸，技術全球領先。2020 年江蘇南京華僑城歡樂谷入口大門的建造實驗（圖5），基于結構性能化設計與改性塑料機器人改性塑料層級 3D 打印預制裝配化工藝， 將工廠預制化生產與現場裝配結合，探索了人機協作與數字孿生智能化生產模式。

5 南京歡樂谷大門

4 建筑智能：思辨數字建筑學的新范式

機器建構重塑了我們對建筑產業化發展模式的認知， 以人機協作為核心的一體化建造方式實現了面向性能與材料的精確制造。面對當下技術文化與科學的變革，建筑師需要突破傳統思維，從設計建筑延伸到設計數字工具，從而引導建筑產業的健康發展。建筑智能倡導以更深遠和全面的視角，審視人、自然以及數字信息社會之間的三元世界。通過智能化背景下思辨數字建筑學的新發展范式，不斷實踐建筑產業化發展模式，走向“建筑智能”新時代。□