Технологии четвертой промышленной революции. Новый этап в развитии архитектурного проектирования и образования

Происходящие изменения тесно связаны с концепцией четвертой промышленной революции, также известной как Industry 4.0. Это собирательный термин, описывающий быстрое технологическое развитие в XXI веке, следующий этап в цифровизации производственного сектора, который характеризуется слиянием физических, цифровых и биологических аспектов. Так как технологии каждой последующей революции базируются на достижениях предыдущей, внедрение части из них проходит для большинства незаметно и становится очевидным только при достижении социально-экономического эффекта.

Важно также отметить, что внедрение технологических достижений не идет везде равномерно. Согласно данным Всемирного банка, глобальный уровень доступа к электричеству в 2021 году составил 91%, то есть около 675 миллионов человек по-прежнему живут без электричества в ожидании второй промышленной революции (TheWorldBank). Примерно 37% населения земного шара (3 миллиарда человек) в 2021 не имели доступа к сети интернет (третья промышленная революция). Для России уровень электрификации и обеспеченности интернетом, согласно тем же источникам, составляет 100% и 90%, соответственно.

Фундаментальной основой происходящих процессов являются подрывные технологии (disruptivetechnologies) – инновации, серьезно меняющие существующие подходы к производству, исследованиям, потреблению и ведению бизнеса. Эти инновации могут создавать новые рынки, менять систему ценностей и поведение потребителей, вытесняя существующих признанных лидеров. Скорость применения таких технологий и рост производительности труда сопровождаются социально-

экономическими изменениями, включая возникновение новых профессий, таких как тренеры искусственного интеллекта (AI Trainers), аналитики данных и ученые по данным (DataAnalystsandDataScientists), специалисты по кибербезопасности и эксперты по устойчивому развитию. Одновременно, некоторые профессии становятся устаревшими и постепенно исчезают. Хотя эксперты и СМИ предлагают различные списки угасающих профессий, где не упоминаются архитекторы и урбанисты, текущие тенденции подразумевают, что они претерпят значительные изменения.

Самыми значимыми технологиями, влияющими на архитектуру и градостроительство, являются искусственный интеллект (AI) и машинное обучение, аддитивные технологии и многомерная печать, интернет вещей (IoT), интернет поведения (InternetofBehaviors, IoB), цифровые двойники (DigitalTwins), автономные транспортные средства, платформенная экономика, виртуальная (VR) и дополненная (AR) реальность, новая мобильность.

Города не могут стремительно меняться и адаптироваться вслед за технологиями, поэтому очевидно, что уже сейчас необходимо задуматься о том, какие должны быть подходы к их функциональному зонированию и принципам проектирования общественных пространств, улиц, жилых комплексов и общественно-деловых центров, рекреационных зон, что из себя представляет промышленность индустрии 4.0. Очевидно, что будет меняться и процесс проектирования, так же, как это уже было в прошлом.

Автоматизация и компьютеризация в процессе архитектурно-градостроительного проектирования активно началась в России с 2000-х годов, хотя широко используемые до введения санкций программные продукты появились намного раньше – еще в 80-90-х годах. А идея BIM относится к 1970-м годам.

Внедрение компьютеров на первом этапе привело к замещению рутинного ручного труда. В дальнейшем развитие технологий позволило автоматизировать более сложные процессы. Внедрение инструментов искусственного интеллекта (ИИ) позволит еще больше автоматизировать процесс, заместив рутинный интеллектуальный труд (Шваб К. Технологии четвертой промышленной революции. М.: Бомбора, 2022. С. 37).

Уже сейчас разрабатываются и внедряются технологии для автоматизированного сбора и анализа исходных данных. Появляются продукты, позволяющие разрабатывать архитектурно-градостроительные концепции с учетом квартирографии, различных норм и правил, иных факторов среды, экономически обосновывая проектные решения. Также активно ведется работа по автоматизации процесса рабочего проектирования.  Визуализация проектов также подвержена автоматизации с применением ИИ. Где изображения генерируются на основании исходных сведений об объекте и задания в виде текстового запроса или рефренных изображений с применением генератора случайных чисел на основании «обученной» модели, это делает результат намного менее непредсказуемым. Все это, безусловно, приведет к сокращению числа архитекторов, но этот процесс не будет стремительным, так как список требований к информационным моделям постоянно расширяется, и сами проекты становятся более комплексными и сложными. Но у всего есть предел.

Чем больше в процесс проектирования приходит автоматизация, тем больше возникает вопросов об авторстве, ведь даже применение одного и того же алгоритма в сочетании с генератором случайных чисел дает разный результат, при этом многие алгоритмы не являются уникальными и не являются интеллектуальной собственностью архитектора, их применяющего.

На основании сказанного можно сделать вывод, что уже совсем скоро проектирование жилых комплексов комфорт-класса можно будет почти полностью автоматизировать, оставив человеку формирование запроса на концепцию и аудит результата. Чем большими уникальными характеристиками обладает объект или контекст, в котором он должен располагаться, тем меньшей автоматизации подвержен процесс проектирования.

Естественно, что инновации влияют на людей и образование. Простейшим примером увеличения зависимости от технологий является калькулятор в мобильном устройстве, поскольку процент тех, кто не способен считать в уме двузначные числа, стремительно растет.

В архитектурном образовании зависимость проявляется в нескольких аспектах. Еще в начале нулевых поиск референсов происходил в библиотеке, студенты запоминали и перерисовывали примеры из книг и журналов. Далее развитие сети Интернет и информации в нем позволило расширить поисковые возможности, а появление смартфонов и сервиса Pinterest, использующего ИИ для анализа больших объемов данных и персонализации результатов, многократно упростили процесс поиска, и смартфон, который всегда под рукой, сделал ненужным запоминание образа понравившегося решения. Последние достижения науки в виде генеративных ИИ делают ненужной уже часть работы архитектора в виде переосмысления референсов и некоторых элементов первых этапов работы над проектом. В целом работа с ИИ начинает делать из архитектора заказчика, формирующего запрос.

ИИ способен выполнять задания по целому ряду общих предметов, писать доклады, выполнять упражнения по иностранному языку и информатике. С тех пор как в 2023 году студент РГТУ написал ВКР с применением ИИ, прогресс ушел вперед, качество результата значительно выросло. Таким образом, если ИИ будут доступны специализированные ресурсы, а человек будет в состоянии сформулировать цели, задачи и общие выводы, можно ожидать высоких результатов. Уже сейчас в сети интернет можно встретить околонаучные статьи по архитектуре, авторство которых можно косвенно приписать искусственному интеллекту, использующему существующие данные и исследования для создания новых текстов.

Также значительный вклад в изменение уровня выпускников вузов внесло тотальное применение комплексных программ для автоматизированного проектирования. Невозможность решения с их применением ряда сложных задач, нехватка времени или навыков приводят к формированию сознательного барьера при разработке сложных и уникальных концепций.

Таким образом, к негативным последствиям индустрии 4.0 в архитектуре можно отнести чрезмерную зависимость от технологий. Сокращение творческой составляющей профессии и расширение технической. Тотальное применение ИИ также приведет к потере таких важных характеристик объектов, как уникальность и инновационность.

Однако, вместе с тем появляется возможность реализации более сложных проектов, проработки большего количества вариантов и сокращения временных затрат на проектирование. Появляются новые возможности по качественному изменению архитектурных студий.

Бесспорно, и образовательная сфера должна приспособиться, отвечая на новые вызовы и риски, чтобы обеспечить подготовку специалистов, которые будут востребованы на рынке.