建築においてAIは設計と建設の未来をいかに形作るか
- 建築におけるAIは、効率性、革新性、持続可能性を推進することにより業界を変革している。その進歩の例としては、ジェネレーティブ デザイン ツール、BIMのリアルタイム更新、プロジェクトを最適化し、プロジェクト管理、コラボレーション、持続可能性を強化する合理化されたワークフローなどが挙げられる。
- 建築設計におけるAIは、プロジェクトの構想と設計、実行を一変させる。ジェネレーティブ デザイン ツールでレイアウト、構造、素材を最適化することでAIはBIMやプロジェクト管理、ビジュアライゼーションを強化してコラボレーションと意思決定を向上させており、それが建築におけるAIの応用を示す機会となっている。
- 建築と建設におけるAIは設計の効率性や創造性、精度を高める。ジェネレーティブ デザイン ツールは持続可能性と品質を向上させ、VR/ARツールはクライアントの視覚化と意思決定を支援して、自動化とエラー削減を通じて優れたプロジェクトデリバリーを実現する。
AIは建築を再定義して、その効率性と革新性、持続可能性を推進している。建築家はAIを活用したジェネレーティブ デザインによって、わずかな時間で無数のデザイン案を検討し、プロジェクトのあらゆる側面を最適化して創造性の限界を広げることができる。AIが自動作図やBIM (ビルディングインフォメーションモデリング) のリアルタイム更新、エネルギー消費分析などでワークフローを合理化することにより、建築家は先見性を持ったデザインの創造に集中できる。
AIによりプロジェクト管理も進化しており、インテリジェントなスケジューリングとリソース配分、リスク予測によって、タイムリーで予算に見合った竣工を実現。強化された連携とシームレスなデータ統合により建築家とエンジニア、施工会社、クライアントの間のコミュニケーションが向上して、プロジェクトをよりスムーズに遂行できる。
AIがエネルギー効率に関する知見と環境に優しい材料を推奨することで持続可能性を促進できる。没入型VR/ARのビジュアライゼーションが、クライアントへ比類ない未来空間の体験を提供し、また予測的なデータ知見が、情報に基づく意思決定とパーソナライズされたソリューションを推進する。こうした技術革命の進行により建築設計の未来は進化を続け、イノベーションを取り込んでいくだろう。
建築家はAIをどう活用しているか
AIはプロジェクトの構想、設計、実行を強化することで建築に変革をもたらすが、その有効性は依然として建築家の専門知識にかかっている。AIベースのジェネレーティブ デザイン ツールは素早く可能性を検討してレイアウトを最適化するが、その真の可能性は、建築家が適切な質問を投げかけ、適切なシナリオを提示することで発揮される。建築家は、設計が効率的かつ持続可能であり、プロジェクトのビジョンに沿ったものとなるよう、AIをガイドする。建築家とAIの連携は、創造性を加速させ、プロジェクト開発を効率化する。オートデスクの2024年度版『デザインと創造の業界動向調査』で述べられているように、AEC企業の76% (PDF P. 32) が今後3年間にAIと新興技術への投資を増加させる計画で、うち32%がその増加を「精力的」に行うとしている。
プロジェクトが進むと、その管理と実行にAIが重要な役割を果たす。AI機能で強化されたBIMはリアルタイム更新と予知保全を提供し、綿密な計画と監視を保証する。AIはスケジューリング、リソース配分、リスク管理を支援し、プロジェクトを予定・予算通りに進める。昨今のAIの進歩は、さまざまなソースからのデータを統合することで連携を向上させ、ステークホルダーとのより良好なコミュニケーションを促進する。
AIを駆使したVRやAR技術が没入感のあるビジュアライゼーションを提供し、クライアントは着工前にデザインを体験して、そのフィードバックを提供できるようになる。こうしたメリットを受け、2024年度版『デザインと創造の業界動向調査』の回答者は、自社におけるAIの主な使用例として (PDF P.36)、44%が生産性の向上、39%がありふれた反復作業の自動化、36%が情報に基づく設計オプションの作成を挙げている。これらはコンセプトから完成までの革新と効率化の推進という、現代建築におけるAIの極めて重要な役割を浮き彫りにするものだ。
AIが設計プロセスに与える影響
建築家はAIベースのジェネレーティブ デザイン ツールを使うことで、特定のパラメーターの設定、レイアウトの最適化、革新性と実用性を考慮した材料を選択することにより、数々の設計案を迅速に生成できる。これらのツールは、環境データを活用して持続可能な材料や最適な建築方位を推奨し、エネルギー効率とプロジェクトの持続可能性も高める。この加速・洗練された設計アプローチは、プロセスを迅速化し、最終的な設計の質を高めるものだ。
AIはクライアントと建築事務所の双方に大きなメリットをもたらす。クライアントは、建設前の設計の視覚化と対話を支援するVR/ARツールから、より良い意思決定と満足の実現というメリットを得る。建築事務所にとってのメリットは、AIが面倒な作業を自動化し、ミスを最小限に抑え、コストと時間の見積を鮮明にすることによる、生産性の向上だ。AIが多様なデータソースを統一されたプラットフォームに統合することで、より良い連携を促進し、それによって企業は、より優れたプロジェクトをより効率的に提供でき、顧客基盤を拡大することもできる。
AIは建築技術とどう連携するのか
AIは、BIM、デジタル ツイン、XR、IoTなどの建築技術を強化する。BIMにおいては、AIがリアルタイム更新、予知保全、自動の干渉チェックを支援し、建設プロセスを合理化して、正確で最新のモデルの実現を確保する。デジタル ツインは、シナリオのシミュレート、結果の予測、より効率的で持続可能な運用のための建物性能の最適化を行うAIの能力に恩恵を受ける。
AIは、より没入的でインタラクティブなデザイン体験を提供することで、VRやARなどのXR技術も変革しつつある。建築家とクライアントは設計の視覚化と修正がリアルタイムで可能となり、それがより良好な意思決定とクライアントの満足度向上につながる。AIは、接続されているデバイスからのデータを分析してビル管理システムを最適化し、エネルギー効率、セキュリティ、居住者の快適性を向上させることでIoTを強化する。AIとこうした技術の統合は、建物のライフサイクル全体を強化し、建物をよりスマートかつ効率的にし、将来のニーズへ適応しやすくする。
建築におけるAI活用のメリット
AIを建築実務に取り入れることで、建築設計プロセスのあらゆる段階を強化する、さまざまな変革的メリットがもたらされる。リソースの最適化や反復タスクの自動化から、プロジェクト管理やクライアントとの対話の向上まで、AIは建築家の業務遂行や建物の着想と保守の手法に革命をもたらす。ここでは、建築におけるAI活用が実現するメリット10項目を紹介しよう。いずれも、より効率的で革新的、持続可能な建造環境に貢献するものだ。
1. デザイン探求の強化：AIベースのジェネレーティブ デザイン ツールにより、建築家は多数の設計案を迅速に生成して検討することが可能。 それにより、最も効率的で革新的なソリューションの創造プロセスが加速する。
2, リソースの最適化：AIは、設計パラメーターと環境データを分析して、材料の使用とエネルギーを最適化する。これは、より持続可能で費用対効果の高い建物につながる。
3. 反復作業の自動化：AIが製図、BIMの干渉チェック、プロジェクトのスケジューリングなど時間のかかる作業を自動化するため、建築家はより創造的かつ戦略的な面に集中できる。
4. プロジェクト管理の向上：AIはプロジェクトが確実に予定・予算通りに進むよう、スケジューリング、リソース配分、リスク管理を支援する。 予測分析は、潜在的な遅延や問題を発生前に特定するのに役立つ。
5. リアルタイム連携：AIは、さまざまなソースからのデータを一元化されたプラットフォームに統合することで連携を強化する。 これにより、建築家、エンジニア、施工会社、クライアント間のコミュニケーションが向上し、より密接なプロジェクトの遂行につながる。
6. ビジュアライゼーションとクライアントとのインタラクションの強化：AIを活用したXR技術は没入型体験を提供するため、クライアントは建設前に設計を視覚化して対話でき、より良い理解と満足が得られる。
7. 予知保全と管理：デジタルツインやIoTシステムに使用されるAIは、メンテナンスの必要性を予測し、ビル管理を最適化する。これにより、建築部材の耐用年数が延び、全体的な効率性が向上する。
8. 資産効率：AIはエネルギー消費パターンと環境要因を分析し、設計と運用における改善点を提案する。これにより、運用コストと環境への影響を低減したエネルギー効率の高いビルを実現できる。
9. 精度の向上とエラーの低減：AIツールは、エラーを早期に発見し修正することで設計や建設プロセスの精度を高める。これにより、コストのかかる手戻りが減り、より高品質な成果が保証される。
10. データに基づく意思決定：AIは膨大な量のデータを処理して知見や提案を提供し、建築家が十分な情報に基づいた意思決定を行えるよう支援する。これは、より良い設計の選択とプロジェクトの成功をもたらす。
建築プロジェクトにおけるAIの事例5
AIは、設計の最適化、持続可能性の向上、プロジェクト管理の向上により、建築実務を世界中で変革している。このセクションでは、イノベーティブな企業がAIを活用していかに効率的で持続可能なモダンデザインを生み出しており、多様かつインパクトの高い手法で建築の未来を形作っている例を紹介しよう。
1. Patriarcheは初期段階のプランニングをAIで変革
学際的な建築事務所Patriarcheは、Autodesk Formaを採用することで、同社における初期段階の都市計画に変革をもたらした。従来のソフトウェアではプロジェクトの初期段階に時間がかかっていたが、AIを搭載したFormaの機能により、ボリュームスタディにかかる時間を2日からわずか1時間半にまで短縮。チームは、より複雑な設計要素に集中できるようになった。
Formaの反復設計アプローチとリアルタイムのデータ比較により意思決定と連携が向上し、クラウドベースのプラットフォームによりオフィスでも遠隔でも効率的なチームワークが可能になった。他のツールとのシームレスな統合や生物気候分析などの環境計画機能は、Patriarcheの持続可能性と革新に対するコミットメントと完全に合致しており、Formaはそのプロジェクトに不可欠なツールとなっている。
2. AIでカーボンインパクトを削減：StantecによるAutodesk Forma活用例
設計とエンジニアリングの世界的リーダーであるStantecは、AIを搭載したツールを使用して、建物のカーボンインパクト削減という課題に取り組んでいる。従来は炭素計算が設計プロセスの後半に行われていたため、大幅な変更は不可能だった。Stantecでデジタルプラクティスマネージャーを務めるマイク・デオルシー氏によると、Formaのエンボディドカーボンツールは、こうした力学を初期段階での炭素分析を可能にすることでシフトさせ、チームが最も影響の大きい場面で情報に基づいた設計調整を行うことを可能にする。
FormaのAIベースのリアルタイムフィードバックにより、Stantecは設計中に炭素の影響を評価できるようになり、効率と持続可能性が向上した。この転換は、建造環境のカーボンフットプリントを削減するのに役立ち、より価値の高い作業に時間を割くことによりプロジェクトの質を高める。FormaはStantecのサステナビリティ目標達成に不可欠であり、建築設計におけるAIのパワフルな役割を実証するものだ。
3. The Phoenix：AIとオートデスクのテクノロジーで住宅とサステナビリティを変革
カリフォルニア州ウェスト・オークランドでは、製鉄所Phoenix Ironworks Steel Factoryの空き地が、316戸から成るアフォーダブルかつ持続可能な集合住宅The Phoenixへ生まれ変わろうとしている。建築家、エンジニア、施工者がオートデスクのデザインと創造 (Design & Make)のプラットフォームを使い、AIを活用した知見を用いることで、ベイエリアの一般的な集合住宅の半分のコストと時間、二酸化炭素排出量で住宅を建設している。
MBH ArchitectsはFormaで設計オプションを検討し、コストと二酸化炭素、居住性をリアルタイムで最適化した。AIを活用した迅速なイテレーションにより、設計にかかる時間は2週間からわずか6時間まで短縮された。Factory_OSはモジュール建築でプロジェクトをさらに加速させ、従来なら1年かかるところをわずか2週間で住宅ユニットを組み立てた。革新的でカーボンネガティブなファサード材料も、エンボディドカーボンと工期を削減。The Phoenixの成功は、グローバルに適用できるスケーラブルなプロセスにより、持続可能なアフォーダブル住宅の新たな基準を打ち立てている。
4. AFRY、AIを活用したFormaで初期段階のプランニングを変革
ヨーロッパ最大級のエンジニアリング会社AFRYは、スウェーデン・ヨーテボリのフィエルボガタン地区で、洪水などの環境リスクに対処しながら集合住宅を開発する業務を任された。AFRYはFormaを使用してインタラクティブな3Dモデルを素早く作成し、チームが複数の設計イテレーションを評価し、従来の方法よりもずっと早い段階で環境と商業的要素のバランスをとることができるようにした。このアプローチは洪水リスクの軽減に役立ち、建築上のビジョンや投資収益力を損なうことなくキャパシティを100戸から108戸に増加できた。
Formaのクラウドベースのツールにより、AFRYは提案された設計に対する風、騒音、日射遮蔽など実環境の影響をシミュレーションでき、意思決定を迅速化して、現地の規制を確実に遵守できるようになった。また、このツールの効率性により、ステークホルダーのコミュニケーションが向上し、プロジェクトの迅速な承認にもつながっている。AFRYがフィエルボガタンプロジェクトでAI主導のデザインを使用したことは、建築におけるAIがいかに効率性を高め、リスクを軽減し、都市開発における新たな機会を解き放つことができるかを浮き彫りにしている。
5. ARCO、Formaを使用して難易度の高い現場を美しい学生寮へと改築
フィンランド最大の建築事務所であるARCO Architecture Companyは、かなりの騒音と都市部ならではの課題に直面するヘルシンキ・マルミ地区に8階建ての学生寮を設計している。ArcoはFormaを使用して建物のデザインを最適化し、ボリュームを閉じられた円とすることで中庭を騒音から守ると同時に、居室がより静かで採光の良い空間に面するようデザインしている。Formaのリアルタイム分析により、日照や居住性を損なうことなく2階層を追加できた。
Formaの3Dモデルのインポート機能と日照と騒音分析機能により、ARCOは建物の性能を最適化し、保守が難しいユニットを再配置し、中庭の日当たりを向上させることができた。このツールのデータ駆動型ワークフローにより、設計オプションのリアルタイム比較が可能になり、意思決定とステークホルダーとのコミュニケーションが向上した。Formaを使用することで、ARCOは難しい敷地を都市の景観とシームレスに融合する持続可能で住みやすい学生寮へと変貌させた。
建築分野におけるAI普及への課題
建築におけるAIがもたらす変革の可能性にもかかわらず、いくつかの課題がその普及を妨げている。重要な障壁にはAI技術とインフラに必要な初期投資があるが、これは多くの企業、特に中小企業にとって手強い問題だ。もうひとつの障害はAIツールに関連する学習曲線で、トレーニングとスキルアップを必要とする。従来の手法に慣れ親しんだプロフェッショナルの中には新しいテクノロジーを受け入れるのに時間がかかる人もおり、変化への抵抗は依然として業界に蔓延している。
しかし、これらの課題は克服できないものではない。企業は、段階的なアプローチを採用し、小規模なプロジェクトから始めて徐々にAIを統合しAIの能力に対する信頼を育むことができる。AIプロバイダーと建築会社の連携パートナーシップは、特定のニーズに合わせたソリューションを提供し、コストと複雑さを軽減できる。妥協のない研修プログラムに投資することで、労働力に必要不可欠なスキルを身につけさせ、革新と適応の文化を育むことができる。
クラウドベースのAIサービスは重たい社内インフラの必要性を軽減し、高度なAIツールをあらゆる規模の企業に利用可能にする。これらの課題に戦略的に取り組むことで、建築業界はAIの可能性を十分に活用し、より効率的で革新的、そして持続可能な未来への道を切り開くことができる。
AIは建築家に取って代わるのか
AIは建築家に取って代わるものではなく、建築家の能力と効率を高めるものだ。AIは定型業務を自動化し、設計を最適化し、高度な分析的知見を提供できるが、建築設計のクリエイティブで複雑な本質には、人間の建築家だけが提供できる繊細な判断力と創造的な直感が必要だ。建築家は、クリエイティビティ、経験、感情的知性を独自に融合させ、人間の心深くに共鳴する空間を設計する。
AIは建築家のスキルを補強する強力なツールとして機能する。AIが反復作業を処理し、データに基づく知見を提供することで、建築家はより創造的で戦略的な側面に集中できる。AIは数多くの設計オプションを迅速に生成および評価できるため、建築家は専門知識を用いて最適なソリューションを選択して精緻化できる。AIと人間の建築家の連携は、より革新的で、効率的で、持続可能な設計につながる。結局のところ、AIは建築家にその職能の限界を押し広げる力を与え、クライアントや地域社会にとってより良好な結果をもたらす。
AIと建築の未来
AIは建築分野を発展させており、以前は想像もできなかったような方法でコスト効率と持続可能性を高めている。高度なアルゴリズムとリアルタイムデータ分析により、建物を最高の安全基準で設計および建設し、潜在的なリスクを予測し、問題を発生前に緩和できる。コスト効率は、AIにより最適化されたリソース配分、材料の無駄の削減、プロジェクトのタイムラインの合理化により大幅に向上する。さらに、環境データを分析し、持続可能な材料や実践を推奨するAIの能力は、より環境に優しくエネルギー効率の高い建物をもたらす。AIが都市やコミュニティ構造に溶け込むにつれて、よりスマートで安全な構造体が実現し、持続可能な未来への道が開かれる。
本記事は、2021年4月に掲載されたザック・モーティス執筆の原稿をアップデートしたものです。