台灣建築 No.331：【從數位製造、仿生到建築的應用】

﹤台灣建築報導雜誌﹥創刊於1995年10月，近14年來，它忠實地記錄了台灣當前建築設計的整體面貌，一直是業界、學術界及政府相關單位的重要參考資料，堪稱台灣建築界最有影響力的一本雜誌，也是目前在台灣發行量最大的一本建築設計雜誌。

■ 編者的話

4月手記
數位的未來、我們的未來

OpenAI的聊天機器人ChatGPT去年11月橫空出世，在短短2個月內用戶數就達到1億人次，筆者試用過後，對於其廣泛的知識背景、邏輯性的思維架構、豐富的語言表達、靈活的調整和反饋，在在讓人驚艷不已；但是，對於問題深入的程度感覺仍有不足，而各種在地性的特定問題也明顯會產生錯誤的回答，不過這部分可能在將來也會獲得改善。回想日前由人工智慧圖像生成器 Midjourney生成的畫作在美國拉斯維加斯的科羅拉多州博覽會上贏得了數位藝術類的冠軍，同樣的引起了廣泛的討論。種種趨勢讓人發現人工智慧發展的無窮可能性，也讓不少人擔心自己的飯碗會被機器人取代。

回到建築產業來說，AI可以根據各種需求的參數生成建築設計的概念，可以透過熱、風、光和聲音等數據分析、模擬和測試來優化建築物理環境設計，也可以幫助建築師考慮空間配置所需滿足的機能關係、動線和心理感覺等因素，並優化建築結構和材料；但是AI缺乏創造性和人性化的思考，缺乏直觀的理解能力，對於人類感性判斷的角度，如美學、文化和社會因素等也有所不足，因此尚無法做出高度創新和個性化的設計；就像目前Midjourney可以幫助建築設計師創建建築模型和空間透視圖，但無法轉換成照顧到各個角度、整合相關專業，生成可資興建的建築平面圖和完整的細部設計圖；可以說目前機器人尚無法取代建築設計師的地位。

在數位製造方面，AI可以通過仿生演算法和機器學習，模擬仿生結構的形態和功能，從而生成更加高效、輕量化的結構設計，從而節省更多的材料和資源，也可以在不同的環境下自動調整結構的形態，以更好的適應環境達到永續的需求。預製構造可以精確地進行建築材料的製作、組裝和搬運等工作，減少人力成本和生產週期；木構建築使用CNC木工機器人可以裁切和加工木材，製造出建築物的木構組件，CNC金屬切割機器人可切割、加工鋼材，製造出建築鋼構組件；同時建築物也可以從3D列印出來，如荷蘭的MX3D公司即使用3D列印製造出一座橋梁。這部分可說開展了人類想像空間的實現可能，是十分值得我們善加利用的，這也是本期專題策畫的目的。

在數位營建方面，使用智慧施工管理系統可作進度追蹤、成本管理、品質控制，以提高建築施工效率和品質。但更重要的是台灣面臨高齡化、少子化的衝擊下，營建業勞力極度短缺，因此進行轉型升級是勢在必行的。機器人透過機器學習機制，得以取代人力進行高負荷、高危險和高重複性之作業，例如日本ARAV株式會社利用遠距操作大型機械進行施工、大成建設委託千葉工業大學設計製作的綁筋機器人，清水建設所更研發出四款施工機器人：水平移動式起重機Exter、焊接機器人、天花板地板施工機器人、建材搬運機器人。又如小松製作所透過數位方式在施工現場規畫最適當的作業流程，將營造機械自動化運作，且應用無人機3D掃描，從事工地視覺化監測，判斷運作是否正常，讓最少的人員在最短的時間內安全且正確的施工；戶田建設＋村田製作所的智慧安全帽加裝體溫、心跳與環境監測等各種傳感器，以掌握施工者的身體狀況。這些利用AI、AR／VR和LPWAN等技術的發展營造智慧工地，可提高工地中 人員、機具、物料、能源、環境之掌控，改善工地安全與材料、設備品質不明之疑慮、尤其是勞動力匱乏等痛點。

有人說：人類就像蘆葦般脆弱，卻是一棵會思考的蘆葦；人工智慧的發展一日千里，確實有很大的潛力可以取代一些人的工作，但其實同時也創造出一些新的可能性和工作型態，人類與AI的競合只要人類發揮思考的功能，應該是不會被機器取代的。

總監 黃長美