Gebouw optimaal ontwerpen met kunstmatige intelligentie

Bouwkundige Hèrm Hofmeyer van TU Eindhoven creëert ‘AI-versies’ van experts, die bij het ontwerpen van een gebouw een rol spelen en laat vervolgens het ontwerpproces virtueel plaatsvinden.

Trefwoorden: #AI, #bouwfysica, #gebouwontwerp, #isolatie, #neurale netwerken, #rule mining, #TU Eindhoven, #virtueel

Lees verder

nieuws

( Foto: TU Eindhoven )

ENGINEERINGNET.BE - Met een nog altijd groeiende wereldbevolking neemt de behoefte aan goede woningen en gebouwen alleen maar toe. Daarbij moeten gebouwen energiezuinig zijn, lang meegaan, flexibel inzetbaar zijn, en dat alles met een steeds grotere schaarste aan grondstoffen.

TU Eindhoven werkt daarom – als enige in de wereld – aan het inzetten van AI om het ontwerpproces te simuleren. "Bij het ontwerpen van een gebouw zijn verschillende disciplines van invloed. Dat maakt het tot een heel moeilijk te vatten proces," aldus Hofmeyer.

"Voor elke discipline ontwikkelen we een stukje software dat zich voordoet als een persoon, een zogeheten AI agent. Gevoed met onder meer patroonherkenning, expertsystemen, rule mining en neurale netwerken, kan zo'n agent zelfstandig opereren in een ontwerpomgeving."

"Je begint bijvoorbeeld met een architect met een ruimtelijk ontwerp, met alleen wat vormen en lijnen. De AI agent voor het constructieve ontwerp gaat hiermee aan de slag en bepaalt waar muren, vloeren en balken komen," vervolgt Hofmeyer.

"Daarna kijkt de agent bouwfysica naar bijvoorbeeld isolatie, lichtinval en openingen. Deze AI agents gaan vervolgens met elkaar in de computer ‘de strijd aan’. Ze komen met tegenstrijdige ideeën en komen tot een compromis en een alternatief ruimtelijk ontwerp."

"Vervolgens komt de architect agent weer in beeld met eigen eisen, zoals een betere structuur van ruimten, of de eis dat de voordeur aan de straatzijde zit. Die gaat weer met de andere disciplines in gesprek om tot een beter ontwerp te komen. Deze cyclus vindt, net als in de praktijk, meerdere keren plaats, maar nu in de computer."

Hofmeyer: "Op dit moment komen hier al goede resultaten uit: constructies zijn realistisch, stabiel, en ze doen wat ze moeten doen. AI heeft aantoonbaar tot betere constructies geleid dan waar de mens toe in staat is. En we kunnen sinds kort gebouwvormen ontwerpen die ook echt architecten aanspreken."

"Uiteraard blijft het een versimpelde versie van de werkelijkheid. Zo ontbreken ‘zachtere elementen’ als esthetiek: hoe mooi is een gebouw? Zoiets is moeilijk te vangen in een rekenkundige aanpak. Daarom werken we ook mee aan projecten om AI te gebruiken voor creativiteit."

"Er wordt steeds vaker bezuinigd op de kosten van het ontwerpproces," stelt Hofmeyer. "Maar je kunt met een ontwerpproces dat honderdduizend euro meer kost, tot wel een miljoen euro besparen op het gebouw zelf. Als wij dus het ontwerpproces beter kunnen maken voor hetzelfde geld, win je snel veel aan de productkant."