4月25日,习近平总书记主持中共中央政治局集体学习,聚焦主题“加强人工智能发展和监管”,总书记深刻指出,“面对新一代人工智能技术快速演进的新形势,要充分发挥新型举国体制优势”。4月29日,总书记在位于徐汇区的上海“模速空间”大模型创新生态社区,察看大模型产品展示。“人工智能技术加速迭代,正迎来爆发式发展”——总书记作出重大判断。
AI如何助力医疗建筑设计?
医疗建筑作为特殊的建筑类型,其设计需要综合考虑众多复杂因素,如医疗功能流程、患者与医护人员的需求、卫生与安全标准以及能源消耗等,传统的医疗建筑设计依赖于设计师的经验和专业知识,设计过程往往较为繁琐且耗时,而人工智能技术的出现为医疗建筑设计提供了新的思路和方法。据了解,目前AI在医疗建筑设计中的应用,包括辅助设计流程、优化空间布局、提升能源效率以及改善患者体验等方面。
(一)辅助设计流程,让设计更高效
数据分析与需求预测
辅助生成设计方案
中南建筑设计院数字建筑技术中心总工程师宁文峰说,他们用独创的 “Giant AI”(建筑创意具现软件),实现了 “所想即所得”。设计师只要输入场地条件、建筑面积、床位数等项目基本要求,AI 就能快速生成不同风格和布局的建筑草图,还能初步评估各方案优缺点,甚至进行渲染!这不仅大大缩短了设计前期的方案构思时间,还能给设计师带来创新灵感。
(二)优化空间布局,打造高效空间
功能流线优化
空间利用最大化
(三)改善患者体验
环境舒适度控制
智能导诊与导航系统
AI 应用面临的挑战
(一)数据量较小
(二)技术集成与兼容性
医疗建筑设计涉及多个专业领域和复杂的技术系统,如建筑设计软件、医疗设备、智能控制系统等。王文正表示,将 AI 技术与这些现有技术系统进行集成和整合并非易事,需要解决不同技术之间的兼容性问题,确保各个系统能够协同工作,实现数据的无缝共享和交互。此外,目前市场上的 AI 设计软件和工具种类繁多,功能和接口标准不一,也给技术集成带来了一定困难。
(三)设计师与 AI 的协作模式
虽然 AI 能够为医疗建筑设计提供强大的辅助功能,但它并不能完全取代设计师的角色。如何建立设计师与 AI 之间良好的协作模式,充分发挥两者的优势,是当前面临的一个重要问题。值得关注的是,建筑行业,特别是医疗建筑行业是小数据的行业,低频、差异化大、壁垒高。这导致建模的难度很大,收益低。
设计师需要掌握一定的 AI 技术知识,能够理解和运用 AI 生成的设计方案和分析结果;同时,AI 系统也需要不断优化和完善,以更好地适应设计师的工作流程和创意需求,实现人机协同设计的高效性和创新性。
未来发展趋势
(一)人与机器的交互关系更加紧密
尽管有挑战,但 AI 在医疗建筑设计与管理中的应用前景超广阔!黄蔚欣教授认为,在垂直细分领域还有很多可做的,比如对研究问题简化抽象,利用专业知识结合 AI 技术。多模态模型在建筑设计中的应用也值得期待,未来人与机器的交互关系将更加紧密,可能会出现不区分人和算法的认知主体,为建筑设计带来全新发展路径。
(二)基于 AI 的医疗建筑生命周期管理
孙颖介绍了AI 在医疗建筑中的应用案例,在社区和医院之间的关系方面,通过预测大模型为社区提供健康服务,如在小区内设置救护车与医院联动,解决医院病人数量问题。在家庭医生服务方面,主要运用大语言模型,通过交流和互动为患者提供服务。在医院的空间和场景管理中,运用视觉大模型捕捉进出车辆和人员的情况;在能效管理方面,运用科学计算大模型考虑医院的各种能效问题;在资产管理方面,运用多模态模型处理动态弹性问题。
所以人工智能不仅将在医疗建筑的设计阶段发挥重要作用,还将贯穿于建筑的整个生命周期,包括施工、运营和维护管理。王文正认为,在施工阶段,AI 可以用于施工进度管理、质量控制和安全监测;在运营阶段,通过 AI 智能管理系统实现建筑设备的远程监控、故障预测和能源优化管理;在维护阶段,AI 可以根据建筑设施的使用情况和性能监测数据,制定合理的维护计划和维修策略,延长建筑的使用寿命,降低全生命周期成本。
(三)个性化医疗建筑设计的深化
随着人们对医疗服务质量和个性化需求的不断提高,AI 将助力医疗建筑设计朝着更加个性化的方向发展。通过对患者个体特征、疾病类型、治疗方案等数据的深入分析,AI 可以为不同患者群体量身定制个性化的医疗空间环境,如针对康复患者设计具有特殊康复设施和景观环境的病房;为儿科患者打造充满童趣和温馨氛围的诊疗区域等,从而提升患者的就医体验和治疗效果。
结 语
人工智能在医疗建筑设计中的应用正处于快速发展阶段,带来了诸多创新和变革机遇,同时也面临着不少挑战。但相信随着技术不断进步和相关问题逐步解决,AI 与 VR/AR 技术的融合、基于 AI 的医疗建筑生命周期管理以及个性化医疗建筑设计的深化将成为主要发展趋势。在 AI 技术的推动下,医疗建筑设计必将迎来更加美好的未来,为人类健康事业提供更优质的建筑环境保障。
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