В новом материале руководитель отдела аналитики компании CM International Антон Айсин рассказал о роли Data Science в развитии архитектуры от формулирования ключевых принципов — польза, прочность, красота — до создания современных и актуальных решений с помощью технологий.
Прежде чем говорить об использовании Data Science (или наука о данных) в архитектуре, стоит разобраться в понятиях: данные, наука о данных, архитектура. Для понимания того, что такое данные, полезно использовать фреймворк DIKW: data, information, knowledge, wisdom. Данные — это неструктурированные факты из окружающего мира, например, уровень ртути в термометре. Информация — это данные, в отношении которых есть структура, например, сопоставление уровню ртути определенной температурной шкалы. Знание — это понимание того, как можно использовать ту или иную информацию. Именно благодаря нормативам строитель может понимать, в какую температуру возможно проведение тех или иных работ. Наконец, мудрость — это опыт использования знаний. После авторского надзора за ходом стройки архитектор приобретает богатый опыт того, как конкретное знание используется на практике. Собирательное слово для элементов фреймворка DIKW — объекты. Наука о данных изучает закономерности работы с данными, а также их восприятия человеком. Она работает и с другими видами абстракций — объектами, но не алгоритмами их преобразований.
В архитектуре данные можно рассматривать с трех разных стороны: с точки зрения конструкций, с точки зрения пользователей, с точки зрения экономики.Наука о данных успешно применяется в архитектуре не одну тысячу лет, и исторически архитектура и строительство были одними из самых датифицированных направлений деятельности людей. И только в последние 50 лет в строительной сфере одни из самых низких темпов роста производительности труда возникают именно из-за недостаточного проникновения цифровых инноваций.
Можно выделить три этапа усиления роли науки о данных в человеческой деятельности, ее датификации: механизация, автоматизация, цифровизация. Предпосылка механизации — использование стандартизированных деталей и машин. Это переход от ручного труда с высокой роль мастерства к механизированному труду с меньшей ролью мастерства. Пример таких строительных решений — древние пирамиды с типовыми блоками (Древний Египет, Южная Америка), а также использование строительных машин в Древней Греции и использование чертежей, расчетов и разделения труда при строительстве средневековых религиозных объектов. Эти объекты несли сакральный смысл, поэтому находились на острие инноваций. Льюис Мамфорд называл подобные общества, выстроенные вокруг огромных социальных проектов, «мегамашинами», подчеркивая их огромный масштаб и низкую роль личности в них.
Следующий этап — автоматизация. Он становится возможен только с середины XX века после появления вычислительной техники и автоматических систем. В проектировании и архитектуре решающую роль сыграли графические интерфейсы, которые позволили создать САПР (системы автоматизированного проектирования). Переход от ручной разработки проектной документации к использованию автоматических систем изменил отношение к архитектурной деятельности. Отчасти он снова подсветил роль мастера-художника, и вызвал рост интереса к концептуальному формообразованию. С другой стороны, появилось множество типовых, серийных пространств, словно скопированных командой Ctrl+C/Ctrl+V — пространств, которые Рэм Колхас назвал «мусорным». На этом этапе инновационный характер строительства стал замедляться из-за ограниченного применения систем автоматизации в архитектуре и строительстве.
Третий этап — цифровизация. Предпосылки цифровизации — появление систем хранения и обработки больших объемов данных. Цифровизация начинается с 2010-х годов, и постепенно приходит в архитектуру. На этом этапе архитектура активно заимствует идеи и подходы из других, более передовых отраслей.
Так, ключевым объектом становятся цифровые информационные модели (Building Information Model). Вслед за общим менеджментом в архитектуре выделяют три уровня BIM: наличие цифрового следа объекта, например, хранение отдельных файлов на сервере (Digital Ready); цифровая копия всех процессов, например, оцифрованные чертежи на облаке в корпоративном доступе (Digital Twin), первичное представление в цифровом виде (Digital Native). В последнем случае физических копий многих цифровых артефактов, таких как чертежи, может и не быть. В настоящее время использование BIM позволяет существенно снизить сроки и стоимость проектирования. Оцифрованные модели позволяют использовать беспилотные дроны для контроля за ходом строительства. В перспективе отдельные модели зданий могут формировать модели городов (CIM), а использование распределенных реестров блокчейна может радикально трансформировать логику верификации тех или иных данных.
Еще одно важное направление — изменение подходов по изучению пользователей. С одной стороны, это продуктовый подход, который получил развитие при создании мобильных приложений. При проектировании зданий стало уделяться много внимания «харду» и «софту», «пользовательским сценариям» и «пользовательскому опыту», «взаимодействию» и «аффордансам». Впечатление пользователей — это тоже данные, и индустрия ИТ задала стандарт их датификации.
С другой стороны, это цифровая антропология. Пользователи оставляют большой цифровой след — тональности в социальных сетях (social listening), данные мобильных операторов о передвижениях и сведения POS-терминалов о тратах. В агрегированном виде эти данные позволяют формировать радикально новый портрет локации, которые подсказывает, какого рода функции нужны тому или иному зданию.
Результатом прихода цифровизации в архитектуру стал поворот к человекоцентричным городам, которые ориентированы на запросы жителей. Активно продвигаемая когда-то концепция «умного города» выглядит воспоминанием о будущем, потому что отражает идеалы этапа автоматизации, с его динамическим регулированием трафика, эффективным энергосбережением и системами круглосуточного видеонаблюдения.
В нашей работе мы активно используем достижения этапа цифровизации при формировании концепций. Мы строим портреты локаций на основе актуальных данных и даем более гранулярные рекомендации о характере сервисов даже для таких насыщенных городов, как Москва. Мы проводим глубинные структурированные исследования пользователей для поиска инсайтов о тех эмоциональных драйверах, которые помогут раскрутить ту или иную туристическую дестинацию. Наконец, мы смотрим на тональности горожан в отношении тех или иных проектов, чтобы оценить, какие городские проекты встречают наибольшую поддержку — и почему.
Если подводить итог, то у архитектуры есть все шансы вернуть историческое лидерство в части инноваций. Однако для этого полезно говорить не о технологиях как таковых, а об опыте, который они могут обеспечить. Так, благодаря распространению биометрии может получить новое развитие идея бесшовности пространств; дополненная реальность обеспечит больше контекстуальности, в которой архитекторы будут проектировать не только фасады, но и цифровые слои (layers); многие процессы в городах станут прозрачными благодаря оцифровке моделей, развитию генеративного ИИ и внедрению блокчейна; а опыт проживания города станет более персонализированным — потому что люди активно квантифицируют не только города, но и самих себя.
