新的数字化进步与技术正在重新定义我们的设计方式。鉴于这些工具已日益普及并渗透到方方面面，宜家（IKEA）旗下的研究与设计实验室 SPACE10 发布了《建筑中的数字化》报告，旨在探讨数字技术的影响及其更广泛的发展趋势。该报告由建筑理论家莫莉·克莱普尔（Mollie Claypool）撰写，并通过数据研究、概念阐述以及由 Pentagram 制作的视觉呈现，直观地展示了这些变化。
克莱普尔指出，数字技术的日益普及，为我们提供了一个转变对世界共同认知的契机，尤其是从建筑学的视角来看。该报告围绕设计、建造和体验，探讨了15个不同的发展维度。从机器学习、人工智能到大数据，克莱普尔在剖析这些更广泛影响的同时，也将科学、哲学、设计、数据、创新以及我们对建成环境的体验紧密联系在了一起。
在与 SPACE10 合作的独家专题中，ArchDaily 将为您概述这15个发展维度，并回顾数字创新自19世纪60年代至今对建筑学产生的影响。本专题重点介绍了克莱普尔对建筑数字化思维关键演变历程的观察，并持续聚焦于参数化设计。欢迎阅读报告全文以了解更多详情。
起源：形态学思维与早期参数化主义者
在数字化时代，我们对建筑未来的关注，与我们如何理解自身与自然的关系有着直接的联系。简而言之，这就是要将有机逻辑与协同效应融入空间形式之中，使其能够在设计的各种尺度上得到体现——从小至座椅的细节，大至住宅或社区的组织规划。这种思维方式被概括为“形态学思维”，它启发了建筑师去思考自然的法则如何能够贯穿并超越所有形式 of 建筑设计。
对自然规律及其背后数学原理的洞察，极大地影响了20世纪前中期的建筑师。尽管他们当时无法使用如今先进的设计技术，但他们依然能因陋就简，以模拟（analogue）的方式运用形态生成思维。具体而言，这催生了一系列堪称“早期参数化主义”的作品，即利用模拟手段，通过参数来计算和推演形式。
控制论革命与早期数字探索
科学的创新与技术的革新向来密不可分。20世纪中期，在两次世界大战推动下取得的突飞猛进的技术进步，为人们深入探讨人机之间的相互控制与沟通提供了契机。当时，由此诞生的一系列系统被广泛归入一个名为“控制论”（cybernetics）的新兴研究领域。
20世纪70年代中期和80年代的经济危机与衰退，促使建筑师重新调整其执业方式。许多建筑师，尤其是那些身处相对安全的学术界的人，开始探索更具实验性的实践形式，并向其他行业寻求灵感。随着利用数字工具设计的复杂形体在80年代末和90年代初的建筑设计界日益普及，计算工具不仅在设计过程中变得愈发不可或缺，在施工图绘制中也扮演了关键角色。
从虚拟到现实：协同实践的兴起
数字技术与施工技术的共同进步，使建筑师能够表达并实现以往只能停留在概念阶段的形体。20世纪90年代末至21世纪初，其核心特征便是前几十年所探索的学术概念终于在真实的建筑尺度上得以落地。有别于传统形体塑造中凭直觉、偏艺术的手法，另一些建筑师则开始尝试过程驱动的形态构建，将功能或空间要素转化为一系列图表来推演设计。
随后，互联网时代来临。伴随其崛起的新型通信技术，使得作为所有建筑实践核心要素的“协作”，得以以空前的速度开展。建筑师不再需要痛苦地等待邮寄的纸质图纸——那种方式曾让设计流程变得极其缓慢。相反，如今图纸可以通过电子邮件发送、快递寄送或上传，让身处不同地点的人们几乎能够进行实时协同作业。进入21世纪，科学、哲学和技术研究的持续进步，促使学术界和实践领域都开始从自然法则中汲取灵感，并愈发强调“集体智慧”的重要性。
计算自然、参数化爆发与增强现实
数十年来，每当建筑业受到不景气的经济环境冲击时，学术实践便会成为建筑师和设计师的“避风港”。因此，学术界成了建筑理论崛起的重镇，当时的设计往往侧重于对理论概念以及源自欧洲大陆哲学和新一代建筑理论家思想的表达——这种表达主要通过绘图来呈现，例如彼得·埃森曼（Peter Eisenman）或丹尼尔·里伯斯金（Daniel Libeskind）的作品。
在过去十年左右的时间里，关注数字工具与技术潜力的建筑师们一直在争论：数字和参数化设计工具是否仅仅是实现目的的手段，即仅关乎项目“如何”被设计。61又或者，这些工具本身是否承载着社会与政治话语？它们是否象征着、甚至左右着设计的“出发点”与“服务对象”？如今，随着媒体上围绕人工智能应用、数据隐私、社交媒体以及自动化未来的讨论不断深入，显然后者是不言而喻的。然而，在21世纪00年代后期，绝大多数已在实践中使用数字工具的建筑师，其想法还显得较为单纯和天真。
互联网及其他通信技术彻底改变了当代文化。随着21世纪初各种技术（尤其是硬件和传感器技术）变得更加普及，人们越来越强烈地意识到：实体建筑完全可以像建筑师在设计过程中所使用的算法和模拟程序一样，具备出色的表现力和动态活力。数字工具赋予了建筑流动性、暂时性、运动感与变化性，这反过来也改变了人们在建成环境中穿行以及与之互动的方式。这一切都成为人们重新认识空间的契机。建筑师开始探索实体建筑元素在多大程度上能够回应并适应人们的行为、不断变化的需求，乃至文化、功能或环境条件。作为这一探索的一部分，建筑师开始致力于增强人们对建成环境的体验，且这种体验往往是实时的。
数字建造与机器人
试想一下，像3D打印机这样的小型数字建造设备可以轻松融入您的家庭或办公室，让您能够亲手制作任何想要或需要的物品——从家居用品、家具，甚至到您自己的房子。从“消费主义”向“生产性消费”（即消费者同时也是生产者）的转变，使我们制造周围物品的方式发生了翻天覆地的变化。得益于数字建造领域的革命，这一转型正逐步释放出其全部潜力。
机器人早已深入我们的集体文化认知，但对不同的人来说，它们的意义各不相同。如今，许多建筑师 and 设计师正在针对不同的应用和语境，开发“半自主机器人协同”的概念。此外，还有一些研究正致力于探索如何利用自主无人机及其他制造技术来建造大规模的建筑和基础设施。
激进反思与“离散”
如果不是因为过去十年超级计算与人工智能领域所经历的信息和数据技术革命（即通常所说的“大数据”革命），所有这些探索机器人在建筑领域潜力的工作都将无从谈起。大数据，即利用极大规模的数据集进行计算分析，已经与2012年起在建筑界掀起的数字革命产生了紧密的契合与共鸣。
将社会政治意识和批判性思维融入建筑设计至关重要。由于数字技术如今不仅极易获取且成本低廉，新一代成长起来的建筑师和设计师普遍具备极高的技术素养。因此，这是我们首次迎来这样一个契机：社会责任感与数字化、自动化技术有望真正惠及每一个人。建筑师笔下的蓝图，如今能够比以往任何时候都更轻松地转化为现实。
展望未来：施工数字化与数字透明度
建筑施工是全球数字化程度最低的行业之一，仅优于狩猎业。此外，自二战以来，建筑施工行业的生产率几乎没有增长。101尽管建筑设计界使用数字工具已有30多年的历史，但施工端在很大程度上依然高度依赖传统手工操作，依赖工地上缺乏技能或半熟练的体力劳动。这意味着，建筑施工行业正面临引入并融合更多数字技术的绝佳契机。随着数字化转型的推进，不仅该行业的生产力将得到提升、创造出新的就业岗位，普通人与建成环境中的数字化要素也将产生更紧密的联结。
数字化思维、工具和技术，对当下乃至未来的每个人来说都具有极为强大的力量和重要意义。正如建筑师兼研究员瓦伦丁·索阿纳（Valentin Soana）所指出的，建筑设计中的数字化催生了“一种全新系统，使建筑流程能够通过人机之间的紧密协作来实现；在其中，技术被用于延伸人类的能力，并增强设计与施工流程。”这使得我们能够超越“那些基于人类自身偏见和局限性做出设计决策的‘自上而下’的方法。技术将帮助我们更好地理解社会动态、材料、结构系统以及形体生成过程。这不仅仅是生产力的提升，更将引导我们重新思考我们的生活方式和决策机制——并最终重新定义我们构建建成环境的方式。”随着这些工具在日常生活中变得对普通人更为触手可及，设计师和工具开发者必须对这些工具的使用方式、目的和初衷保持公开。这种关于数字技术效能及建成环境生产的透明度与开放性，对于更好地造福所有人、创造一个更加公平的世界而言至关重要。
本文作者为Eric Baldwin。译文由 AI 提供支持。
