Архитекторы и алгоритмы: пять зданий, созданных с помощью вычислительных методов

Хотя искусственный интеллект (ИИ) уже берет на себя часть работы архитектора, момент, когда нейросети проектируют здание для реального мира, еще не наступил. Но активно используются алгоритмы: технологии параметрического моделирования формируют геометрию фасада, распределение нагрузок и естественного освещения. «Ведомости. Город» собрал несколько реальных зданий, спроектированных с помощью современных вычислительных методов.

Tor Alva, Швейцария (2025)

В мае 2025 г. в швейцарской деревне Мулегнс открылась 30-метровая башня Tor Alva, «Белая башня», – самое высокое 3D-печатное здание в мире. Архитекторы из ETH Zurich использовали вычислительные алгоритмы, которые одновременно генерировали орнамент и несущую конструкцию. Башня состоит из 32 уникальных бетонных колонн с алгоритмическим декором на разных масштабах, пишет ETH Zurich.

Два робота-строителя работали синхронно: один наносил слои бетона, второй размещал кольцевое армирование каждые 20 см – впервые для несущих 3D-печатных элементов. Технологию «растущего армирования» разработали специально для этого проекта. Башня стоит в Альпах на высоте 1400 м и доступна для посещения.

«Сейчас использование AI в архитектуре во многом больше про пиар стартапов, нежели реальные действия. AI используется в визуализациях, но это больше про маркетинг и продажу», – рассказал «Ведомости. Городу» руководитель проектов направления мастер-план и городской стратегии ПИК Никита Искусов.

Shanghai West Bund Convention Center, Китай (2024)

Американское бюро SOM спроектировало конгресс-центр в Шанхае специально для ежегодной конференции по искусственному интеллекту и использовало алгоритмы, чтобы спроектировать стеклянный фасад. Компьютер сгенерировал более 800 вариантов, пытаясь найти компромисс между шестью параметрами, включая вид изнутри здания, полезную площадь, количество солнечного света. Здание завершено в октябре 2024 г., а архитекторы выбрали самую эстетичную финальную версию – «алгоритм не знает, что такое прекрасное», объяснил партнер SOM Скотт Дункан в интервью CNN.

SOM разработало собственную программу Natalie для оптимизации фасадов и планировок – проект в Шанхае стал первым испытанием технологии. После завершения работы бюро начало применять Natalie на других объектах, включая штаб-квартиру Alibaba в том же районе, сообщает сайт SOM.

Здание находится в районе West Bund AI Valley – технологическом квартале площадью примерно 120 га, который должен вместить компании общей стоимостью $14 млрд.

«Чтобы нейросеть научилась проектировать, ей нужны унифицированные массивы данных, которых в архитектуре почти нет: строительные нормы, градостроительные кодексы и базы ГИС слабо связаны между собой», – отмечает архитектор Юлия Лисова. Она также добавила, что архитектор – не просто проектировщик, а медиатор между заказчиком, властью и горожанами, и эту роль пока сложно автоматизировать.

Valley, Нидерланды (2022)

Бюро MVRDV построило в Амстердаме жилой комплекс из трех башен с «осыпающимися» террасами – и использовало параметрические алгоритмы, чтобы найти визуально хаотичный, но структурно точный паттерн облицовки. При этом, чтобы экономить на производстве 40 000 каменных плиток для фасада, использовали всего шесть стандартных размеров.

MVRDV и инженеры из Arup разработали параметрический инструмент, который позволил протестировать разные конфигурации фасада, проверить количество дневного света в квартирах, структурные ограничения и приватность для 200 квартир. Здание завершено в 2022 г., нижние этажи занимают офисы и магазины, верхние – жилье.

Little Island, США (2021)

Heatherwick Studio возвела в Нью-Йорке «парящий» парк на Гудзоне стоимостью $260 млн. Каждая из 132 бетонных колонн-«тюльпанов» уникальна: параметрические алгоритмы рассчитали толщину бетона, геометрию стальных соединений и паттерн пятиугольников, который выглядит хаотичным, но обеспечивает структурную прочность. Алгоритмы также решали задачу распределения нагрузок для поверхностного ландшафта из грунта, легкого грунтозаменителя и растений.

Инженеры Arup разработали скрипты, определяющие форму каждой колонны, – задача состояла в том, чтобы создать уникальные элементы из стандартных сборных деталей. Колонны собраны из повторяющихся по форме «лепестков» – всего 39 разных форм. Парк открылся в 2021 г. на месте разрушенного пирса. На острове три площадки для выступлений, амфитеатр и дорожки, поднимающиеся на разную высоту над водой.

MX3D Bridge, Нидерланды (2021)

Над одним из каналов в центре Амстердама четыре промышленных робота за полгода напечатали мост из нержавеющей стали – первый в мире пешеходный мост, созданный 3D-печатью металла. Архитекторы использовали алгоритмы топологической оптимизации – математический метод, который определяет оптимальное распределение материала в заданном пространстве при заданных нагрузках и ограничениях. Так было рассчитано, какие части конструкции несут наименьшую нагрузку, чтобы удалить лишний материал и оставить только необходимый «скелет» конструкции. В итоге роботы нанесли 6 т стали на пролет длиной 12 м, сообщает Lloyd's Register Foundation.

Мост оснащен датчиками, которые собирают данные о нагрузках и деформациях, а алгоритмы машинного обучения анализируют их в реальном времени через цифровой двойник – таким образом, конструкция работала как «живая лаборатория» на протяжении двух лет, пока мост не переместили в новое место, чтобы продолжить исследования.