Architektura MuratorKrytykaInterfejs mózg-komputer w projektowaniu architektonicznym

Interfejs mózg-komputer w projektowaniu architektonicznym

Polski start-up Designbotic pracuje nad wykorzystaniem elektroencefalografii w dziedzinie projektowania architektonicznego. Właśnie udało się im wykonać z sukcesem interfejs, który pozwala na bezbłędne sterowanie modelem budynku przy pomocy fal mózgowych. O wstępne podsumowanie badań poprosiliśmy architekta Kacpra Radziszewskiego, współzałożyciela Designbotic.

Interfejs mózg-komputer w projektowaniu architektonicznym
Urządzenie pobiera aktywność fal mózgowych i jest w stanie rozpoznać, które obszary w danym momencie są aktywne; fot. Designbotic

Mózg człowieka nadal stanowi zagadkę dla naukowców. Jego aktywność i budowa są ciągle eksploatowane. Pomimo braku zrozumienia dokładnego funkcjonowania 86 miliardów neuronów budujących mózg, na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci wytworzyliśmy szereg metod, które umożliwiają jego pomiar. Jedną z najpopularniejszych jest elektroencefalografia (EEG). Badanie pozwala na pomiar aktywności neuronowej, dzięki zastosowaniu zbioru elektrod rozmieszczonych na czaszce człowieka. To z kolei umożliwia pełniejsze zrozumienie, jak funkcjonują poszczególne obszary mózgu. Wraz z miniaturyzacją podzespołów i rozwojem komputerów, możliwe jest budowanie urządzeń do pomiaru fal mózgowych, które dostępne są komercyjnie wraz z odpowiednim oprogramowaniem.

Elektroencefalografia a projektowanie miast

W jaki sposób możemy wykorzystać tego typu technologię? Pierwszą metodą jest mierzenie aktywności mózgu i interpretowanie jej jako stanów emocjonalnych. Wyobraźmy sobie pracownika w przestrzeni biurowej, który korzysta z takiego urządzenia. W ciągu dnia wykonuje telefony, jest skupiony, poświęca czas na krótki odpoczynek, czy też z powodu zmęczenia jego koncentracja opada. Urządzenie do pomiaru EEG może rejestrować aktywność neuronową z dokładnością do jednej dziesiątej sekundy. Zarejestrowane dane, po interpretacji przez program pozwalają na pomiar stanów emocjonalnych. Po rejestracji dnia pracy, jesteśmy w stanie odtworzyć, jak wysoki był jego stan skupienia, w których odcinkach czasu poziom stresu przekraczał akceptowalne normy lub które zadania wywołały w nim ekscytacje. Tę samą sytuację możemy zmierzyć na przykład w odniesieniu do mieszkańca konkretnego miasta. Dzięki pomiarowi funkcjonowania mózgu, możliwy jest wgląd w jego reakcję na rozwiązania przestrzenne, warunki oświetlenia lub poziom hałasu. Mierząc i analizując dane, jesteśmy w stanie odpowiedzieć na pytanie, jaki wpływ na zdrowie człowieka ma projektowana przez nas przestrzeń.

Interfejs mózg-komputer w projektowaniu architektonicznym
Narzędzie pozwala na bezbłędne sterowanie modelem budynku przy pomocy fal mózgowych nawet do 30 kolejnych komend; fot. Designbotic

Komunikacja mózg-komputer

Drugim rodzajem zastosowania pomiaru EEG jest interfejs mózg-komputer. Choć koncepcja komunikacji mózgu z komputerem wydaje się futurystyczna, sam proces jest bardzo prosty. Istnieje wiele metod, które to umożliwiają. Postaram się przedstawić tę, dzięki której udało nam się z wysoką precyzją kontrolować model trójwymiarowy budynku.

Zanim wykonamy jakąkolwiek czynność, jest ona wcześniej zaplanowana przez nasz mózg. Dzięki współcześnie rozwijanym narzędziom, jesteśmy w stanie zarejestrować, jak wygląda aktywność mózgu w trakcie wykonywania konkretnych czynności.

Aktywność neuronowa każdej z osób nieznacznie się różni oraz nie jest to jedyna czynność, jaką wykonujemy w danym momencie (równolegle reagujemy na światło, jesteśmy zmęczeni albo na przykład rozmawiamy z drugą osobą). Dlatego, zanim uda nam się do aktywności neuronowej przypisać konkretne zadanie, musimy „nauczyć” program je rozpoznawać. Ten proces nie jest jednak skomplikowany. Wykonujemy daną czynność, dla przykładu zwiększenie liczby kondygnacji, wielokrotnie na ekranie komputera, natomiast program rejestruje i uczy się, jak wówczas zachowuje się nasz mózg . Powtarzając daną funkcję wielokrotnie, możemy pozwolić programowi na „odkodowanie” z zapisu mózgu, co właściwie wykonywaliśmy w danym momencie. Raz nauczony program umożliwia wysyłanie sygnałów do komputera. Wystarczy, że wyobrazimy sobie daną funkcję, jednak zamiast wskazać ją przy pomocy myszki lub klawiatury, pozwalamy komputerowi na odszyfrowanie naszych intencji. W zaprezentowanym przykładzie nauczyliśmy program zwiększać, zmniejszać lub pozostawić bez zmian liczbę kondygnacji. Natomiast wysyłane przez program komendy połączyliśmy z popularnym wśród architektów oprogramowaniem Revit operującym w technologii BIM.

Interfejs mózg-komputer w projektowaniu architektonicznym
Obecnie zarówno Neuralink Elona Muska, jak i firma Kernel pracują nad alternatywnymi narzędziami o wysokiej jakości do pomiaru aktywności mózgowej, co dodatkowo zachęca do dyskusji w tym temacie; fot. Designbotic

Ewolucja projektowania architektonicznego

Narzędzie nie stanowi rewolucji w projektowaniu architektonicznym, które jest dużo bardziej złożone i wymaga precyzyjnego egzekwowania niezliczonych funkcji i poleceń, jednak jest pierwszym krokiem i dowodem na to, że wraz z rozwojem technologii pomiaru mózgu i algorytmów z zakresu sztucznej inteligencji, proces projektowy również może ewoluować. Być może w przyszłości, zamiast wykonywać komendy w oprogramowaniu, program sam będzie nas rozumieć i modelować na bieżąco to, co sobie wyobrazimy.

Współcześnie na rynku znajduje się kilka konkurencyjnych firm oferujących urządzenia EEG. Jednocześnie pozostałe i dokładniejsze technologie pomiaru są również rozwijane. Pozwala to przewidywać, że jesteśmy dopiero u progu możliwości, jakie oferuje nam przesyłanie sygnałów pomiędzy mózgiem a komputerem.

Wizualizacje 3D: przegląd programów do wizualizacji architektonicznej
Wizualizacje 3D: przegląd programów do wizualizacji architektonicznej Wizualizacje 3D należą dziś do podstawowych narzędzi komunikowania się architektów ze światem. Każdy autor chce pokazać swój projekt w jak najlepszym świetle. Współczesne technologie przychodzą mu z pomocą, oferując ogrom możliwości – wydruki 3D, animacje, wirtualne spacery, fotomontaże. Wszystko to mieści się w szeroko rozumianym pojęciu wizualizacji 3D. Michal Nowak, eksert wizualizacji architektnicznej i grafiki 3D, opisuje dla nas najlepsze programy do renderowania, przeznaczone zarówno dla amatorów, jak i zaawansowanych. Publikujemy krótki przegląd programów do architektonicznej wizualizacji 3D.
Westbeat. Innowacyjna architektura z Amsterdamu Wielkim zwycięzcą tegorocznej Amsterdamskiej Nagrody Architektonicznej jest Westbeat – pionierski budynek-hybryda, będący miejscem do mieszkania i pracy, mający dodatkowo własną, ale otwartą dla gości z zewnątrz przestrzeń publiczną, która może być wykorzystywana na różne sposoby.
Voxel, czyli ekochata na czas kwarantanny Voxel to prototyp zaawansowanego ekologicznie budynku, który może stać się schronieniem na przykład podczas kwarantanny. W parku przyrodniczym Collserola zbudowali go studenci z barcelońskiej szkoły architektury IAAC.
Zjednoczeni przez zabawę. Beazley Design of the Year 2020 Najlepszy projekt roku 2020 według londyńskiego Design Museum to huśtawka na granicy między Stanami Zjednoczonymi a Meksykiem. Chodzi o ideę łączenia się, dostępu i prawdziwego wiązania ze sobą, nawet jeśli między nami jest przestrzeń lub nawet ściana - uzasadnia jury.
Zielony Göteborg. Wirtualna podróż studyjna W odpowiedzi na ograniczenia związane z pandemią Göteborg zaprasza w wirtualną podróż studyjną po swoich innowacyjnych ekologicznych budynkach.
Zaprojektuj lepszą starość. Zgłoszenia Już dziś co szósty Polak lub Polka ma 65 lat. W 2050 roku co trzecia osoba w Polsce będzie powyżej 65. roku życia. PCG Polska i Towarzystwo Inicjatyw Twórczych "ę" zapraszają do zgłaszania nowatorskich pomysłów na lepszą starość i zdobywania grantów na ich realizację.
Nowoczesne technologie dla miast: webinar PM Academy W ramach PM Academy firma Project Management zaprasza na pierwszy powakacyjny webinar. Tym razem na temat innowacyjnych rozwiązań i technologii zmieniających nasze miasta. Miesięcznik „Architektura-murator” jest patronem medialnym spotkania.