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AGI 时代下建筑土木学人才培养硬核指南

来源:大界机器人发布时间:2023-02-15

ChatGPT x 建筑土木学 = ?


2022年11月,由OpenAI开发的人工智能聊天程序ChatGPT一经问世便迅速引发热议,在其发布后的五天之内,就有超过100万的玩家,并超越了Facebook10个月才达到的里程碑。经过大量用户的实际体验,如今的共识是:ChatGPT或将成为首款通过图灵测试的人工智能程序。


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OpenAI生成的建筑效果图


图片来源于Twitter @danielbolojan



对于教育而言,借助ChatGPT强大的信息检索以及语言处理能力,“使用AI做作业”不再是天方夜谭,例如已有不少学生使用ChatGPT生成论文,解答数学题,编写代码,甚至生成效果图纸。如今这些变化意味着,AI技术的应用大概率会导致现今培养以及考核学生的指标发生根本性的转变,具体而言,学生们学习的重心或将转变为如何向AI正确提问,从而得到合理的答案,以及面对轻易获取的大量信息如何筛选,处理,并始终保持批判性的思维。


那么在此背景下,ChatGPT等AI技术又将对建筑土木学教育造成怎样的影响?


建筑土木作为以多专业知识交叉、实际工程落地为最终目标的学科,需与多学科的知识和应用融合。这意味着,建筑土木学科的教育培养目标始终是能够统筹多学科的“复合型人才”。而随着AI技术为传统学科教育带来更广泛的知识与数据,以及更简易的获取途径,人才培养目标在原有“复合型”的基础之上,或将引入“面对更多的跨学科知识和数据,如何处理,决策并执行”的新要求。


ChatGPT x 智能建造 = ?



   你认为建筑土木学会有怎样的未来?

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传统的建筑行业正在向着更加智能化的未来迈进。随着科技的不断发展,建筑行业正在使用更加先进的工具和技术,以提高工作效率,降低成本,并提高最终产品的质量。



面对一个AI无法缺席的智能化未来,如何正确运用ChatGPT等AI技术是每个行业需面对的第一课。首先,AI本身并不是万能的,再丰富的知识与数据也只有经过行业的实际应用之后才能转化为生产力,最终切实推动行业的发展。


另一方面,ChatGPT作为一种单模态系统,仅仅支持从语言到语言的处理,而无法通过输出其他维度的信息或指令来对现实世界进行操控。ChatGPT只是一套相当聪明的“聊天型机器人”,其底层技术逻辑是基于数量庞大的参数模型,并辅以人类智慧的反馈强化,使其在一个非常特定的领域获得几乎比肩人类的智慧。而一旦超出此前“饲喂”的知识范围,则又需要重新对其进行大量的工程训练。


我们不难想象,若要在建筑工厂实现建筑构件的自动化加工流程,需要能够稳定执行指令的智能硬件,也需要与之配套,能够控制这一自动化流程以及机械设备的智能易用的工业软件。ChatGPT作为新的搜索工具能快速获取大量的知识与数据,建筑工程行业需要更加强大的应用软件平台来对数据进行定义和应用,快速并且灵活地转化为硬件设备的生产力。


ChatGPT如今背后所依靠的是约20亿参数的训练模型,但随着持续训练与迭代,未来诞生的GPT-4或将“吸纳”整个互联网的内容,成为更值得信赖的人工智能程序,最终实现通用人工智能(AGI)。但无论如何,日益庞大的知识库在面对具体行业应用而言是混沌不清的,尤其对于建筑这一横跨多种专业的学科,搭建能够调用云端知识库的工业软件平台,是未来建筑业成功集成AI技术的关键之一。


智能建造领域,有哪些方面的能力是你无法攻克的?

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实际执行能力: 我只是一种语言技术,并不能直接执行建造工作,同时对于涉及到专业知识和经验的实际问题,我的作用也是有限的。


对于复杂的建造项目的评估能力: 智能建造领域的评估需要许多专业知识,因此对于复杂的项目,我可能难以给出准确的评估。



总而言之,AI技术逐步开始影响建筑土木行业,这已是无需怀疑的事实,如何将行业与AI技术集成并验证其实际可行性,将成为我们密切关注的话题。



ChatGPT x RoBIM = ?


“有问必答”的ChatGPT通过链接到其他数据库检索信息,似乎能够作为行业数据库的基础,但在某些垂直细分领域,目前并没有一个完善的数据库可以提供给AI用作训练,这势必会导致偏颇或不准确的回答。因而行业若要实现AI技术的集成,需要一个能够调用,训练AI,甚至搭建细分行业数据库的软件平台。


另一方面,行业软件平台可充分利用ChatGPT作为人类语言模型的巨大优势,可极大降低工业软件的使用门槛与使用难度,并缩短大量标准流程的操作成本。例如,原本需要掌握复杂的几何甚至代码知识才能操控某些工业软件,但借助ChatGPT,操作员或许仅需输入简洁而直白的文字指令,便能生成图形或者代码。


为实现在未来与AI技术对接,将数据转化为生产力,由大界自主开发的工业软件RoBIM面向智能建造行业,以其强大的数字孪生智能算法、多样化的图形库工艺库以及低代码的人机交互界面,打通设计模型数据与机器人运动规划,实现从CAD到CAM的一键生产。在未来通过与AI技术集成,或将更进一步降低操作门槛,减少操作步骤,最终实现将人类指令转化为生产力。



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ChatGPT丝滑接入工业软件RoBIM——比心❤️


同时,RoBIM在实践应用中积累经验,将经验以数据形式整合进行业数据库,在RoBIM中对建筑工程图纸、建筑BIM模型进行初始输入后,机器人即可自主识别并快速生成加工路径,用户无需掌握任何编程语言和建模技术就能对建筑数据进行有效的读取、分析、拆解和更新,转变成具有生产定义的三维模型,实现数据驱动工业机器人自动化、智能化生产。


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基于在建筑领域的技术积累及落地经验,大界积极与国内高校进行产学研合作,针对建筑领域的不同细分专业,如土木、设计、室内、景观等,提供工业软件RoBIM驱动的教育产品及服务,携手高校培养复合型人才,助力智能建造产业的转型升级。


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通过RoBIM软件的低代码,图形化编程技术,师生可对机器人生产建造全流程进行虚拟仿真实验,更好地了解建筑材料的特性及成型工艺。另外软件提供二次开发接口,可与各类数据搜索引擎,机器人和视觉传感器等智能硬件对接,满足不同教学设计方案的研究测试的需求,在AGI技术的加持下,RoBIM可以更快地帮助师生将设计概念转变为可生产的建筑产品。



ChatGPT x 智能建造实验室 = ?


在AI赋能的未来,学生会有更快的数据搜集能力与方案产出能力,但想法的实现除了软件的赋能更需要硬件的承接。因此为进一步帮助师生更充分地了解RoBIM的具体使用场景与生产能力,以及智能建造所涉及的不同材料工艺,大界提供基于RoBIM软件驱动的智能机器人实验室,助力师生实现“Thinking”到“Making”的无缝衔接。


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智能建造实验室提供了十余门关于机器人制造技术和材料工艺的课程板块,充分结合RoBIM的开放性与精确性,通过仿真操作帮助师生更好地探索真实场景中的实验任务。目前实验室已包含多种品牌,型号的机器人,十余种机器人加工工艺,如编织技术,3D打印技术,铣削技术等,以及与此对应的末端执行器,覆盖多种建筑材料,如纤维,金属、塑料,木材,混凝土等。


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借助可与AI技术集成的工业软件RoBIM,师生通过简易明了的操作步骤,即可在虚拟实验室中实现对机器人的控制模拟。同时基于数字孪生技术,虚拟实验室中的仿真测试即是真实加工场景的预演,因此即便对于复杂的加工流程,师生也能在虚拟实验室中进行快速模拟与验证,从而提高研究效率,降低研究成本。




大界机器人高校案例分享


2020年,住建部等13部委联合发布了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,“十四五”规划也指出,要以工业软件、装备为核心,以数据为基础,强化人才培养,推动智能建造的发展。然而智能建造是跨学科技术应用的集合,人才的培养目前处于相对滞后状态,因此为高校赋能,助力智能时代的复合型人才培养是为重中之重。


为此,基于RoBIM+智能建造实验室,大界已为浙江大学,华南理工大学,西安建筑科技大学,西交利物浦大学、南通大学等高校提供先进的多工艺多材料的实验室软硬件建设,并配合专业老师进行课程设计,内容包含智能建造导论、数字软件教学、机器人建造实践,逐渐形成了一套面向智能建造新学科的复合型人才培养方案,适应人工智能新时代的发展需求。


2022年底大界又与哈尔滨工业大学,天津大学,武汉轻工大学,西南交通大学,大连理工大学等高校进行合作,预计2023年中,将会陆续交付给到各个高校进行使用。



 浙江大学 




2018年大界与浙江大学建筑工程学院联合建立数字建造实验室,在此后四年间陆续为该实验室提供了RoBIM软件平台以及包括热线切割,3D打印,木结构加工等机器人设备,今年大界又为该实验室增添了先进的金属打印设备及视觉系统,帮助学生更好地对多品类建筑材料和数字建造工艺进行深入探索,完成科研课题。


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浙江大学数字化设计与机器人建造课程《热塑成型》


 华南理工大学 


2019年大界与华南理工大学建筑学院共建数字建造实验室,在该实验室中 ,师生通过RoBIM软件平台提供的机器人实时控制系统,实现了机械臂3D打印工艺和木结构铣削工艺的应用。同时,学生的课程项目和毕业设计都可以通过该实验室机器人加工工艺以及软件的联动,实现从模型设计到生产建造的一键打通,完成1:1的全尺度设计作品。


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西安建筑科技大学 




2021年大界与西安建筑科技大学建筑学院依托于该校西部绿色建筑国家重点实验室,共建数字建造实验室,该实验室运用大负载的工业机械臂,集成塑性材料3D打印,木构、泡沫铣削减材,柔性工装等系统设备,通过自动更换末端工具头,即可实现一台机械臂完成多材料,多工艺的建造课程教学,高效利用了实验室场地。


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面对正在发生的智能化转变,建筑行业在未来又将需要怎样的人才,学科教育又将以什么作为培养目标?对此我们相信,新型复合型人才的首要要求便是能够运用正确的工具,快速整合跨学科与多行业知识完成创新,并最终实践的能力,除此之外同样需要批判性的思维,对新知识的学习能力,以及解决实际问题的能力。大界希望通过RoBIM软件的行业智慧和智能机器人的创造力,培养出用新的思考力推动新的生产力的行业新生力量。


如果你想拥抱人工智能时代的浪潮,体验硬核且有趣的研究,欢迎加入大界教育部。我们正在招募实习生若干,由资深导师带队,学习最前沿的智能建造技术。



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