Arkkitehtiopiskelijat suunnittelivat tekoälyn avulla sosiaalisia innovaatioita Lontooseen

Ethelburgan alue Batterseassa, Lontoossa, Englannissa, on lähitulevaisuudessa kaupunkiuudistuksen kohteena. Alueen sijainti kaupunkikuvassa on keskeinen: se sijaitsee aivan Thames-joen rannalla, joen toisella puolen on arvostettu Chelsean asuinalue.

Alueella sijaitsee myös Aalto-yliopiston verrokkiyliopisto Royal College of Artin kampus. Yliopiston edistyksellinen Intelligent Mobility -yksikkö kehittää ratkaisuja liikkumiseen ja visioi tulevaisuuden ympäristöjä palvelumuotoilun avulla.

Nyt yksikkö mietti Aalto-yliopiston arkkitehtuurin laitoksen opiskelijoiden ja paikallisten toimijoiden kanssa, miten kehittää tätä sodan jälkeen rakennettua lähiötä keskellä kaupunkia. Millainen sosiaalinen ja fyysinen kaupunkiuudistus olisi hyvä? Mitä ovat tulevaisuuden sosiaaliset innovaatiot?

Kysymyksiin paneutuivat syksyn ja talven aikana The Dance of Life -kurssilla Aalto-yliopiston arkkitehtuurin ja sisustusarkkitehtuurin opiskelijaryhmä sekä kaksi kaupunkimaantieteen opiskelijaa Helsingin yliopistosta.

”Teimme kurssilla pioneerityötä laadullisen evolutionaarisen suunnittelun kehittämiseksi osana kestävän kehityksen murrosta”, kertoo kurssin vetäjä, arkkitehtuurin suunnittelumenetelmien professori Antti Ahlava. ”Pohdimme, miten fyysinen ja toiminnallinen suunnittelu voidaan tuoda yhteen uusilla menetelmillä kestävällä tavalla.”

Kurssi järjestettiin osana Aallon johtamaa ja Business Finlandin rahoittamaa Luovan talouden tutkimushanketta, jossa on mukana viisi kotimaista arkkitehtitoimistoa ja Tampereen yliopisto. Hankkeen tavoitteena on edistää kestävämpää ja digitaalisempaa yhteiskuntaa, vahvistaa luovan talouden yritysten ja tutkimusorganisaatioiden yhteistyötä ja kehittää ja soveltaa uusia digitaalisia ratkaisuja.

Tekoälyn avulla parempaa laadullista suunnittelua

Kurssilla sovellettiin uusia digitaalisia ratkaisuja muun muassa käyttämällä kuvantavaa tekoälyä suunnittelun laadullisten kriteerien havainnollistamiseen ja vaihtoehtojen tuottamiseen.

Arkkitehtuurin tavoitteena on muun muassa luoda kestäviä asumisen muotoja ja erilaisia laadullisia kriteereitä täyttäviä esimerkkejä. Ahlava uskoo, että tekoäly voi olla näiden yhdistämisessä avuksi, ja auttaa tuomaan syvyyttä evolutionaariseen suunnitteluun. Evolutionaarinen suunnittelu on luonnonmukainen prosessi, joka pohjautuu kriteereihin, jalostamiseen ja optimointiin.

Ahlava peräänkuuluttaakin fyysisen suunnittelun ja palvelumuotoilun yhdistämisen tähdellisyyttä kaikessa suunnittelussa. Sitä myös syksyn kurssilla tavoiteltiin.

Arkkitehtuuria varten on aiemmin kehitetty evolutionaarisesti toimivia laskennallisia apuvälineitä, jotka tuottavat napin painalluksella vaihtoehtoja ja mittaavat fyysisiä ominaisuuksia, esimerkiksi luonnonvalon määrää tai liikkumistilojen tehokkuutta. 

”Kuitenkaan evolutionaarista periaatetta ei ole vielä juuri hyödynnetty ihmisten sosiaalisen ja elämismaailman laadullisessa suunnittelussa eli esimerkiksi paikan henkeen, tilakokemuksiin, luovuuteen, yhteisöllisyyteen, ainutlaatuisuuteen, ilmapiiriin, aistikokemuksiin, estetiikkaan, tai arkkitehtuurin dramaturgiaan liittyvissä kysymyksissä”, Ahlava kertoo. 

Ennen Lontoota kurssi harjoitteli sekä laadulllisen evolutionaarisen metodin että tekoälyn käyttöä Tervasaaren kehittämiseen Helsingissä, missä kurssi teki yhteistyötä myös japanilaisen Shibauran teknillisen instituutin opiskelijoiden kanssa. Yhteistyössä syntyi oivallus siitä, että arkkitehtuurissa evolutionaarinen suunnittelu liittyy aina joko rakentamisen paikan, tyypin tai ominaisuuden evoluutioon.

Lontoossa työskentelyn lähtökohtana oli tuoda yhteen Battersean alueen eri ajallisia kerrostumia, toiminnallisia ulottuvuuksia ja eritaustaisia nykyisiä ja tulevia kaupunkilaisia. Keskeistä kurssilla oli ideoida alueelle uusia sosiaalisia innovaatioita eli ratkaisuja, jotka lisäävät hyvinvointia, vähentävät ongelmia ja tuovat ihmisiä yhteen.

Alueella on jo paljon yhteisöllisyyteen pohjautuvia toimintoja ja palveluita, kuten asukkaiden yhteisiä kokoontumistiloja, hyötypuutarha ja muun muassa nyrkkeilysali. 

Pohdittavana olikin esimerkiksi, miten nykyistä paremmin yhdistää julkisia ja yksityisiä tiloja, tuoda yhteen eri ikäisiä ja taustaisia kaupunkilaisia sekä miten kannustaa ihmisiä yhteisöllisyyteen. Ryhmät tekivät myös taustahaastatteluja asukkaiden, virkamiesten ja poliitikoiden parissa. 

Opiskelijat valitsivat itse laadulliset kriteeri ja arviointitavat ja opettelivat käyttämään tekoälyä apuna.

”Kun tekoälyä hyödynnetään suunnittelussa, keskeistä on tekstimuotoinen pyyntö tai kuvailu, jolla ohjelmaa pyydetään luomaan suunnitelma. Näitä ohjaavia kehotteita, prompteja, opeteltiin tuottamaan pohjautuen tutkimustietoon laadullisista kriteereistä ja kehittämään niitä kohti hyödynnettäviä ja kokonaisvaltaisempia suunnitelmavaihtoehtoja”, Ahlava kertoo. Vaihtoehtojen arviointia myös joukkoistettiin.

Uusi menetelmällinen ratkaisu kurssilla oli myös se, että opiskelijat esittivät lopputyönsä normaalien suunnitelmapiirrosten lisäksi videona. Osana Luovan talouden tutkimushanketta testattiin, voiko videoihin pohjautuvaa kerrontaa hyödyntää arkkitehtuurissa laajemminkin. Ahlava uskoo, että videon käyttö voi lisätä suunnitelmien ymmärrettävyyttä ja houkuttelevuutta.

Professori Antti Ahlava arvioi töiden antia:

Liina Kiviö: "Sosiaalinen ja kulttuurinen perintö"

"Keskeinen sosiaalinen innovaatio Liinan ryhmän Tervasaari-työssä oli arkkitehtuuri, joka lisäisi moniaististen kokemusten määrää ja laatua. Visuaalista tekoälyä kehotettiin runolliseen tyyliin ehdottamaan parannuksia saarelle tyypillisiin visuaalisiin, tunto- ja ääniominaisuuksiin. Ryhmä kehitti mittauskriteerinsä ja suunnittelukonseptinsa hyödyllisen, räätälöidyn kidediagrammin pohjalta. 

Liina pystyi jalostamaan jo olemassa olevia paikallisia piirteitä myös Ethelburga-työssään, keskittyen sosiaalisen ja kulttuurisen jatkuvuuden evoluutioon tällä esikaupunkialueella. Työ sisälsi uudelleentulkintoja sellaisista suunnittelukonsepteista kuin "pääkatu", "lisäkerrokset" ja "rakennustyyppien sekoittaminen". Tekoälyä innoitettiin tuottamaan "innovatiivisia puistoja" ja "viherkattomaisemaa". Alueen uudet ja vanhat rakennukset muodostavat toimivan ja leikkisän, monipuolisen kokonaisuuden."

Karolin Kull: "Uudelleenkuvittelua infrastruktuurin kautta"

"Vastavoimana modernin arkkitehtuurin tylsille ja yksitoikkoisille kokemuksille Karolinin ryhmän Tervasaari-projektin laadulliseksi aiheeksi valikoitui arkkitehtuurin dramaturgia. Ryhmä tutki aiempia tapoja arvioida dramaturgiaa arkkitehtuurissa ja kehitti näiden pohjalta arviointikriteerinsä. Tuloksena oli teemavyöhykkeitä, kiehtovien näkymien maksimointia ja ympärivuotisen käytön suunnittelua. 

Ethelburga-työssään Karolin pyrki sosiaalisiin innovaatioihin ympäristösuunnittelun keinoin yhdistämällä eri infrastuktuureja, kuten luonnon, sosiaalisen maailman ja liikkumisverkon. Hänen työnsä tuotti luovia ideoita tulvien, passiivisen elämän ja sosiaalisen eriarvoisuuden vähentämiseksi. Karolin käytti tekoälyä monimuuttujaiseen optimointiin ja suunnitteluvaihtoehtojen keksimiseen. Sukupolvia yhdistävät tilat ja biologinen monimuotoisuus luovat pohjan ympäristötietoiselle kaupunginosalle."

Eeva Rosenqvist: "Yhteisöllisyys"

"Eevan ryhmä purki alkutekijöihinsä sen, kuinka eri toimintojen paikat yleensä valitaan arkkitehtuurissa. Tämän jälkeen he sovelsivat havaintojaan Tervasaaren kehittämiseen. Yhteisöllisyys oli Eevan laadullisena teemana hänen Ethelburga-työssään, jossa hän käytti tekoälyä taitavasti populaatiovaihtoehtojen kehittämisessä. Eevan paikallinen evolutionaarinen tyyli sai kiitosta, kuten myös hänen ideansa esimerkiksi puistojen uusista käyttötarkoituksista."