研究表明，人工智能已經(jīng)可以設(shè)計(jì)出比人類更好的城市

想象一下，生活在一個(gè)涼爽、綠色的城市里，公園林立，人行道、自行車道和公共汽車林立，幾分鐘內(nèi)將人們運(yùn)送到商店、學(xué)校和服務(wù)中心。

那個(gè)微風(fēng)拂面的夢(mèng)想是城市規(guī)劃的縮影，封裝在15分鐘城市，所有基本需求和服務(wù)都在一刻鐘之內(nèi)，改善公共衛(wèi)生并降低車輛排放。

人工智能可以幫助城市規(guī)劃者更快地實(shí)現(xiàn)這一愿景，中國(guó)清華大學(xué)研究人員的一項(xiàng)新研究展示了如何機(jī)器學(xué)習(xí)可以在很短的時(shí)間內(nèi)生成比人類更有效的空間布局。

自動(dòng)化科學(xué)家于正及其同事希望找到新的解決方案來(lái)改善我們的城市，這些城市正在迅速變得擁擠和具體。

他們開(kāi)發(fā)了一個(gè)人工智能系統(tǒng)來(lái)解決城市規(guī)劃中最繁瑣的計(jì)算任務(wù)，并發(fā)現(xiàn)它產(chǎn)生的城市規(guī)劃在三個(gè)指標(biāo)上比人類設(shè)計(jì)高出約50%：服務(wù)和綠地的可及性以及交通水平。

從小處著手，Zheng及其同事的任務(wù)是設(shè)計(jì)只有幾平方公里（約3×3個(gè)街區(qū)）的城市區(qū)域。

經(jīng)過(guò)兩天的培訓(xùn)，并使用多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，人工智能系統(tǒng)搜索了理想的道路布局和土地利用，以適應(yīng)15分鐘城市的概念和地方規(guī)劃政策和需求。

雖然鄭及其同事的人工智能模型具有一些功能，可以將其用于規(guī)劃更大的城市區(qū)域，但設(shè)計(jì)整個(gè)城市將更加復(fù)雜。研究人員估計(jì)，起草一個(gè)由4×4個(gè)街區(qū)組成的社區(qū)包含的規(guī)劃決策是3×3個(gè)街區(qū)的兩倍。

但是，即使是在規(guī)劃過(guò)程中的幾個(gè)步驟自動(dòng)化也可以節(jié)省大量時(shí)間：人工智能模型在幾秒鐘內(nèi)計(jì)算出某些需要人類規(guī)劃人員50到100分鐘才能完成的任務(wù)。

研究人員說(shuō)，自動(dòng)化城市規(guī)劃中最耗時(shí)的任務(wù)將使規(guī)劃者能夠?qū)Ｗ⒂诟咛魬?zhàn)性或以人為本的任務(wù)，例如公眾參與和美學(xué)。

鄭及其同事設(shè)想他們的人工智能系統(tǒng)不是人工智能取代人，而是作為城市規(guī)劃者的“助手”，他們可以生成由算法優(yōu)化的概念設(shè)計(jì)，并由人類專家根據(jù)社區(qū)反饋進(jìn)行審查、調(diào)整和評(píng)估。

這最后一步是優(yōu)秀設(shè)計(jì)的核心，麻省理工學(xué)院（MIT）研究科學(xué)家保羅·桑蒂（Paolo Santi）寫(xiě)在對(duì)這項(xiàng)研究的評(píng)論中。

城市規(guī)劃“不僅僅是為建筑物、公園和功能分配空間，而是設(shè)計(jì)一個(gè)城市社區(qū)將生活、工作、互動(dòng)并希望在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)蓬勃發(fā)展的地方，”他寫(xiě).

通過(guò)將他們的人類人工智能工作流程與純?nèi)祟愒O(shè)計(jì)進(jìn)行比較，Zheng及其同事發(fā)現(xiàn)，協(xié)作過(guò)程可以將基本服務(wù)和公園的訪問(wèn)量分別增加12%和5%。

研究人員還調(diào)查了100名城市設(shè)計(jì)師，他們不知道他們被要求選擇的計(jì)劃是由人類規(guī)劃師還是人工智能生成的。人工智能的一些空間設(shè)計(jì)贏得了更多的選票，但對(duì)于其他計(jì)劃，調(diào)查參與者沒(méi)有明顯的偏好。

真正的考驗(yàn)當(dāng)然是這些規(guī)劃所建的社區(qū)，通過(guò)減少噪音、熱量和污染來(lái)衡量，以及更好的城市規(guī)劃有望帶來(lái)的公共衛(wèi)生改善。

該研究已發(fā)表在自然計(jì)算科學(xué).

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