Thông tin KHCN
 
Những công nghệ kiến trúc nổi bật trong năm 2017
5/14/18 4:00 PM

Mỗi năm trôi qua, thế giới lại chứng kiến sự xuất hiện của nhiều công nghệ mới nhằm tới đối tượng sử dụng là kiến trúc sư, nhà thiết kế. Những cải tiến trong lĩnh vực này khá ấn tượng, song không phải mọi ý tưởng đều có thể ứng dụng được vào thực tế. Tác giả bài báo sẽ điểm qua một số công nghệ mới có nhiều cơ hội ứng dụng hơn cả trong lĩnh vực kiến trúc.  

Các tấm pin mặt trời tích hợp dùng cho mái nhà

Cuối năm 2016, Elon Musk (người đứng đầu các Tập đoàn Tesla Motors và SolarCity – những người khổng lồ trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, xe ô tô điện và năng lượng mặt trời) đã giới thiệu công nghệ panel pin mặt trời được thiết kế để lắp đặt trên các mái nhà. Những tấm mái như vậy không giống như các pin mặt trời điển hình. Đối với thị giác của mọi người, các tấm lợp không khác gì lớp mái thông thường bằng kính, đá phiến hay ngói, song có thể tích hợp năng lượng mặt trời rất mạnh. Elon Musk dự kiến sẽ giới thiệu với thị trường các tấm lợp này trong năm 2017.

Công nghệ nhà thông minh

Các cải tiến trong ngôi nhà thông minh đã xuất hiện khá nhiều trong những năm gần đây - từ chiếc nồi của hãng Panasonic có thể tự pha chế nước sốt cho tới bộ điều chỉnh nhiệt không dây của hãng Nest có thể mô phỏng hành vi của gia chủ để tự động điều chỉnh nhiệt độ trong nhà, hoặc loa thông minh của Amazon Echo có thể truyền lệnh bằng giọng nói của chủ nhà tới các thiết bị khác.

Tuy tính năng của các thiết bị thông minh rất ấn tượng, nhưng vẫn phải có một phương thức nhất định để phối hợp hoạt động của tất cả thiết bị một cách hài hòa và tạo sự tương tác giữa chúng. Khi các nhà sáng chế liên kết chặt chẽ hơn với các kiến trúc sư, kỹ sư và nhà xây dựng, công nghệ nhà thông minh sẽ trở thành một phần trong cuộc sống, đi vào các thiết kế và trở nên không thể thiếu.

 


Thiết kế dựa trên các phần mềm (generative design)

Tức là tạo ra các hình ảnh trực quan nhờ các thiết bị không chỉ biết tư duy mà còn biết xác định tính thẩm mỹ của sản phẩm. Trong thực tế, đây là quan hệ đối tác sáng tạo giữa con người và một phần mềm sử dụng thuật toán nhất định để xử lý dữ liệu trực quan. Thiết kế dựa trên phần mềm đề ra các mục tiêu rất cao khi sử dụng hàng nghìn (thậm chí hàng triệu) phương án thiết kế khác nhau.

Thiết kế bồi đắp (additive design)

Cùng với thiết kế dựa trên phần mềm, công nghệ bồi đắp - tức là in 3D ở quy mô công nghiệp cũng đang ra gây sự chú ý lớn. Đây là quá trình tạo ra vật thể thật trong không gian ba chiều với vật liệu được bồi đắp từng lớp và hình thành nên vật thể theo sự điều khiển của máy tính.

Vật thể có thể có hình khối bất kỳ và được đảm bảo thiết kế nhờ mẫu thiết kế 3D trong phần mềm đồ họa máy tính, hoặc các file thiết kế chuyên dùng như AMF.

Nhiều doanh nghiệp xây dựng của Trung Quốc và UAE đã thường xuyên áp dụng và cho thấy khả năng to lớn của công nghệ này. Một trong những thành tựu nổi bật nhất trong lĩnh vực này thuộc về Tập đoàn Autodesk. Bằng cách trang bị một robot công nghiệp có 06 trục với một máy đùn ép polymer đặc biệt, Autodesk đã xây dựng phần mềm cho phép chế tạo những kết cấu phức tạp được điều khiển bằng hệ máy tính thông thường.

 

Ứng dụng di động

Càng ngày điện thoại càng tiệm cậm hơn tới cấp độ của một chiếc máy tính xách tay đầy đủ giá trị. Điện thoại thông minh đã được các kiến trúc sư sử dụng từ lâu, nhưng chỉ thời gian gần đây, các ứng dụng di động mới chuyển từ hình thức giải trí sang những công cụ thực sự mang tính chuyên môn. Ngoài các Tập đoàn lớn như Graphisoft và Autodesk, các doanh nghiệp vừa và nhỏ cũng tham gia cung cấp các ứng dụng hữu ích phục vụ tất cả các giai đoạn của dự án, từ việc hình thành ý tưởng đến thi công xây dựng trên thực tế.

Điện toán đám mây

Trong vòng 05 năm trở lại đây, sự phát triển công nghệ BIM tại Mỹ đã vượt ngưỡng 400%. BIM là công nghệ mô hình hóa thông tin của các công trình, tức là thu thập và xử lý mọi thông tin về công trình xây dựng - từ kết cấu - kiến trúc đến công nghệ, kinh tế... Nhờ BIM, công trình được thiết kế như một chủ thể toàn vẹn và thống nhất. Trong trường hợp các tham số trong một lĩnh vực nào đó thay đổi, các tham số trong lĩnh vực khác cũng tự động thay đổi tương ứng. Kiến trúc, kỹ thuật và xây dựng là ngành công nghiệp đa diện, trong đó có sự tham gia của nhiều người. Và điều cực kỳ quan trọng là mỗi người tham gia dự án đều có thể thường xuyên tiếp cận tất cả các thông tin cần thiết. Tác vụ này được công nghệ điện toán đám mây giải quyết. Cho đến nay, tổ hợp nền tảng đầy đủ cho hoạt động của điện toán đám mây (về kiến trúc) mới chỉ có một vài công ty trên thế giới có thể cung cấp. Các kiến trúc sư và các nhà thiết kế đang kỳ vọng trong tương lai gần, xu hướng này sẽ phát triển mạnh mẽ.

Thực tế ảo (VR)

VR (Virtual Reality) là công nghệ đưa con người vào một thế giới ảo do máy tính tạo ra, có thể chuyển bạn từ môi trường với những đồ vật có thật ở xung quanh sang một môi trường ảo - nơi bạn thực sự trở thành một phần của nó và tương tác với nó theo những cách khác nhau. Bên cạnh việc tạo ra cho người dùng các trải nghiệm về hình ảnh ảo, công nghệ VR còn tương tác với họ qua những giác quan khác như thính giác, khứu giác và xúc giác.

Công nghệ VR đã có từ những năm 1990. Giai đoạn đầu, những sản phẩm VR hầu hết đều thất bại vì nhiều lý do: khả năng xử lý của máy tính chưa đủ, chưa phổ biến, chi phí thiết bị quá đắt, trải nghiệm chưa tốt (đây là lý do lớn nhất).

Đặc tính của thực tế ảo là sự hòa nhập (immersive). Thuật ngữ này mô tả cảm giác của khách hàng khi được đưa vào thế giới VR. Đặc tính này đã được các nhà thiết kế chú ý trong vài năm gần đây. Với lợi thế tách đôi không gian thực và ảo, mang khách hàng tới một không gian mới, các nhà xây dựng không mấy khó khăn trong việc chinh phục khách hàng, marketing sản phẩm của mình một cách thuận lợi, trong khi tiết kiệm thời gian và chi phí đi lại cho khách hàng. VR được ứng dụng trong nhiều dự án nhà đất và xây dựng, để khách hàng có thể quan sát trực quan toàn bộ công trình một cách chân thật nhất, và cùng một lúc, tại cùng một vị trí có thể quan sát được rất nhiều mẫu mã, thực hiện nhiều lựa chọn khác nhau.

Sự phổ biến ngày càng rộng rãi của công nghệ VR hiện đang gây nhiều tranh luận - đây chỉ là một sở thích nhất thời hay là một kỷ nguyên công nghệ mới? Các kiến trúc sư có sử dụng VR để phối hợp công việc và trình bày ý tưởng của mình với khách hàng không? Một vài doanh nghiệp đã cung cấp cho khách hàng khả năng “dạo chơi” trong các không gian rộng lớn của dự án xây dựng thông qua công nghệ VR. Những thử nghiệm ban đầu có tiềm năng rất lớn để áp dụng rộng rãi trong tương lai gần, góp phần làm sinh động hơn công việc của các kiến trúc sư; và các nhà sản xuất phần mềm của công nghệ BIM cũng đang hướng tới khả năng của công nghệ thực tế ảo.

Thực tế ảo tăng cường (AR): là công nghệ được phát triển từ công nghệ VR vừa đề cập ở trên, là những hình ảnh thực tế trước mắt được “tăng cường”, bổ sung thêm các thông tin ảo, qua đó những hình ảnh này trở nên phong phú, sinh động hơn nhiều so với các hình ảnh ảo. Nếu VR là một thế giới hoàn toàn ảo do máy tính tạo ra thì AR lại là thế giới thực ở trước mắt được tăng cường thêm các hình ảnh hoặc thông tin ảo.

Để trải nghiệm được công nghệ này cũng cần dùng đến loại kính thông minh chuyên dụng hỗ trợ. Loại kính AR thông dụng nhất là HoloLens của hãng Microsoft. HoloLens cho phép đặt trực tiếp các hình ảnh ảo lên không gian và tương tác trực tiếp với chúng. HoloLens được trang bị cảm biến để nhận dạng cử chỉ ngón tay, từ đó tạo ra các hình ảnh mà người sử dụng có thể quan sát.

Cũng như VR, AR đang dần thể hiện vai trò của mình trong lĩnh vực kiến trúc và thiết kế. Chẳng hạn, sử dụng kính Hololens sẽ có thể lên kế hoạch xây dựng công trình, các tư liệu để marketing cũng như các tư liệu 2D khác trên mô hình BIM 3D. Với sự phát triển của các thiết bị di động, thực tế tăng cường trở thành một phần không thể thiếu trong các quy trình làm việc ở các lĩnh vực kiến trúc, xây dựng và thiết kế.

Màn hình cảm ứng dành cho CAD và BIM

Các màn hình cảm ứng thường được sử dụng để xem xét các bản vẽ khi đang di chuyển; tuy nhiên công nghệ vẫn chưa được phát triển tương xứng và cần một cấp độ mới về năng lực điều hành và tính chính xác. Có thể lấy sản phẩm của Microsoft Surface Studio làm ví dụ: màn hình cảm ứng 28 inch trên chân đế biến thiên, với tay cầm và chức năng bấm số (dial). Tiện ích này sẽ trở thành động lực cho sự phát triển và hoàn thiện màn hình cảm ứng dành cho các kiến trúc sư và các nhà thiết kế.

Chức năng bấm số (Dial): là khả năng nhập dữ liệu đã đề cập trên đây, song có đầy đủ giá trị để xếp vào một chức năng riêng biệt. Không chỉ đơn thuần dòng thông tin được nhập lên màn hình, mà một bộ điều khiển có thể xoay sẽ cung cấp các loại công cụ khác nhau tùy theo nhiệm vụ của người sử dụng. Thiết bị xúc tác này có tiềm năng phát triển và phổ biến như chuột máy tính. Hiện những tên tuổi lớn như các hãng Adobe và Autodesk đang tiếp cận công nghệ này, và chức năng Dial được kỳ vọng sẽ sớm xuất hiện trong làng kiến trúc chỉ trong vài năm tới./.


Nguồn: Bản tin điện tử trường ĐH Kiến trúc Saint Petersburg tháng 10/2017
ND: Lệ Minh 

 

 


Các bài mới
Các bài đã đăng

LIÊN KẾT WEBSITE