Jenny Sabin zit hoog op een schaarlift, haar hoofd steekt door een opening van de poreuze stofstructuur die ze probeert uit te rekken op het exoskelet van haar installatiestuk, die is opgehangen in het luchtige atrium van gebouw 99 op Microsoft's Redmond, Washington, campus.

Even verslagen, ze pauzeert en kijkt op.

"Het wordt prachtig, " ze zegt.

"Het" is een gloeiende, doorschijnend en etherisch paviljoen dat Sabin en haar Microsoft-medewerkers beschrijven als zowel een onderzoekstool als een blik in een toekomst waarin architectuur en kunstmatige intelligentie samensmelten.

"Naar mijn weten, deze installatie is de eerste architecturale structuur die in realtime wordt aangedreven door kunstmatige intelligentie, " zei Sabine, hoofdontwerper bij Jenny Sabin Studio in Ithaca, New York, die het paviljoen ontwierp en bouwde als onderdeel van Microsoft's Artist in Residence-programma.

De structuur van twee verdiepingen, gemaakt van 3D-geprinte knooppunten, glasvezelstaven en stof digitaal gebreid met fotoluminescerend garen, gebruikt AI om geanonimiseerde gegevens over gezichtsuitdrukkingen te vertalen, lawaai, stemtonen en taal tot een gechoreografeerde dans van kleur en licht.

Door kunst en architectuur te gebruiken om informatie te visualiseren die wordt verzameld door microfoons en camera's die op verschillende locaties in het gebouw zijn geplaatst, Ontwerpers en onderzoekers van Microsoft hopen het denken over AI in ons leven te stimuleren door middel van interactieve architectuur.

"Kunstenaarstalent, creativiteit en menselijkheid spelen een belangrijke rol bij technische innovatie, " zei Eric Horvitz, directeur van de onderzoeksorganisatie van Microsoft en voorzitter van de Aether-commissie van het bedrijf, dat zich richt op de verantwoorde ontwikkeling en inzet van AI-technologieën, inclusief problemen rond gevoelig gebruik van AI, vooroordelen en eerlijkheid van AI-systemen, en mens-AI interactie en samenwerking.

Het Artist in Residence-programma, hij legde uit, werd opgericht om kunstenaars uit te nodigen om ideeën op het snijvlak van kunst en computerwetenschap te verkennen met de onderzoekers en ingenieurs van Microsoft en, algemener, "om vreugdevolle creatie en out-of-the-box denken in onze hele organisatie te stimuleren."

"Jenny's creatie, " hij voegde toe, "is een belichaming van mogelijkheden, verwachtingen en angsten over de toenemende invloeden van machine learning en patroonherkenningstechnologieën die de wereld doordringen in interessante, mooie - en tegelijkertijd potentieel invasieve en zorgwekkende - manieren."

'Een levend ademend ding'

Het project, genaamd Ada, weegt ongeveer 1, 800 pond. Het exoskelet bevat 895 unieke en op maat gemaakte 3D-geprinte knooppunten die 1, 274 glasvezelstaven in een web van zeshoeken die de stijve, ellipsvormig paviljoen.

"Hier zitten veel onderdelen in, " Sabin zat op een avond laat over een bord Thais afhaalmaaltijden te eten tijdens de wekenlange van het project, nauwgezette handmatige installatie.

Fotoluminescent textiel dat digitaal is gebreid in een poreus lichtgevend netwerk van cellen en kegels, wordt op het exoskelet geschroefd en loopt naar binnen toe om een ​​zachte binnenmuur te creëren, geeft Ada een honingraatgevoel.

Een één verdieping hoge tensegrity-kegel gewikkeld in nylon gaas, bespannen met gegroefde glasvezelkabels, hangt door de kern van Ada en zorgt voor compressiekrachten om de hele structuur in gecoördineerde spanning te houden.

Camera's en microfoons op verschillende locaties in gebouw 99 verzamelen geanonimiseerde gegevens die AI-algoritmen vertalen in veranderende intensiteiten van kleur en licht die worden weergegeven via adresseerbare LED's die in Ada's textiel zijn geweven en via podiumverlichting die de installatie omringen.

"Het is leven, ademend ding, en het is in het hart van het gebouw. Hoe verandert dat de psychologie van mensen over de ruimte waarin ze wonen en hoe ze die ruimte beïnvloeden, en vice versa?" zei Asta Roseway, een hoofdonderzoeksontwerper in het stedelijke innovatie-initiatief in het onderzoekslab van Microsoft in Redmond, die het Artist in Residence-programma leidt.

Inspiratie en disruptie

Roseway, die in 2015 het Artist in Residence-programma mede lanceerde zat eerder dit jaar op een bank in het luchtige hoekje van het atrium van gebouw 99 dat Ada uiteindelijk zou vullen en legde met een oor-tot-oor grijns uit dat wanneer mensen naar Ada glimlachen, Ada zal metaforisch naar hen glimlachen.

De installatie van Ada komt op het moment dat de volgende golf van AI - ingebedde intelligentie - van onderzoekslaboratoria overgaat naar producten en diensten die mensen elke dag tegenkomen. Dat, beurtelings, roept vragen en zorgen op over de integratie van AI in ons leven.

"Waar gaat dit heen? Waar leidt dit nog meer toe? Hoe kan dit anders evolueren? Zou dit werken voor zoiets als een ziekenhuis waar mensen zich kalm en beter moeten voelen?" zei Roseway.

Eerdere projecten in het Artist in Residence-programma hebben geleid tot reflecties over de toekomst van voedsel in een tijd waarin mensen en planten dankzij verbeterde zintuigen kunnen communiceren, verkenningen van technologieën die beeldende kunst openstellen voor mensen met een beperkt gezichtsvermogen, en kleding die reageert op persoonlijke hydratatieniveaus.

"Het programma is echt bedoeld om onszelf te inspireren en te ontwrichten, om ons uit onze bubbel te halen en de manier waarop we denken over een bepaald stukje technologie, " zei Mira Lane, een Microsoft-partnerdirecteur gericht op AI-ethiek en samenleving, die met Roseway begon samen te werken na het schrijven van een whitepaper over de waarde van kunstenaars voor de bedrijfsomgeving.

Bijvoorbeeld, ze zei, ontwerpers en ingenieurs creëren een technologie vaak met een specifiek zakelijk gebruiksscenario in gedachten. Wanneer kunstenaars in de ontwikkelingscyclus worden gebracht, ze zijn geneigd de technologie te exploiteren, breken en opnieuw bedraden op nieuwe manieren die de ogen kunnen openen voor mogelijke effecten, risico's en mogelijkheden voor verder onderzoek.

Lane en Roseway ontmoetten Sabin tijdens een inzamelingsactie voor de kunstacademie van de Universiteit van Washington in het voorjaar van 2017. Sabin, die opgroeide in de omgeving van Seattle en afstudeerde aan de Universiteit van Washington, werd uitgenodigd om een ​​keynote talk te geven over haar werk, waarbij ze nieuwe materialen en vormen, geïnspireerd door de natuur, vernieuwt die architectonisch ontwerp wegnemen van harde hoeken van 90 graden.

"Er was iets zo inherent verfrissend aan die visie, "zei Roseway. "Zou het niet fantastisch zijn om een ​​verhaal naar buiten te brengen waarin sommige van onze toekomstige woningen veel meer synchroon lopen met de natuurlijke vormen van de wereld en waarin intelligentie is ingebed?"

Er volgde een gesprek van 18 maanden over hoe een gedeeld project met Microsoft-onderzoekers eruit zou kunnen zien, zei Sabine. Vroege discussies waren gericht op het creëren van een mensgericht project dat gegevens op nieuwe manieren zou onthullen, het opduiken van het soort vragen rond vooringenomenheid en privacy dat Lane's groep over ethiek en samenleving onderzoekt.

"Er zijn veel immateriële structuren en ruimtelijke aspecten van gegevens die we niet echt kunnen zien, voelen of begrijpen zonder dat ze een ander soort materiële interface ontmoeten, " zei Sabin. "Wat ik super opwindend vind, is dat het project zelf kan vergemakkelijken, op een fundamenteel niveau, Onderzoek."

Computers leren om mensen beter te begrijpen

Microsoft-onderzoeker Daniel McDuff doet onderzoek naar technologieën die machines de mogelijkheid geven om de emoties van mensen nauwkeurig te voelen. Dat zou een intelligente assistent in staat kunnen stellen dingen te doen zoals herkennen wanneer een patiënt medicijnen heeft overgeslagen en een zorgverlener waarschuwen.

Computers die emoties voelen, kunnen ook gaming transformeren, toegankelijkheid en architectuur, hij merkte.

Zijn podium, die Ada drijft, pikt signalen op die gecorreleerd zijn met emotie. Algoritmen zetten de gegevens vervolgens om in getallen die gradiënten van sentiment vertegenwoordigen van negatief naar positief en mild naar intens. Ada, beurtelings, presenteert de gegevens door middel van kleur en licht.

McDuff en zijn collega's zullen de geanonimiseerde numerieke gegevens opslaan - ontdaan van alle video, audio en tekst om te voldoen aan de privacyvereisten van Microsoft - verzameld bij Ada gedurende drie jaar. Ze zullen het gebruiken om onderzoeksvragen te bestuderen, zoals hoe weerpatronen en actuele gebeurtenissen onze gezichtsuitdrukkingen beïnvloeden, stemtonen en taal en om te onderzoeken hoe gedragspatronen gedurende de dag veranderen.

"Ik heb naar mijn eigen gegevens gekeken, " merkte McDuff op. "Gemiddeld, Ik lach 's ochtends ongeveer twee keer zo vaak als' s avonds. Dat wist ik niet. Dat lijkt veel. Hopelijk zal dit project ons bewust maken van een aantal van dat soort patronen."

Deelname aan het project is optioneel en het privacyteam van Microsoft is geraadpleegd om te zorgen voor passende openbaarmaking en bescherming via anonimisering. McDufff zei dat werknemers de sensoren kunnen vermijden door het gebouw binnen te gaan via specifieke deuren en de ruime keukens te gebruiken. gemeenschappelijke ruimtes en vergaderruimtes los van het project.

Als mensen zich aanmelden voor het project (werknemers in gebouw 99 kunnen het systeem ook op hun lokale computers installeren en kiezen wanneer ze het aan en uit willen zetten), zullen we beter begrijpen hoe we elkaar beïnvloeden, merkte McDuff op.

"Gezamenlijk, we beslissen hoe we willen dat het gebouw die dag aanvoelt, " zei hij. "We hebben allemaal controle over onszelf, en we hebben controle over de manier waarop we anderen behandelen en ermee omgaan. Als ik vriendelijk ben tegen iedereen om me heen en ik hen aanmoedig om te glimlachen, Ik zal een grotere impact hebben op die visualisatie dan ikzelf alleen, omdat ik ervoor zal zorgen dat elk van hun sensoren een glimlach oppikt."

Het herkennen van de uitdrukkingen van mensen is vergelijkbaar met ander werk in AI gericht op het beter begrijpen van mensen, inclusief inspanningen om de doelen en intenties van mensen te begrijpen. Bijvoorbeeld, de intelligente assistent Cortana herkent wanneer mensen beloften doen aan anderen in e-mail en herinnert mensen aan hun verplichtingen wanneer ze deze anders misschien zouden vergeten.

Om deze AI-systemen goed te laten werken, ze moeten mensen beter begrijpen. De gegevens die van Ada worden verzameld, zullen McDuff helpen zijn systeem te verbeteren en, hij hoopt, een dialoog op gang brengen over het juiste gebruik van deze technologieën.

"Als ik mezelf in de ruimte van een buitenstaander probeer te plaatsen, het voelt vaak alsof technologiebedrijven de gegevens die ze over u meten, proberen te verbergen, "zei McDuff. "Deze installatie zendt die gegevens opzettelijk uit, en dat zal vragen oproepen die mensen niet altijd stellen."

Werken over disciplinaire grenzen heen

Nieuwsgierigheid weegt zwaar bij Sabin, die naast het runnen van een privépraktijk in het centrum van Ithaca een professor in architectuur is aan de Cornell University, waar ze haar studenten aanmoedigt om architectonisch ontwerp op een andere manier te benaderen.

"We denken vaak aan de architect als het tekenen van de servetschets, wat we het parti-diagram noemen, en dat wordt het grote idee voor het project. Terwijl ik zeg, laten we dat eens omdraaien en nadenken over hoe die uiteindelijke vorm voortkomt uit een reeks relaties, ' zei ze terwijl ze een rondleiding gaf door haar lab in de kelder van Cornells architectuurschool.

De planken van Sabins lab staan ​​vol met prototypes van haar unieke aanpak, zoals een opeenvolging van luchtige, poreuze 3D-geprinte stenen op basis van haar samenwerking met biologen en ingenieurs die leiden tot een nieuwe verbeelding van muren. Een eenzame nylon mouw gebreid met fotoluminescente garens hangt aan een ventilatieopening en verwijst naar haar onderzoek naar het samenspel van licht en waarneming dat zich in Ada manifesteert.

Diverse 3D-printers, een lasersnijder, oven en een robotarm die meer bekend is bij een auto-assemblagelijn, onthullen Sabins diepe duik in geavanceerde fabricagetechnieken die de manier waarop architecturale ontwerpen vorm krijgen in de wereld zouden kunnen veranderen. Ada's cellen en kegeltjes, bijvoorbeeld, worden gemaakt met een proces dat 3D digitaal breien wordt genoemd.

Naast het gebruik van tools uit andere disciplines, Sabin leert haar studenten hoe ze ideeën en methoden uit andere wetenschappelijke gebieden kunnen benutten en toepassen. Ze heeft 14 jaar met celbiologen gewerkt, materiaalwetenschappers en werktuigbouwkundigen om materialen en architecturale ontwerpen te innoveren die adaptief zijn, meeslepend en reagerend op de omgeving en de mensen die ze onderdak bieden.

"Hoe personaliseren we onze ruimtes? Hoe beginnen we na te denken over architectuur als meer fundamenteel menselijk en persoonlijk en als duurzaam, functioneel en performatief?" zei Sabin.

Opkomst van Ada

De scène in Jenny Sabin Studio aan de andere kant van de stad is meer cerebraal, minder makerruimte. Ontwerpers klikken op digitale modellen van Ada die op computerschermen worden weergegeven. Glazen boekenkastplanken zijn zwaar met herdenkingsbeelden en plaquettes. Een ingelijst krantenartikel over Lumen, een buiteninstallatie bij MoMA PS1 in Queens, New York, die het ontwerp van Ada informeerde, hangt achter Sabins opgeruimde bureau.

Sabin en haar team voeren het ontwerpwerk uit voor projecten in opdracht en tentoonstellingsstukken in de studio.

"Ik ben fundamenteel geïnteresseerd in hoe het onderzoek de architectuur beïnvloedt, niet alleen het onderwijzen en het denken, maar hoe het de levende architectuur beïnvloedt, " ze zei.

Op een koude maartdag eerder dit jaar, bijna-definitieve digitale weergaven van Ada lieten zien hoe de structuur het luchtige hoekje in het atrium van gebouw 99 zou vullen en gegevens zou vertalen in kleur en licht.

Sabin noemde de installatie naar Ada Lovelace, een 19 ^e eeuw polyhistor. in 1843, Lovelace stelde voor om ponskaarten te gebruiken om wiskundige vergelijkingen op te lossen op de analytische motor van de uitvinder Charles Babbage, een nooit gebouwde voorloper van de digitale computer. Destijds, ponskaarten werden gebruikt om het gemechaniseerde weefgetouw van Joseph Jacquard te programmeren om complexe stoffen zoals wandtapijten te weven.

"Ada wordt vaak gezien als de eerste computerprogrammeur, " zei Sabin. Het is bijzonder passend om de installatie ter ere van haar te noemen, Sabine heeft toegevoegd, omdat het project fabricagetechnologieën zoals 3D digitaal breien naar de visualisatie van gegevens brengt die AI aandrijven.

Architectuur ontmoet AI

Deze zomer ruim drie weken in gebouw 99, Sabine, Roseway en hun teams van onderzoekers, ontwerpers en ingenieurs verbonden knopen en staven met het exoskelet, spande de stof op zijn plaats, gespannen LED's, podiumlichten gemonteerd en de tensegrity-kegel opgehangen.

In de tussentijd, McDuffs sensoren begonnen gegevens te verzamelen in openbare ruimtes in het hele gebouw:het atrium, kantoorkeukens en gemeenschappelijke ruimtes.

Elke sensor heeft de grootte van een sleutelkastje en bestaat uit een webcamera en microfoon die zijn aangesloten op een zwarte doos ter grootte van een kabelmodem die gegevens via wifi naar een beveiligde Azure-database verzendt.

"Als ik ergens over klaag en ik ben boos en alles gaat fout, dan zal het dat hopelijk als negatief detecteren, en als ik gelukkig ben en het is zonnig buiten en positief, dan zal het detecteren dat, ", legt McDuff uit.

Horvitz, de directeur van de onderzoeksorganisatie van Microsoft, merkte op dat zijn teams de waarde van het gebruik van AI-technologieën als onderdeel van bouwactiviteiten al hebben onderzocht. Bijvoorbeeld, in 2012, zijn AI-team ontwikkelde en integreerde in Building 99 een systeem dat machine learning en detectie gebruikt om proactief liften te bestellen op basis van observaties van de patronen van mensen die door het gebouw bewegen. Het systeem blijft onderdeel van het dagelijkse leven in het gebouw.

Afzonderlijk, Schneider Electric, een wereldwijd bedrijf dat werkt aan de digitale transformatie van energiebeheer in huizen, gebouwen en industrie, werkt samen met Microsoft-onderzoekers om te testen of AI kan helpen de ecologische voetafdruk te verkleinen van HVAC-systemen die worden gebruikt om grote gebouwen te verwarmen en te koelen.

Naast toepassingen van realtime detectie en actie, AI begint ook een meer fundamentele rol te spelen in ontwerp en engineering, inclusief methoden die architecten helpen om out-of-the-box ontwerpmogelijkheden te verkennen onder de echte beperkingen van vorm, kracht en bruikbaarheid, merkte Horvitz op.

"Je kunt je andere toepassingen voorstellen, "voegde hij eraan toe. "Zoals, hoe kunnen omgevingen in de toekomst verschuiven om zichzelf meer bevorderlijk te maken voor samenwerking op basis van de deelnemers, en hun doelen en behoeften?"

De algoritmen van Ada zijn ontworpen om elke gegevensbron om te zetten in kleur en licht. Bijvoorbeeld, de onderzoekers denken dat het slimme canvas ook kan worden gebruikt om muziek te visualiseren, trillingen van het gebouw, het aantal mensen in een bepaalde ruimte en andere nog te bedenken scenario's.

"Iedereen hier, ' zei Roseway met een armgebaar over gebouw 99, "kan een mod aansluiten en het stuk laten reageren."

Voor nu, Het detectieplatform van McDuff bestuurt het responsieve lichtnetwerk van Ada. Zijn laatste sensor is bevestigd aan de basis van de tensegrity-kegel, waardoor mensen in het paviljoen Ada kunnen besturen. Daar staan, vol ontzag om zich heen kijken, glimlachen komt gemakkelijk. Het doel is dat Ada in natura reageert.