Дженни Сабин как на жердочке сидит под самым потолком на ножничном подъемнике; ее голова торчит из отверстия пористой конструкции, и она изо всех сил пытается натянуть материал на экзоскелет инсталляции, которая сооружается в просторном атриуме здания 99 кампуса Microsoft в Редмонде.

«Это будет восхитительно», – говорит она.

Для Сабин и ее коллег из Microsoft светящийся, прозрачный и воздушный шатер, который они возводят в здании 99 – это одновременно инструмент для исследований и способ заглянуть в будущее, в котором искусственный интеллект вплетается в архитектуру.

«Насколько мне известно, эта инсталляция – первая архитектурная конструкция, которой в реальном времени управляет искусственный интеллект», – говорит Сабин, основатель и главный дизайнер в Jenny Sabin Studio в Итаке, Нью-Йорк. Специалисты этого бюро разработали и сконструировали этот шатер в рамках программы Microsoft Artist in Residence.

Двухэтажная структура состоит из узловых модулей, выполненных на 3D-принтере, стекловолоконных стержней и ткани, которая в цифровом пространстве сплетена с фотолюминесцентной пряжей. Конструкция использует искусственный интеллект для перевода обезличенных данных о выражении человеческого лица, звуков, тона голоса и языка в хореографию танца цвета и света.

Используя искусство и дизайн для визуализации информации, собранной микрофонами и камерами из разных мест здания, дизайнеры и исследователи Microsoft надеются побудить зрителей через интерактивность архитектуры задуматься о роли искусственного интеллекта в нашей жизни.

«Мастерство и художественность исполнения, креативность и гуманность играют очень важную роль в технической инновации», – говорит Эрик Хорвиц, директор исследовательской организации в Microsoft. Он также является председателем комитета Aether, усилия которого сосредоточены на ответственном подходе к развитию и развертыванию технологий искусственного интеллекта. Комитет, в частности, рассматривает сложные вопросы применения ИИ и конфиденциальности данных, объективности и предвзятости систем ИИ, а также взаимодействие и сотрудничество человека и ИИ.

Программа Artist in Residence была разработана с целью подтолкнуть художников на реализацию творческих идей на пересечении искусства и компьютерных наук, где они могли бы работать совместно с исследователями и инженерами Microsoft и способствовать креативу и нестандартному мышлению во всей компании.

«Творение Дженни, – добавляет Эрик, – это воплощение ожиданий и возможностей машинного обучения и технологий распознавания паттернов, а кроме того, озабоченности по поводу их возрастающего влияния на нашу жизнь. В наше время они все больше проникают в окружающую действительность, делая мир вокруг интереснее, красивее, но и в то же самое время потенциально уязвимее».

Живая, дышащая материя

Проект, получивший название Ада, весит около 800 кг. Экзоскелет содержит 895 уникальных, специально сделанных при помощи 3D-печати узловых моделей, соединяющих 1274 стекловолоконных стержней в шестиугольную паутину, которая и формирует жесткий шатер эллипсоидной формы.

«У проекта много частей», – сказала Сабин с тарелкой тайской еды в руках. Она на протяжении многих недель допоздна вручную устанавливала сложную конструкцию.

Фотолюминесцентные нити связаны в пористую, светящуюся сеть из ячеек и конусов, которые закрепляются на экзоскелете и продлеваются внутрь, выстилая мягкую внутреннюю стену и придавая Аде ощущение медовых сот.

Целостный конус высотой с целый этаж, обернутый в нейлоновую тюль и прошнурованный оптоволоконными кабелями, проходит через сердцевину Ады и обеспечивает силы сжатия, позволяющие удерживать всю конструкцию в скоординированном растяжении.

Микрофоны и камеры с разных локаций в здании 99 собирают анонимизированные данные, которые алгоритмы ИИ преобразуют в изменение интенсивности цвета и света, что можно увидеть через светодиоды, вплетенные в ткань Ады и через подсветку вокруг инсталляции.

«Это живая, дышащая конструкция и она находится в самом сердце здания. Как она меняет психологию людей в отношении пространства, в котором они живут, как они воздействуют на это пространство и наоборот?» – спрашивает Аста Роузвей, главный дизайнер-исследователь в городской инновационной инициативе лаборатории Microsoft в Редмонде, руководящая программой Artist in Residence.



Эрик Хорвиц (слева), директор исследовательской лаборатории Microsoft и Дженни Сабин (справа), главный дизайнер в Jenny Sabin Studio в Итаке, архитектурного дизайн-бюро в Нью-Йорке и художник проекта Microsoft, обсуждают инсталлялию Ада. Фото: John Brecher.

Вдохновение и слом парадигмы

Роузвей, сооснователь программы Artist in Residence в 2015 году, в начале этого года уютно устроившись на диванчике в просторном атриуме здания 99, и впоследствии занятом Адой, с улыбкой до ушей рассказывала, что когда люди будут улыбаться Аде, она будет метафорически улыбаться им в ответ.

Инсталляция Ады символизирует наступление новой волны ИИ – встроенного интеллекта. Сейчас он уже перемещается из исследовательских лабораторий в продукты и сервисы, которые люди используют в повседневной жизни. Это, в свою очередь, вызывает разные вопросы и даже озабоченность тем, насколько глубоко ИИ интегрируется в нашу жизнь.

«Куда все это движется? К чему еще это может привести? Каким еще способом это может развиться? Будет ли это полезно, скажем, в больнице, где люди должны себя чувствовать спокойно и комфортно?» – спрашивает Роузвей.

Предыдущие проекты в программе Artist in Residence побудили к размышлениям на разные темы, например, будущее еды – что будет, когда усиленные возможности восприятия позволят людям общаться с растениями, или исследования технологий, которые откроют изобразительное искусство для слабовидящих или незрячих людей, а одежда будет реагировать на персональный уровень влаги человека.

«Программа на самом деле нацелена вдохновить и в корне изменить наше представление, вытащить нас из нашего пузыря и того, как мы видим конкретные технологии», – сказала Мира Лайн, содиректор Microsoft по этике ИИ и общества, которая начала сотрудничество с Роузвей после написания последней экспертного документа о ценности художника для корпоративного окружения.

Например, как она говорит, дизайнеры и инженеры часто создают технологии, имея в голове конкретную бизнес-задачу. Когда на цикле разработки присоединяются художники, они склонны использовать технологию по своему усмотрению, сломать ее и перенастроить по-новому, а это помогает новым взглядом увидеть потенциальные возможности, риски и пути дальнейших исследований.

Лейн и Роузвей впервые познакомились с Сабин весной 2017 года на благотворительном мероприятии художественной школы Университета Вашингтона. Сабин, которая выросла рядом с Сиэтлом и сама является выпускницей Университета Вашингтона, сделала ключевой доклад о создании совершенно новых материалов и форм, идеи которых она заимствовала у природы, отойдя от традиционных прямых углов архитектурного дизайна.

«В этом взгляде было по определению что-то уже новое и свежее, – говорит Роузвей. – Разве это не потрясающая идея, что наши жилища будут намного больше гармонизировать с природными формами и, кроме того, еще обладать встроенным интеллектом?!»

«Затем в течение полутора лет мы обсуждали, как же будет выглядеть совместный проект с Microsoft, – продолжает свой рассказ Сабин. – Первые переговоры касались идеи создания такого проекта, в центр которого будет поставлен человек и который мог бы открыть ценность данных в совершенно иной перспективе. Это также должно было поднимать на поверхность вопросы вокруг возможности некорректной интерпретации и конфиденциальности личных данных, которыми как раз занималась группа по этике и обществу Лейн».

«Существует много неосязаемых структур и пространственных аспектов данных, которые мы на самом деле не можем увидеть, почувствовать или понять, пока они не входят в контакт с какой-то материальной границей соприкосновения, – продолжает Сабин. – Для меня самое увлекательное в этом проекте это то, что он сам по себе уже представляет исследование на самом фундаментальном уровне».



Художник Дженни Сабин показывает свою лабораторию в Корнеллском университете в Итаке (штат Нью-Йорк), где она является профессором архитектуры. Фото John Brecher для Microsoft.

Научить компьютеры понимать людей 

Даниэл МакДафф из Microsoft занимается исследованием технологий, позволяющих машинам точно воспринимать человеческие эмоции. Это дает возможность интеллектуальному ассистенту совершать разные действия, как например, зафиксировать, когда пациент пропустил время приема лекарства или оповестить сиделку.

«Компьютеры, которые распознают эмоции, могут трансформировать игровую индустрию, доступность окружающей среды и архитектуру», – говорит он.

Его платформа, которая управляет Адой, реагирует на сигналы, связанные с эмоциями. Затем алгоритмы превращают данные в цифры, которые представляют градиент эмоционального тона от негативного до позитивного и от слабого до интенсивного. Ада, в свою очередь, представляет данные через изменения цвета и света.

МакДафф и его коллеги будут хранить обезличенные данные (без видео, аудио или текста в соответствии с требованиями Microsoft к конфиденциальности данных), накопленные Адой, в течение трех лет. Они собираются использовать их для исследования, например, как погодные условия и текущие события оказывают воздействие на выражение наших лиц, тон голоса и слова, которые мы используем, а также изучать, как поведенческие паттерны людей меняются в течение дня.

«Я обратил внимание на свои собственные данные, – замечает МакДафф. – В среднем, утром я улыбаюсь в два раза чаще, чем вечером. Я и не догадывался. Мне кажется, это довольно большая разница. Надеюсь, этот проект поможет осознать многие типы моделей поведения».

Участие в проекте добровольное, и команда Microsoft, которая занимается вопросами конфиденциальности личных данных, обеспечила соблюдение соответствующих условий предоставления данных и их защиты через анонимизацию данных. МакДафф пояснил, что при желании сотрудники могут избежать контакта с сенсорами, входя в здание через специальные двери и пользуясь многочисленными кухнями, комнатами для переговоров и отдыха, которые не привязаны к проекту.

«По мере того, как все больше людей решают присоединиться к проекту – а сотрудники здания 99 могут устнановить систему на своих локальных компьютерах и самим решать, когда держать ее включенной, а когда выключить – мы все лучше начинаем понимать, как мы взаимодействуем и влияем друг на друга», – подчеркивает МакДафф.

«Мы вместе решаем, как здание будет чувствовать себя сегодня, – говорит он. – Каждый из нас способен контролировать свои эмоции и то, как мы относимся к окружающим и взаимодействуем в коллективе. Если я настроен дружелюбно ко всем людям вокруг и они улыбаются мне в ответ, значит, я окажу большее влияние на визуализацию, чем когда я один, потому что благодаря мне сенсорные датчики каждого из них регистрируют улыбки».

Распознавание выражений лиц схоже с другими наработками в области ИИ, направленными на улучшение понимания человека, включая понимание его целей и устремлений. Так, например, интеллектуальный помощник Кортана распознает, когда люди обещают что-то другим в своих email-сообщениях, а затем напоминает им об этом, если это необходимо.

Для качественной работы системам искусственного интеллекта необходимо лучше понимать людей. Данные, собранные Адой, помогут МакДаффу совершенствовать свою систему и, как он надеется, начать диалог о грамотном и обоснованном использовании этих технологий.
«Если я попытаюсь встать на место человека, непричастного к этому проекту, мне, возможно, будет казаться, что технологические корпорации пытаются скрыть собираемые от нас данные, – говорит МакДафф. – Мы намеренно сделали так, чтобы инсталляция передавала эти данные и чтобы у людей стали возникать вопросы, которые раньше они не всегда могли задать».



Даниэл МакДафф, главный специалист в исследовательской организации компании Microsoft, проверяет инсталляцию Ады. МакДафф создал измерительную платформу, которая собирает данные, связанные с чувствами. Алгоритмы искусственного интеллекта переводят эти данные в танец цвета и света, который отображает Ада. Фото John Brecher для Microsoft.

Размывая границы

Любознательность – главный двигатель Сабин, которая кроме частной практики в офисе в центре Итаки также является профессором архитектуры Корнеллского университета, где она всячески поощряет своих студентов пробовать разные подходы к архитектурному дизайну. «Мы часто представляем себе архитектора, рисующим на салфетке наброски. Мы называем это парти-диаграммой, из которой может родиться большая идея для проекта. А я говорю, давай перевернем вверх ногами и подумаем, как конечная форма возникла из набора взаимоотношений, – говорит она, сопровождая нас по своей лаборатории в подвале Корнеллской школы архитектуры.

Полки лаборатории заполнены прототипами, вроде последовательности невесомых, пористых кирпичей, напечатанных на 3D-принтере, которые еще раз говорят об уникальности ее подхода, основанного на сотрудничестве с биологами и инженерами. Этот подход приводит к идее переосмысления стен. Одинокий нейлоновый рукав, сплетенный из фотолюминесцентной пряжи, свисает из воздушного отверстия и напоминает всем об исследовании взаимодействия света и восприятия, которое демонстрирует Ада.

Разнообразные 3D-принтеры, лазерный нож, сушильная печь и робот-манипулятор, больше подходящие для конвейерной сборки, наглядно свидетельствуют о продвинутых технологиях изготовления, которыми владеет Сабин и которые могут трансформировать взгляд на архитектурный дизайн и его значение. Ячейки и конусы Ады, например, созданы в результате процесса, называемого цифровое трехмерное вязание (3D digital knitting).

Кроме использования инструментов из других предметных областей Сабин учит своих студентов, как применять идеи и методы из разных направлений науки. На протяжении 14 лет она работала с клеточными биологами, учеными-материаловедами и инженерами-механиками, чтобы создать полностью инновационные материалы и архитектурные дизайны, которые стали бы адаптивными, иммерсивными и реагировали бы на окружающию среду и людей, находящихся под куполом.

«Насколько мы делаем наше пространство персональным? Как часто мы задумываемся об архитектуре не только как обеспечивающей устойчивость, функциональность и выполнение требуемых стандартов, но и как глубоко человеческой и персональной области?» – спрашивает Сабин. 

Появление Ады 

Работа в Jenny Sabin Studio больше похожа на интеллектуальную деятельность, чем на преобразование пространства. Дизайнеры кликают на цифровые модели Ады на экранах компьютеров. Стеклянные стеллажи заполнены памятными статуэтками и почетными дощечками. На почетном месте позади крошечного стола Сабин в рамке висит газетная статья о проекте Lumen, уличная инсталляция MoMA PS1 в Квинсе (Нью-Йорк), которая анонсировала создание Ады.

В студии Сабин и ее команда дизайнеров работают над проектами и выставочными объектами.
«Я серьезно интересуюсь, как исследование может повлиять на архитектуру, не просто с точки зрения преподавания материала или как образа мысли, а как оно влияет именно на живую архитектуру», – говорит она.

Холодным мартовским днем в начале этого года почти готовые цифровые изображения Ады показывали, как эта воздушная структура заполнит пространство атриума здания 99 и будет транслировать данные в цвет и свет.

Сабин назвала свою инсталляцию в честь Ады Лавлейс, знаменитого ученого ХIX века. В 1843 году Лавлейс предложила использовать перфокарты для решения математических уравнений Аналитического двигателя, изобретенного Чарльзом Бэббиджем, который был предшественником цифрового компьютера, но так никогда и не был построен.

«Аде часто ставят в заслугу тот факт, что она была первым программистом, – говорит Сабин. – Назвать инсталляцию в ее честь было особенно правильным, потому что проект соединяет технологии производства, такие как 3D-цифровое плетение, с визуализацией данных, которые питают ИИ».



Джонатан Лестер (слева), главный инженер-электротехник в исследовательской лаборатории Microsoft в Редмонде (Вашингтон), и Аста Роузвей (справа), главный дизайнер, руководящая программой Artist in Residence, готовят световые элементы LED для вплетения в ткань Ады. Фото John Brecher для Microsoft.

Архитектура встречается с ИИ

Более трех недель этим летом в здании 99 Сабин, Роузвей и их команда исследователей, дизайнеров и инженеров соединяла узлы и стержни в экзоскелет, натягивали ткань, привязывали светодиоды, устанавливали сценический свет и вешали конус тенсегрити.

А в это время сенсоры МакДаффа начали собирать данные в общественных местах по всему зданию: в атриуме, офисных кухнях и местах отдыха.

Каждый сенсор представляет собой маленькую коробочку и состоит из веб-камеры и микрофона, подсоединенного к черному ящику размером с модем, который посылает по Wi-Fi данные в защищенную базу данных Azure.

«Если я жалуюсь на что-то или я рассержен, или что-то идет не так, тогда система улавливает это как негативный сигнал, а если я счастлив и вокруг все солнечно и позитивно, то система это регистрирует и отвечает соответственно», – поясняет МакДафф.

Хорвиц, директор исследовательской организации в Microsoft, заметил, что его команды уже какое-то время используют технологии ИИ в эксплуатации здания. Так, например, в 2012 году команда ИИ под его руководством разработала и внедрила в здание 99 систему заказа лифтов на основании наблюдений за движением людей по зданию, использующую машинное обучение и считывание данных сенсорными элементами. Система является частью повседневной жизни в этом здании.

Независимо от этого, Schneider Electric, глобальная компания, занимающаяся цифровой трансформацией управления электроэнергией в домах, зданиях и промышленных предприятиях, в настоящее время совместно с исследователями Microsoft проводит тестирование, сможет ли ИИ помочь уменьшить выбросы углекислого газа в системах отопления, вентиляции и кондиционирования помещений в больших зданиях.

Выходя за рамки приложений для сенсорных датчиков, снимающих показания в реальном времени, ИИ начинает играть фундаментальную роль в дизайне и инженерном проектировании. Он использует методы, помогающие исследовать нестандартные подходы и возможности в дизайне в реальных условиях эксплуатации с точки зрения формы, предела прочности и утилитарности, – замечает Хорвиц.

«Можно представить себе другие способы применения, – добавляет он. – Например, как окружающая среда в будущем сможет измениться, чтобы стать более восприимчивой и отзывчивой к целям и потребностям участников?»

Алгоритмы Ады разработаны с целью превращения любого источника данных в цвет и свет. Например, ученые считают, что умный холст может использоваться для визуализации музыки, вибраций здания, отражать количество людей в данном месте, а еще есть сценарии, которые пока даже не придуманы.

«Любой здесь, – говорит Роузвей, широким жестом показывая вокруг себя, – может подключиться и получить свою долю ответного реагирования системы».

На данном этапе сенсорная платформа МакДаффа контролирует световую сеть отклика Ады. Последний сенсор присоединен к основанию конуса тенсегрити, что дает возможность людям внутри павильона управлять Адой. Улыбка приходит сама, когда, стоя здесь внутри, в восхищении взираешь на всю эту невероятную конструкцию. Задача Ады – ответить тем же.