研究表明，人工智能已經可以設計出比人類更好的城市

想象一下，生活在一個涼爽、綠色的城市里，公園林立，人行道、自行車道和公共汽車林立，幾分鐘內將人們運送到商店、學校和服務中心。

那個微風拂面的夢想是城市規(guī)劃的縮影，封裝在15分鐘城市，所有基本需求和服務都在一刻鐘之內，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)劃者更快地實現(xiàn)這一愿景，中國清華大學研究人員的一項新研究展示了如何機器學習可以在很短的時間內生成比人類更有效的空間布局。

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

他們開發(fā)了一個人工智能系統(tǒng)來解決城市規(guī)劃中最繁瑣的計算任務，并發(fā)現(xiàn)它產生的城市規(guī)劃在三個指標上比人類設計高出約50%：服務和綠地的可及性以及交通水平。

從小處著手，Zheng及其同事的任務是設計只有幾平方公里（約3×3個街區(qū)）的城市區(qū)域。

經過兩天的培訓，并使用多個神經網絡，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，但設計整個城市將更加復雜。研究人員估計，起草一個由4×4個街區(qū)組成的社區(qū)包含的規(guī)劃決策是3×3個街區(qū)的兩倍。

但是，即使是在規(guī)劃過程中的幾個步驟自動化也可以節(jié)省大量時間：人工智能模型在幾秒鐘內計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。

研究人員說，自動化城市規(guī)劃中最耗時的任務將使規(guī)劃者能夠專注于更具挑戰(zhàn)性或以人為本的任務，例如公眾參與和美學。

鄭及其同事設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)化的概念設計，并由人類專家根據(jù)社區(qū)反饋進行審查、調整和評估。

這最后一步是優(yōu)秀設計的核心，麻省理工學院（MIT）研究科學家保羅·桑蒂（Paolo Santi）寫在對這項研究的評論中。

城市規(guī)劃“不僅僅是為建筑物、公園和功能分配空間，而是設計一個城市社區(qū)將生活、工作、互動并希望在很長一段時間內蓬勃發(fā)展的地方，”他寫.

通過將他們的人類人工智能工作流程與純人類設計進行比較，Zheng及其同事發(fā)現(xiàn)，協(xié)作過程可以將基本服務和公園的訪問量分別增加12%和5%。

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

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

該研究已發(fā)表在自然計算科學.

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