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AI筑梦,智启未来:建筑学专业(建筑学人工智能试验班)

发布人:    日期: 2024-06-19 15:46    阅读

AI筑梦,智启未来:建筑学专业(人工智能试验班)

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我们正站在一个科技飞速发展的时代,人工智能已经渗透到各行各业,为我们的生活和工作带来了革命性的改变。而在建筑学领域,人工智能的发展更是为我们打开了一扇全新的大门,预示着未来建筑业的璀璨前景。

想象一下,未来的建筑不再仅仅是砖瓦与混凝土的堆砌,而是融入了人工智能的智慧结晶。它们不再是静止不变的物体,而是具备了感知、学习和适应能力的智能体。它们能够实时感知外部环境的变化,自动调节室内温度和湿度,确保居住者的舒适度。同时,它们还能根据用户的喜好和需求,进行个性化的空间布局和功能配置,实现真正意义上的“以人为本”的设计。

 

一、专业(试验班)基本情况介绍

【基本介绍】

2024年,为响应信息时代要求,在建筑学专业基础上开设建筑学人工智能试验班。建筑学人工智能试验班面向国家与行业数智建筑人才培养需求,契合“人工智能+”国家战略与新时代建筑产业发展契机,坚持“厚基础、宽口径、高水平、强能力”的人才培养特色,以“建筑学+人工智能”复合协同为目标,整合包括建筑原理、建筑历史、建筑技术、职业素养等建筑类核心课程,融合程序设计、人工智能、数据分析、算法设计等人工智能类前沿交叉课程,培养具有家国情怀,具有扎实的数理基础、良好的科学思维与科学研究能力,掌握本专业基本理论、方法、技术与工具,具有卓越的工程实践能力、跟踪相关领域发展前沿的能力、自主学习和终身学习的能力、良好的团队合作和组织管理能力、开阔的国际视野、开拓进取精神和创新创业能力的一流拔尖创新人才和高级技术管理人才。

 

【开设目标】

建筑学人工智能试验班将深度融合建筑学与人工智能技术,主修建筑学专业,辅修人工智能专业,为学生提供跨学科的知识体系和研究平台,培养学生在建筑设计、智能建造、智慧城市等领域的应用与研究能力,为未来建筑行业的发展和创新贡献力量。

 

【招生规模】

建筑学人工智能试验班计划每年招收约15名学生,通过严格的选拔和考核,确保学生的质量和试验班的教学效果。

  

【学制学位】

学制:五年

学位:授予建筑学(主修专业)人工智能(辅修专业)学士学位

 

【专业优势】

武汉大学建筑学专业办学历史悠久,于1987年开始招生,2000年取得硕士学位授予权,2010年获得建筑学一级学科博士学位授予权,2019年获批建筑学一级学科博士后流动站,2020年获批国家一流本科建设点。建筑学专业2008年通过全国高等学校建筑学专业评估,并分别于2012年、2016年、2021年通过复评(其中2021年为优秀等级,有效期为20202026年)。2013年本科和硕士两个层次同时获批教育部卓越工程师计划,同年获批教育部中外联合办学(本科)项目。2022年武汉大学本科评估A2024年泰晤士高等教育中国学科A(第8位)。

武汉大学建筑学学科充分发挥综合性大学的优势,立足地域,面向国际,聚焦建筑设计及其理论、建筑历史与理论、建筑技术科学、城市设计理论与方法、数据增强设计等5个主要学科发展方向,已逐步形成“人文引领,数字支撑”的专业特色。

充分发挥武汉作为联合国设计之都的地缘优势,面向国民经济的主战场、面对科技技术的新前沿,根据“卓越工程师培养计划”培养要求,围绕厚基础、宽口径、高水平、强能力的人才培养目标,建筑学专业以学校“三创教育”理念为核心,注重培养学生的创新、创造与创业能力,不断深化教育教学改革,融入历史文化类、智慧信息类等课程,形成“建筑+人文+数字”的特色课程体系,精选行业内顶级设计单位作为校企联合联合培养实践基地,建设校企合作的交流平台,培养知识面宽、专业基础扎实,实践能力强、综合素质高的全面发展的创新人才。

 

【人才培养】

建筑学专业以“成人”教育统领“成才”教育,形成人文化、数字化、国际化的办学思想。以培养具有深厚人文底蕴、宽阔国际视野、良好理论素养、出色设计能力以及工程创新与实践能力的卓越建筑师及相关领域精英人才为本科培养目标。建筑学专业教育成效优异,学生高频率在国内外行业重要的设计或论文竞赛中取得佳绩,在各类国家级、省级、专业学会竞赛中获奖年均100余项。本科毕业生被哈佛大学、哥伦比亚大学、清华大学、同济大学等众多国内外顶尖大学接收并继续深造,本科生就业率居全校前三。教师团队积极参与教学创新,获批20余项教育部产学研协同育人、省级校级教改立项等教研项目,发表教改论文30余篇,并连续3年在教学创新大赛、课程思政教学竞赛等多项竞赛中获得佳绩。教师团队近期荣获省级教学成果二等奖。《外国建筑史》《城市设计》被认定为省级一流本科课程。

 

【国际办学】

建筑学专业以国际化办学拓宽学生视野,扩大办学影响力。与英国邓迪大学建立长期稳定的教学合作关系,每年邀请英方教师来华教学,共同开展获教育部批准的建筑学中外合作办学项目;与新加坡国立大学联合设置建筑遗产2+1硕士项目,毕业研究生可获得两校双硕士学位;与日本东京大学、美国麻省理工学院等高校有着长期合作关系,定期开展教学交流活动;长期聘用铃木隆之(日本)等外籍教师为本科生授课;通过开设国际课程、邀请境外专家讲座交流、学生赴境外交换学习、定期开办国际工作坊等形式,形成特色鲜明的国际化办学特色。本专业本科毕业生中,每年有超过30%选择出国深造,被哈佛大学、哥伦比亚大学、麻省理工学院、耶鲁大学、加州大学伯克利分校、伦敦大学学院等世界名校录取。

【实习实践特色】

建筑学专业以行业问题研究为导向,突显中部地区研究特色,形成“传承地域文化—地域建筑设计理论及方法”、“挖掘长江文明—历史建筑遗产保护与更新”、“发展定量方法—建成环境数字分析”、“聚焦气候适应—绿色建筑技术”、“优化滨水环境—城市设计理论及方法”等5个特色方向。该专业实践教学方式多样,与中信建筑设计研究总院有限公司、中南建筑设计院股份有限公司、长江设计集团有限公司、中工武大设计研究院有限公司等建设校企联合实践基地,为学生提供高质量的实践平台;定期举办国际设计工作坊、乡村设计工作营,形成了具有广泛影响力的武大建筑实践品牌。《乡村振兴背景下校政企平台多学科联动设计竞赛模式探索》、《武汉大学与港澳台地区青年学生短期交流案例研究—以建筑设计工作营为例》获批校级社会实践一流课程。学生参加各类社会实践活动,获共青团中央、湖北省教育厅和武汉大学多项表彰。建筑学专业以理论带动实践,服务国家重大战略需求,通过“烛光导航”计划,学生可以在本科学习阶段,根据自己的研究兴趣及方向,加入到我院省级平台“湖北省人居环境工程技术研究中心”、“武汉大学国土空间碳中和设计中心”等研究机构或导师工作室进行研究型学习。骨干教师指导学生已完成具有社会影响力的设计实践50余项。教师在建筑设计及其理论、城市设计、历史城市保护、数字建筑技术等领域取得了一批成果。学科团队与中工武大设计研究院合作完成了助力“一带一路”,践行“建立中(国)白(俄罗斯)命运共同体”,服务“世界军人运动会”等有较大影响的建设项目多项;服务湖北当地的设计实践项目多次获奖。

 

二、专业(试验班)方向设置

 

 

【课程设置】

建筑学人工智能试验班瞄准行业前沿,建筑学基础课程为学生打下坚实的建筑学基础,人工智能课程使学生掌握数智理论和技术方法,创新实践课程培养学生设计思维提升创新实践能力,交叉融合课程旨在将带领学生探索行业前沿领域。

专业

班型

建筑学(建筑学人工智能试验班)

主要

专业

课程

建筑学基础课程

设计初步、数智建筑导论、建筑与城市阅读、外国建筑史、中国建筑史、营建学

人工智能课程

数据结构与程序设计A(Python语言)、离散数学、算法设计与分析、计算机组成体系与结构B、机器学习、计算机网络B、人工深度学习与强化学习、操作系统B、计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉、数据库系统、自然语言处理、大数据计算架构、认知计算与知识工程

创新实践课程

数智建筑设计(环境专题)、数智建筑设计(人文专题)、数智建筑设计(技术专题)、住区设计、城市设计

人工智能程序设计实训、人工智能综合项目实践

前沿交叉课程

设计思维与人工智能、历史建筑保护与数字文化遗产、环境心理学、城市更新、绿色建筑技术、健康人居环境、碳中和前沿与设计方法、数字建造、智能建筑设备、人机交互与脑机接口、数据增强设计方法

 

 

【特色方向与课程】

智能建筑设计:利用人工智能技术进行建筑设计,利用多源数据分析和机器学习算法辅助建筑师在设计过程中做出决策从而做出更明智的决策,利用AI生成式技术高效生成各种建筑设计方案。

课程:数智建筑设计(环境专题)、数智建筑设计(人文专题)、数智建筑设计(技术专题)

建筑性能分析与优化:利用数智技术模拟和预测建筑物的结构、能耗、碳排、健康等信息,利用AI技术对建筑物的性能进行精准预测和优化,实现建筑物的可持续发展要求。

课程:大学物理、绿色建筑技术、健康人居环境、碳中和前沿与设计方法

智能建造与运营:利用人工智能和自动化技术实现建筑营造的智能化和自动化,通过数据分析和AI算法优化建筑物的运营策略,实现建筑物的智能化监控和维护。

课程:营建学、数字建造、智能建造设备

建筑+计算机视觉:将计算机视觉技术应用于建筑行业中,使计算机系统能够和解释建筑图像、视频等视觉信息以实现更智能、更高效的建筑管理和服务,例如利用计算机视觉技术识别建筑立面,自动感知室内温度、湿度等环境参数,应用计算机视觉技术监测建筑中的风险因素,并对问题进行实时处理和反馈,

课程:计算机图形学、数字图像处理、计算机视觉

 

三、办学特色

建筑学人工智能试验班的同学,在大学期间同时接受城市设计学院建筑专业和计算机学院人工智能专业的指导,在完成教学计划中应修课程及学分之后,授予建筑学(主修专业)人工智能(辅修专业)学士学位。

 

【以建筑学+人工智能为核心的知识体系】

试验班课程设置涵盖涵盖建筑学的建筑设计、建筑历史、建筑构造等关键领域和人工智能的视觉、认知、机器学习等核心领域。课程体系及实践项目将帮助学生打下扎实的理论研究和技术运用基础、完善建筑学和人工智能结合的知识结构,为未来深化人工智能技术在建筑学领域的应用、拓展人工智能应用边界、转化人工智能研究成果做好准备。

【以交叉学科为特色的方向选择】

试验班结合武汉大学优势学科,培养未来在建筑学人工智能领域的引领者。试验班致力于探索交叉学科协同教学,采用AI生成技术、计算性设计技术、BIM技术,提升设计课程效率与内涵,推动建筑设计行业的二次革命。融合人工智能技术与生态、绿色、健康、安全、文化等前沿建筑技术的融合,面向行业需求,形成新质建筑生产力。

 

【以行业前沿为导向的广阔视野】

试验班通过与国企设计院、建筑企业、互联网企业等进行校企联合、产教融合、大类共建共享课程建设,将过去树枝化、碎片化课程向模块化、项目制课程转变,通过实践项目、科研课题,促进学生将掌握的交叉学科理论知识投入行业应用,利用模块形式组织课程教学,围绕项目安排专项内容教学,探讨最前沿的学术课题,引导学生探索建筑学人工智能的多方面应用赛道,领导行业变革,以期成为建筑学人工智能行业顶尖的领袖与学者。

 

【一对一个性化培养】

入学后即配备专业导师,进行一对一个性化培养与学习辅导。主要专业课程采取工作室制小班化教学模式,学生可组成团队进行学习。学生有多方位的师资支持,包括主讲教师、实践指导老师、外部专家指导等,为学生提供全方位的教学支持。

 

四、优秀师资团队和教学科研平台简介

武汉大学建筑学专业现有专任教师32人,其中教授9人,副教授15人,苟中华教授为湖北省百人计划创新人才,舒阳副教授为湖北省教育厅楚天学者计划“楚天学子”。教师队伍职称、年龄与学缘结构合理,19人在本、硕、博阶段有来自国内外知名院校等非本校的学习经历;导师均有建筑学教育背景,除1人外,均获得博士学位;学院内还有多名相关专业教授担任跨专业导师,以利跨学科方向研究生联合指导。

武汉大学建筑系充分发挥武汉作为联合国设计之都的地缘优势,立足地域,面向国际,积极面向国民经济的主战场、面对科学技术的新前沿,精选行业内顶级设计单位作为校企联合培养实践基地,建设校企合作的交流平台,聘请中南设计、中信设计、同济设计、湖北省建筑设计院等国企大院首席建筑师、总工等为校外导师,在培养知识面宽、专业基础扎实、实践能力强、综合素质高的全面发展创新人才方面优势明显。

武汉大学计算机学院人工智能系是国家多媒体软件工程技术研究中心和多媒体通信工程湖北省重点实验室的核心支撑单位,也是武汉大学人工智能研究院的核心建设团队。目前,人工智能系有全职人员49人,其中,教授21人,副教授(副研究员)21人,讲师4人,博士后3人。人工智能系是学院国家级人才数目最多、人才质量最高的系,目前有杰青1人,优青6人,“新世纪优秀人才计划”入选者2人,全国博新计划获得者2人,CCF优博1人,中国科协托举计划人才1人。同时,澳大利亚科学院院士陶大程教授、小米集团副总裁崔宝秋博士、技术委员会主席王斌博士等行业产业的资深人士担任人工智能系兼职教授。

 

五、专业应用场景介绍

将人工智能技术用来服务我们的日常生活,前景会更加广阔。比如可以让建筑具备情绪识别能力,它就可以根据我们的心情,调整相应的温度、色彩、底噪和质感,以此疗愈我们的精神。还可以孵化自己的人工智能助手,它掌握的城市和建筑数据,可以帮助我们获得更好的生活品质。

 

 

【人工智能+建筑设计】

在建筑设计领域,人工智能技术将帮助建筑师捕捉更好的创新,优化建筑性能,大大提升建筑的品质。

自动设计生成:AI技术可以通过学习和模仿设计师的作品风格和设计理念,自动生成设计方案,大大提高设计效率,同时也为设计师提供了更多的创意灵感。

仿真与可视化:AI技术通过硬件设备和软件系统,将设计方案进行三维模拟和可视化展示。设计师可以通过虚拟现实技术,实时观察设计结果,并及时调整和优化设计方案。

设计优化:AI技术可以根据建筑环境以及客户的需求,自动进行建筑模式与空间布局的优化。AI可以进行预测分析,通过收集建筑历史数据和实时数据,得出最佳的设计方案,为设计师提供参考。

视频1 智慧建筑设计——临江扬帆:武汉市硚口区微型公共空间更新11号地块设计

集成化建筑数值仿真和系统仿真(中南建筑设计院提供)

【智慧低碳+绿色建筑】

通过人工智能技术,建筑可进行环境的自我诊断与优化,建筑将更加绿色、健康与环保。

楼宇自控系统:通过智能照明系统、智能新风控制系统等,实现对建筑中各个设备的实时监测和智能控制,降低能耗,提高能效。

节能技术:利用可再生能源(如太阳能、风能)和节能材料,降低建筑在运营过程中的能耗和碳排放。

碳排放监测与评估:通过大数据和人工智能技术,对建筑在运行过程中的碳排放进行实时监测和评估,为制定减排策略提供数据支持。

视频2  Habitat67的太阳能变装-薛楚金 林婧 韩菁 何溪 吕晓晓

 

强化学习-智能运营维护3 强化学习-智能运营维护2

利用强化学习进行建筑绿色化运营维护(苟中华提供)

 

【人因工程+智慧家居】

在未来,机器人及机器环境将在家庭扮演着重要角色,承担着更多的家务,使家庭更加舒适与便利。

家居自动化:通过智能家居系统,实现对家中各种设备的远程控制和自动化操作,如智能照明、智能安防、智能空调等。

语音助手与智能推荐:用户可以通过语音指令控制家居设备并获取信息,智能电视等智能设备也可以根据用户的观看习惯推荐内容。

室内导航系统:通过室内导航系统,用户可以快速找到目标位置,提高居住体验。

运用眼动脑电等相关设备开展人群环境行为研究(刘炜提供)

 

视频3 顾笑言、喻文熙,00后养老院设计

 

【建筑信息化与智能建造】

建筑信息模型(BIM):主要研究BIM技术的理论、方法和应用,包括利用BIM技术进行建筑设计、施工管理和运营维护。涉及领域包括三维建模、信息集成、协同设计等。

智能建造:研究基于信息技术的智能感知、智能测量、智能控制等,以提高施工效率和质量,涉及领域包括物联网、机器学习、智能传感器等。

智能建筑运维:借助大数据和人工智能技术,对建筑进行智能监测、预警和维护,提供智能建筑运维的解决方案和服务。利用人工智能技术对建筑进行安全评估,提供安全改进建议,参与建筑安全标准的制定和修订工作。

视频4 智造乡村团队-新天井民居:装配式木构应用与新天井民居

湖北省疾病预防控制中心项目-全国首例数字建造工程(中南建筑设计院提供)

【智慧城市+人居环境】

结合建筑学的专业知识,从在智慧城市领域发挥更大的作用,推动人居环境的智能化发展。

自动化城市设计工具:结合人工智能算法,可以开发自动化设计工具,这些工具能够快速分析城市设计中的各种数据(如交通流量、人口密度、绿化覆盖等),从而优化城市功能布局、空间形态与设施规划。

智能决策支持:通过深度学习技术,AI系统可以学习并模拟城市规划与设计专家的决策过程,为管理者提供智能决策支持,如预测城市发展趋势、评估规划方案的影响等。

城市形态与太阳能利用研究

太阳能利用与城市形态智能优化(苟中华提供)

 

视频5 彭昱、段颖珍诺比亚——看不得见的城市

 

六、就业前景

建筑学人工智能方向的毕业生具有较强的创新能力,主要在城乡建设管理部门、建筑设计单位、科技研发机构、大专院校、建设与开发企业等,从事城乡建设开发与管理、建筑设计、科技研发、教学与研究、地产开发管理等工作。

 

毕业生主要去向

就业单位

党政机关和事业单位

政府住建部门、政府规划部门、政府与事业单位基建管理部门

人工智能科技企业

科大讯飞股份有限公司、腾讯科技(深圳)有限公司、百度在线网络技术有限公司

国有设计企业

中南建筑设计院、中信建筑设计研究总院有限公司、湖北省建筑设计院有限公司、同济建筑设计院有限公司、长江设计集团有限公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、武汉设计咨询集团有限公司

建设企业

中国建筑集团、中铁大桥局集团有限公司、中建科技集团有限公司

开发企业

华润置地有限公司、保利发展控股集团股份有限公司、招商局地产控股股份有限公司、

升学深造

国内升学

清华大学、同济大学、东南大学、天津大学、上海交通大学、香港大学、香港中文大学

境外深造

哈佛大学、麻省理工学院、耶鲁大学、哥伦比亚大学、新加坡国立大学、加州大学伯克利分校、伦敦大学学院

 

七、学生优秀作品/获奖作品展示

智享社区组(3)_11智享社区组(3)_10

张霞团队-智享社区:后疫情时代基于智慧共享的社区公共空间品质提升与优化设计

合一建构——手工木作创意设计方案征集竞赛,中信建筑设计研究总院,一等奖:峰合木立,(刘兴、王星瑞、鲁敦梅)指导教师:任亚鹏

 

八、 结语

城市与建筑是人类历史上创造出来的最大数据体,也是未来人工智能技术主要的实践场景,建筑学教育具有观察力、批判力、创新力、实践力等综合能力培养的比较优势,所培养的人才能够自觉运用先进的信息技术进行自然环境与社会环境分析,对城市与建筑空间进行设计与模拟,实现人居环境的探索与创新。