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Künstliche Intelligenz für ArchitektInnen

Ferdinand Witt-Dörring
Ferdinand Witt-Dörring
12/2023
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Künstliche Intelligenz (KI) revolutioniert viele Branchen, von Gesundheitswesen über Finanzdienstleistungen bis hin zur Automobilindustrie. Und die Architektur? Sie ist keine Ausnahme. Tools / Software wie ChatGPT und Midjourney, die auf KI aufbauen, spielen eine immer wichtigere Rolle, um ArchitektInnen zu ermöglichen, ihr Potenzial voll auszuschöpfen.

Was ist Künstliche Intelligenz?

Künstliche Intelligenz bezeichnet Computerprogramme oder -systeme, die in der Lage sind, Aufgaben durchzuführen, die normalerweise menschliche Intelligenz erfordern. Dazu gehören das Erkennen komplexer Muster, das Verstehen von Sprache, das Lösen von Problemen und das Lernen aus Erfahrungen. KI-Systeme können in verschiedene Kategorien eingeteilt werden, einschließlich maschinellem Lernen, bei dem Computerprogramme auf der Grundlage von Daten und Erfahrungen "lernen", und neuronale Netzwerke, die das menschliche Gehirn nachahmen, um komplexe Muster zu erkennen und Entscheidungen zu treffen.

Es gibt zwei Haupttypen von KI: schwache KI und starke KI.
  • Schwache KI (auch bekannt als schmale KI): Diese Art von KI ist darauf ausgelegt, eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen, wie z. B. Spracherkennung oder Bilderkennung. Sie operiert unter einem eingeschränkten Satz von Beschränkungen und Fähigkeiten und hat keine echte Verständnis- oder Bewusstseinsebene.
  • Starke KI: Diese Art von KI hat das Potential, jede Aufgabe zu erfüllen, die ein Mensch kann. Sie könnte verstehen, lernen, sich anpassen und implementieren Knowledge aus einer Vielzahl von Quellen. Starke KI bleibt derzeit jedoch mehr im Bereich der Theorie und Science-Fiction, obwohl viele Fortschritte in der KI-Forschung gemacht werden.

Die Entwicklung der Künstlichen Intelligenz (KI) begann in den 1950er Jahren, als der Computerwissenschaftler Alan Turing die Frage stellte: "Können Maschinen denken?" Im Laufe der Jahrzehnte hat sich die KI-Technologie stetig weiterentwickelt, angefangen mit einfachen Algorithmen, die spezifische Aufgaben erfüllen konnten, bis hin zu fortgeschrittenen KI-Systemen, die lernen und sich anpassen können. In den letzten Jahren hat die rasante Entwicklung von maschinellem Lernen und Deep Learning - Unterbereiche der KI, die es Computern ermöglichen, aus Daten zu lernen und Entscheidungen zu treffen - den Weg für bedeutende Durchbrüche in vielen Bereichen geebnet, darunter Spracherkennung, Bildverarbeitung und autonome Fahrzeuge. Trotz dieser Fortschritte steht die KI-Entwicklung immer noch vor erheblichen Herausforderungen, insbesondere in Bezug auf Fragen der Ethik, des Datenschutzes und der künstlichen Allgemeinintelligenz.

Wie beeinflusst KI die Planung, das Design und die Ausführung von Bauprojekten?

Obwohl KI in der Baubranche derzeit noch als aufstrebendes Phänomen betrachtet wird, ist es nur eine Frage der Zeit, bis sie eine dominierende Rolle einnimmt. Mit dem rasanten Fortschritt technologischer Lösungen, insbesondere in den Bereichen des maschinellen Lernens und Deep Learning, steht die Baubranche an der Schwelle zu einer KI-Revolution. In naher Zukunft könnte KI erhebliche Auswirkungen auf sämtliche Aspekte der Bauindustrie haben, von der Planungsphase über das Design bis hin zur Ausführung von Bauprojekten. Der Einsatz dieser fortschrittlichen Technologien verspricht, den Bauprozess effizienter, kostengünstiger und präziser zu gestalten, und könnte somit die gesamte Branche neu definieren.

Während das vielleicht noch für die meisten nach Zukunft klingt, kann KI schon heute günstig und verlässlich verwendet werden. Ein sehr greifbares Beispiel dafür ist die Erstellung von Content, den ArchitektInnen nützen könnten, um die Reichweite ihres Büros zu vergrößern. Auch die Erstellung von Bildern und Grafiken funktioniert gut. Welche Tools, bzw. Software hier besonders gut funktioniert, erfährst du weiter unten.

Welche AI Tools können ArchitektInnen in ihrer täglichen Arbeit verwenden?

ChatGPT: Der intelligente Gesprächspartner

ChatGPT ist eine fortschrittliche künstliche Intelligenz, die von OpenAI entwickelt wurde. Sie basiert auf der GPT (Generative Pretrained Transformer) Technologie, die zur Erstellung menschenähnlicher Textantworten in einem Konversationskontext verwendet wird.

GPT steht für "Generative Pretrained Transformer", was im Grunde darauf hindeutet, dass der AI-Algorithmus generativ (er kann neue Inhalte erstellen), vortrainiert (er hat bereits eine Fülle von Informationen gelernt, bevor er auf spezifische Aufgaben angewendet wird) und auf der Transformer-Architektur (ein Modell, das auf der Aufmerksamkeitsmechanik basiert) aufgebaut ist.

ChatGPT, wie auch andere Versionen von GPT, funktioniert auf der Grundlage von Sprachmustern, die es aus einer Vielzahl von Internettexten gelernt hat. Es wurde jedoch nicht speziell mit bestimmten Dokumenten trainiert, und es weiß nicht, welche Bücher oder Materialien in seinem Training verwendet wurden. Es generiert Antworten auf die Eingaben der Benutzer, indem es Muster in den Daten verwendet, die es während seines Trainings gesehen hat. Die erste Version von GPT wurde 2018 von OpenAI veröffentlicht. OpenAI ist eine gemeinnützige Forschungsgesellschaft für künstliche Intelligenz, die von Elon Musk und Sam Altman mitgegründet wurde, mit dem Ziel, sicherzustellen, dass künstliche allgemeine Intelligenz (AGI) allen Menschen zugute kommt. Seitdem wurden mehrere Versionen von GPT entwickelt und veröffentlicht, wobei jede neue Version im Allgemeinen leistungsfähiger und komplexer ist als die vorherige.

ChatGPT hat eine breite Palette von Anwendungen, von der Beantwortung von Benutzerfragen bis hin zur Erstellung von Inhalten, Unterstützung von Lernprogrammen, Übersetzung von Sprachen und vielem mehr. Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass ChatGPT, obwohl es in der Lage ist, hochwertige menschenähnliche Textantworten zu generieren, nicht perfekt ist und immer noch Fehler machen kann. Darüber hinaus hat ChatGPT kein Bewusstsein oder Verständnis - es generiert Antworten auf der Grundlage von Mustern, die es in den Daten gesehen hat, die es während seines Trainings gelernt hat, und nicht auf der Grundlage eines tatsächlichen Verständnisses der Welt.

Wie verwende ich ChatGPT?

Die Verwendung von ChatGPT kann in verschiedenen Formen und Anwendungen erfolgen, von Web-Apps und mobilen Anwendungen bis hin zu Integrationen in spezifische Software oder Dienstleistungen. Ein typischer Interaktionsprozess mit ChatGPT könnte für dich wie folgt aussehen:

  1. Eingabe eines Prompts oder einer Anfrage: Du startest die Konversation mit ChatGPT, indem du einen Text eingibst, der als Prompt bezeichnet wird. Das könnte eine Frage sein, eine Aufforderung zum Schreiben eines Textes, oder jede Art von Anweisung, auf die das Modell reagieren kann.
  2. Modellantwort: Nachdem du deinen Prompt eingegeben hast, verarbeitet ChatGPT deine Anfrage und generiert eine Textantwort. Diese Antwort basiert auf der umfangreichen Menge an Text, mit der das Modell ursprünglich trainiert wurde.
  3. Fortsetzung der Konversation: Du kannst die Konversation mit ChatGPT so lange fortsetzen, wie du möchtest, indem du auf die Antworten des Modells reagierst. Je klarer und spezifischer deine Eingaben sind, desto besser kann ChatGPT in der Regel auf sie reagieren.
Eingabe eines Prompts auf ChatGPT

Text-zu-Bild - die größte Chance für die Architekturbranche?

Text-zu-Bild-Generatoren sind Programme, die mithilfe von künstlicher Intelligenz Bilder basierend auf einer Beschreibung erstellen können. Stell dir vor, du gibst dem Programm einen Satz wie "Ein sonniger Strand mit Palmen und türkisblauem Wasser". Das Programm analysiert diesen Satz und verwendet dann Algorithmen, um daraus ein Bild zu generieren, das die Beschreibung darstellt. Die Generatoren verwenden dafür maschinelles Lernen und spezielle Techniken, um die Verbindung zwischen Text und Bild herzustellen. Sie lernen aus großen Datensätzen von Bildern und deren dazugehörigen Beschreibungen, um zu verstehen, wie bestimmte Wörter oder Sätze visuell dargestellt werden können. Wenn du also eine Beschreibung eingibst, wird das Programm die wichtigen Informationen extrahieren und dann ein Bild erzeugen, das diese Informationen repräsentiert. Es verwendet dafür neuronale Netzwerke und andere mathematische Modelle, um die visuellen Elemente entsprechend zu kombinieren und ein passendes Bild zu erzeugen.

Eines dieser Tools die das können ist, Midjourney. Ähnlich wie DALL-E von OpenAI oder Stable Diffusion, ein weiteres Open-Source-Projekt, kann dieses Programm visuelle Inhalte auf Basis von Texteingaben erstellen.

Midjourney wird von David Holz geleitet, dem Mitbegründer von Leap Motion. Das Team arbeitet kontinuierlich daran, das Tool zu verbessern und es ist bereits möglich, Midjourney über einen Discord Bot auf dem offiziellen Discord-Server von Midjourney zu nutzen. Alternativ kann der Bot auch auf einem Drittanbieter-Server installiert werden. Nutzerinnen und Nutzer können bereits "Kunstwerke" mit Midjourney erstellen, indem sie Discord Bot Kommandos verwenden.

Derzeit verwenden die Nutzerinnen und Nutzer ähnliche Kommandos wie bei anderen KI-basierten Bildgeneratoren, um mit Midjourney Bilder zu erstellen. Das Hauptkommando ist das "/imagine" Kommando, auf das der Bot mit einem generierten Bild antwortet. Midjourney arbeitet jedoch auch an einem Web-Interface, das zukünftig zur Verfügung stehen soll.

Nun zur Funktionsweise von Midjourney in einer Schritt-für-Schritt-Erklärung:

  1. Textbeschreibung: Der Nutzer gibt eine präzise Textbeschreibung ein, die das gewünschte Bild beschreibt. Zum Beispiel: "Ein sonniger Strand mit Palmen und türkisblauem Wasser."
  2. Verarbeitung der Eingabe: Midjourney analysiert den eingegebenen Text und extrahiert relevante Informationen, wie Objekte, Eigenschaften und Kontext.
  3. Generierung des Bildes: Basierend auf der Textbeschreibung und den extrahierten Informationen erzeugt Midjourney ein Bild, das die Beschreibung visualisiert. Dabei werden AI-Algorithmen und neuronale Netzwerke verwendet.
  4. Rückmeldung: Midjourney gibt das generierte Bild als Antwort auf das Benutzerkommando aus und stellt es zur Verfügung.

Anwendungsbeispiele von Text-zu-Bild KI für ArchitektInnen

KI kann beispielsweise genutzt werden, um schnell ein qualitativ hochwertiges Moodboard zu erstellen. Ein Moodboard hilft dabei, frühzeitig Feedback von Kunden einzuholen und eine allgemeine Richtung für den potentiellen Stil einer Immobilie zu definieren.

Moodboard, jedes Bild wurde in Midjourney erstellt

Ein weiteres gutes Beispiel ist die schnelle Erstellung verschiedener Stilrichtungen. Insbesondere in den ersten Treffen mit Bauherren ist es für Architektinnen und Architekten wichtig, einen positiven Eindruck zu hinterlassen, um das Projekt zu gewinnen. Gleichzeitig gehen alle Anstrengungen und jede Minute, die in der "Projektgewinnungsphase" investiert wird, mit dem Risiko einher, dass das Projekt letztendlich nicht gewonnen wird. Künstliche Intelligenz kann hier helfen, hochwertige visuelle Ideen schnell umzusetzen, ohne dafür viel Zeit investieren zu müssen.

Stilrichtungen, jedes Bild wurde in Midjourney erstellt

3 KI Tools speziell für die Baubranche

  • Maket (maket.ai) ermöglicht Architekten, Grundrisse zu generieren, Baubestimmungen zu berücksichtigen und grenzenlose Stile zu erkunden.
  • Archi (archi.ai) ermöglicht Architekten, fotorealistische Bilder in Sekundenschnelle zu generieren. Fachleute und Privatpersonen können nun unbegrenzt Renderings von jedem Raum erstellen.
  • Getfloorplan (roomGPT.io) ermöglicht Architekten, eine Idee in ein 3D-Modell umzuwandeln, das modifiziert und erkundet werden kann.

2023: Welche Herausforderungen gibt es für die Integration von KI in der Baubranche

Trotz des enormen Potenzials von Künstlicher Intelligenz (KI) in der Baubranche gibt es immer noch eine Reihe von Hürden und Herausforderungen, die überwunden werden müssen. Hier sind einige davon:

  • Datenzugang und Qualität: Für die effektive Nutzung von KI sind qualitativ hochwertige und gut organisierte Daten erforderlich. In der Baubranche können diese Daten jedoch oft unstrukturiert, veraltet oder ungenau sein. Außerdem können Fragen des Datenschutzes und der Datensicherheit den Zugang zu und die Nutzung von Daten einschränken.
  • Mangel an technischem Know-how: Die Implementierung und Nutzung von KI erfordert ein hohes Maß an technischem Fachwissen. In der Baubranche fehlt es jedoch oft an Fachleuten mit Kenntnissen in den Bereichen KI und Datenanalyse. Darüber hinaus kann die Ausbildung und Schulung von bestehendem Personal in der Nutzung von KI-Technologien zeitaufwendig und kostspielig sein.
  • Integration in bestehende Systeme und Prozesse: Die Einführung von KI kann eine Überarbeitung bestehender Systeme und Prozesse erfordern, was eine erhebliche Herausforderung darstellen kann. Dies kann besonders problematisch sein, wenn die vorhandenen Systeme und Prozesse veraltet sind oder wenn es Widerstände gegen Veränderungen gibt.
  • Regulierungsfragen: Die Nutzung von KI in der Baubranche wirft auch eine Reihe von rechtlichen und regulatorischen Fragen auf, einschließlich Fragen des Datenschutzes, der Haftung und des geistigen Eigentums.
  • Vertrauen und Akzeptanz: Schließlich kann das Vertrauen und die Akzeptanz von KI in der Baubranche eine erhebliche Hürde sein. Einige Mitarbeiter könnten beispielsweise Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen von KI auf die Arbeitsplatzsicherheit und die Art und Weise, wie sie ihre Arbeit ausführen, haben.

Unser Fazit

Als innovatives Team das eine intuitive, cloud-basierte AVA Software programmiert, sind wird große KI Fans. Wir wissen aber auch: KI wird ArchitektInnen nicht ersetzen, da die menschliche Kreativität, Intuition und das Fachwissen in diesem Bereich unerlässlich sind. Stattdessen können KI-Tools ArchitektInnen dabei unterstützen, ihre Arbeit effizienter, präziser und innovativer zu gestalten.

KI wird ArchitektInnen nicht ersetzen. Aber ArchitektInnen, die KI nutzen, werden einen riesigen Wettbewerbsvorteil haben.
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