Tekoäly tulee, mutta miten sitä voi nyt hyödyntää arkkitehtitoimiston arjessa?

Mitä on tekoäly? Miten sitä voi hyödyntää arkkitehtitoimiston arjessa? Näihin kysymyksiin pyrimme saamaan vastauksia innovaatioprojektissamme.

Innovaatioprojekti on Metropolia-ammattikorkeakoulun rakennusarkkitehtuurin tutkinto-ohjelmaan kuuluva, kevätlukukauden kestävä kurssi, joka tehdään kahden hengen opiskelijaryhmissä. Kurssi on opiskelijavetoinen, eli opiskelijoiden on etsittävä projektin tilaaja ja aihe itsenäisesti.

Teimme oman innovaatioprojektimme keväällä 2024 yhteistyössä arkkitehtitoimisto Ark Openin kanssa, ja aiheena oli tekoälyn hyödyntäminen arkkitehtitoimistossa. Työtä ohjasivat Ark Openin toimitusjohtaja ja arkkitehti Juha Kämäräinen sekä Metropolia-ammattikorkeakoululta lehtori Janne Järvinen.

Viime vuosina tekoäly on tullut osaksi ihmisten arkea, ja yritykset ovat ottaneet tekoälyä yhä aktiivisemmin mukaan liiketoimintaansa. Uutta tekoälyteknologiaa ja siihen liittyviä uutisia tulee lähes päivittäin, ja suurta tietomäärää on aikaa vievää hahmottaa. Ark Openin tarve ymmärtää tekoälyä ja sen käyttömahdollisuuksia liiketoiminnassa loi pohjan innovaatioprojektille.

Tekoäly on merkittävä yhteiskunnallinen ilmiö, ja tällä hetkellä vaikuttaa, että rakennusalalla tekoälyn vaikutus tulee näkymään hitaasti, mutta varmasti. Vaikutus näkyy nopeammin tietokonetta käyttävien työssä.

Tekoäly viittaa koneen kykyyn hyödyntää perinteisesti ihmisen älyyn liitettäviä ominaisuuksia, kuten päättelyä, oppimista ja suunnittelua. Ihmiseen verrattuna tekoäly on tietyissä tehtävissä tarkempi, nopeampi ja kykenee suorittamaan rajattomasti toistoja. Tekoäly ei ajattele tekemäänsä, ei ole tietoinen toiminnastaan, eivätkä koneet ymmärrä asioiden yhteyksiä tai seurauksia. Toimintaa voi verrata ihmisen vaistonvaraisesti tehtyyn toimintaan ja ärsykkeiden käsittelyyn, joka tapahtuu ilman ajattelua.

Huomioitavaa tekoälyn kanssa työskentelyssä on, ettei tekoäly ole luova, mutta se pystyy tuottamaan aineistoa, joka muistuttaa luovaa. Luoviin viittaavat tekoälyohjelmistot ovat generatiivista tekoälyä. Sillä tarkoitetaan tekoälymalleja, jotka tuottavat sisältöä tekstin, äänen, kuvien tai videoiden muodossa.

Prompti: Markkinoilla on lukuisia tekoälysovelluksia, joille annetaan prompti eli kirjallinen komento, jonka perusteella tekoäly luo kuvan tai tekstin. Promptin tulee olla selkeäkielinen, usein englanninkielinen sana tai lause. Englanninkielisillä prompteilla lopputulos on usein laadukkaampi, koska suurin osa tekoälyn koulutusdatasta on englanniksi ja suomen kielellä tehdyt kielimallit eivät ole vielä kaikilla tekoälyohjelmistoilla käytössä.

Promptien suunnittelu (prompt engineering) on oma taitolajinsa, jonka opetteluun kannattaa perehtyä saadakseen halutun lopputuloksen.

Tekoälyn hyöty: Arkkitehtitoimistossa työprosessia voidaan tehostaa käyttämällä generatiivista tekoälyä hyödyntäviä sovelluksia ja ohjelmistoja. Generatiivisia tekoälysovelluksia on olemassa useita, mutta valitsimme Ark Openille heidän suunnitteluohjelmistojansa parhaiten täydentäviä tekoälyohjelmistoja ja -sovelluksia. Yrityksessä käytetään pääsääntöisesti Archicadia, Twinmotionia ja Photoshopia. Rajasimme ulos koodausta ja suurta grafiikkasuorittimen muistia tarvitsevat ohjelmat. Lopullisiin valintoihimme kuuluivat Visoid, Chat GPT 4, Photoshopin generatiivinen syöttö ja Dall-E.

Ideointivaihe: Ideointivaiheeseen olemme huomanneet tehokkaimmiksi työvälineiksi Visoidin ja Dall-E:n, jotka antavat monenlaisia ehdotuksia mahdollisesta materiaalinkäytöstä tai massoitteluvaihtoehdoista rakennukselle. Sovelluksilla perusperiaate on sama: ne toimivat mallista tuodulla kuvalla, jonka lisäksi promptien avulla kerrotaan rakennuksesta ja sen ympäristöstä. Visoid on kuitenkin hieman edistyneempi, sillä se sisältää erilaisia asetuksia, joiden avulla kuvasta voidaan saada entistä tarkempi.

Viimeistelyvaihe: Tekoäly voi nopeuttaa työprosessia myös lopullisia havainnekuvia luodessa. Olemme havainneet parhaimmaksi työkaluksi tähän Photoshopin generatiivisen täytön, jolla voi nopeasti lisätä kuviin objekteja, kuten ihmisiä, puita ja pensaita. Generatiivisella täytöllä voi myös elävöittää taivasta ja näin saada kuvasta todenmukaisempi. Toisinaan Photoshop luo lisättyjä objekteja väärään perspektiiviin tai muoto ei vastaa toivottua, jolloin halutun lopputuloksen saamiseksi promptia tulee hioa.

Tiedonhaku: Projektissa tutkitaan tekstiä tuottavia tekoälysovelluksia, sillä tekstin tuottaminen on tärkeä osa arkkitehdin työtä. Yhtenä tutkimuksen kohteena on ollut Chat GPT, josta versioita on tällä hetkellä kaksi: ilmaisversio Chat GPT 3.5 ja maksullinen versio Chat GPT 4. Chat GPT 3.5:n ainoa ominaisuus on tekstin tuottaminen. Sen opetusdata perustuu maailmaan ennen tammikuuta 2022, eikä sillä ole pääsyä internetiin. Chat GPT 4 käyttää datanaan koko internetiä ja antaa teksteilleen lähteet. Se kykenee hakemaan tietoa esimerkiksi pdf-tiedostoista, kertomaan annetun kuvan sisällön, tuottamaan kuvia, tekstejä ja taulukkoja.

Chat GPT nopeuttaa tiedonhakua, kun se tiivistää lukuisten lähteiden tuottamaa sisältöä. Suunnittelija hyötyy tästä esimerkiksi tuotetietoja etsiessään. Mikäli tuotetiedot ovat vieraalla kielellä, kääntää tekoäly tekstin vaivatta suomeksi.

Tekstin tuottaminen: Arkkitehtitoimiston hektisen arjen keskellä suunnittelijan pitäisi osata pysähtyä kuvailemaan luotua suunnitelmaa lyhyin selostein. Pyysimme Chat GPT 4:ää kirjoittamaan lyhyen selosteen viisikerroksisesta kerrostalosta. Kuvailimme rakennuksen ominaisuuksia ja kerroimme rakennuksen sijainnin. Liitimme kehotteeseen mukaan selosteita toimiston vastaavista kohteista ja toivoimme selosteeseen samanlaista tyylittelyä.

Chat GPT antoi selosteen, jossa kuvaili rakennusta ja sen ympäristöä. Seloste ei ollut tietosisällöllisesti täysin oikein, mutta sitä pystyy hyödyntämään pohjana mahdolliselle selostukselle.

Tekoälyohjelmistot: Monet luulevat, että tekoäly pystyy suunnittelemaan rakennuksen itse alusta loppuun. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa. Tekoälyllä on paljon heikkoja kohtia. Se ei osaa ottaa huomioon esimerkiksi asemakaavaa tai lähiympäristöä, mikäli sille ei anna hyvin tarkkoja ohjeistuksia.

Tarkoistakin ohjeistuksista huolimatta tekoäly tekee usein virheitä, joten vastuu lopputuloksesta on suunnittelijalla.

Projektin aikana on todettu, ettei tekoäly ole vielä taipuva esimerkiksi pohjapiirrosten suunnitteluun. Tällaisia sovelluksia on jo kehitteillä, mutta todennäköisesti niissäkin on heikkouksia, minkä seurauksena niistä tulee suunnitteluapureita.

Kirjoittajat ovat kolmannen vuoden rakennusarkkitehtiopiskelijoita Metropolia-ammattikorkeakoulusta.