Gắn kết đào tạo kiến trúc sư với công nghệ số

Untitled 02 2021 ISSN 2734 988876 C ông nghệ số là nền tảng của Công nghiệp 4 0 với xu hướng tự động hóa và trao đổi dữ liệu trong công nghệ sản xuất Bản chất của cách mạng công nghiệp 4 0 là dựa trên[.]

NH Â N L Ự C NG À NH X ÂY D Ự NG L À M C HỦ C ÔNG NG H Ệ S Ố Gắn kết đào tạo kiến trúc sư với công nghệ số > TS.KTS VŨ ĐỨC HOÀNG* Đào tạo kiến trúc nước ta trải qua giai đoạn khó khăn thị trường chun nghiệp giàu tính cạnh tranh Việc phố cập hóa đào tạo kiến trúc, đa dạng ngày tăng nhiều ngành học phát triển nhanh chóng cơng nghệ kỹ thuật số lý địi hỏi phải có thay đổi chiến lược triết lý đao tạo KTS C ông nghệ số tảng Công nghiệp 4.0 với xu hướng tự động hóa trao đổi liệu công nghệ sản xuất Bản chất cách mạng công nghiệp 4.0 dựa tảng công nghệ số tích hợp tất cơng nghệ thơng minh để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất Cách mạng số hình thành giới số, phản ánh sinh động, tồn song song với giới vật lý Sự kết nối hai giới vật lý giới số tạo tác động mang tính cách mạng mặt đời sống kinh tế, trị, văn hóa xã hội lồi người TÁC ĐỘNG CỦA CÔNG NGHỆ SỐ TỚI LĨNH VỰC KIẾN TRÚC Cuộc cách mạng số không làm thay đổi thói quen, cách sống, cách sinh hoạt người xã hội, từ dẫn đến thay đổi chức năng, quy mơ cơng trình kiến trúc Mặt khác, số hóa ngày khơng giúp nâng cao hiệu hoạt động giới kiến trúc mà clam thay đổi mơ hình sản xuất, thiết kế kiến trúc Với trí tuệ nhân tạo (AI) giải hàng triệu phép tính điều kiện để tạo kiến trúc tham số (Parametric architecture/ Parametricism dạng kiến trúc, đối tượng thiết kế đối tượng tĩnh, mối quan hệ bên bên đối tượng linh hoạt điều khiển tập hợp yếu tố đầu vào thông số Kiến trúc sư (KTS) thơng qua máy tính để lập trình đối tượng thiết kế) Những yếu tốt cốt lõi công nghệ kỹ thuật số trí tuệ nhân tạo (AI), vạn vật kết nối (IoT) liệu lớn (Big Data) * Khoa Kiến trúc, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội 76 02.2021 ISSN 2734-9888 Công nghệ kỹ thuật số cấu trúc lại cách triệt để mối quan kệ thiết kế sản xuất, tạo kết nối kỹ thuật số trực tiếp tưởng tượng thiết kế; xây dựng thơng qua quy trình “chế tạo từ máy tính đến nhà máy” chế tạo máy tính điều khiển số (CNC) Khả tạo thông tin xây dựng trực tiếp từ thông tin thiết kế khía cạnh kiến trúc kỹ thuật số Thông tin thiết kế kiến trúc dần trở thành thông tin xây dựng, đặc biệt với xuất giải pháp “Tòa nhà ảo” Mơ hình thơng tin xây dựng (BIM) Trên thực tế, việc triển khai BIM hợp lý hóa quy trình thiết kế xây dung, cuối dẫn đến việc tái thiết lập lại vai trò kiến trúc sư với tư ách người xây dựng Việc khảo sát, đánh giá mơi trường xây dựng dựa vào công cụ kỹ thuật số để kiểm soát chẩn đoán thành phần hệ thống tòa nhà, đánh giá sau sử dụng mơ hình hiệu suất chúng, kiểm tra xác nhận hiệu mơ hình máy tính Rõ ràng, Cơng nghệ kỹ thuật số tác động mạnh mẽ làm thay đổi kiến trúc nói chung quy trình thiết kế kiến trúc nói riêng, từ ảnh hưởng trực tiếp đến phương thức quy trình đào tạo KTS Điều địi hỏi phải có thay đổi lớn việc đào tạo KTS để phù hợp với thời đại công nghệ kỹ thuật số TÁC ĐỘNG CỦA CÔNG NGHỆ SỐ TỚI ĐÀO TẠO KTS Ảnh hưởng công nghệ kỹ thuật số KTS ngày rõ rệt Thiết kế kiến trúc, thực hành, chế tạo xây dựng công trình ngày hỗ trợ phụ thuộc nhiều vào công nghệ kỹ thuật số Sự phổ biến máy tính điện tốn đào tạo thực hành thiết kế dẫn đến thay đổi lớn mơ hình định hướng lai khái niệm giải định lý thuyết, vốn coi trọng tâm đào tạo thực hành thiết kế truyền thông Công nghệ thông tin trở nên phổ biến hết đào tạo thực hành kiến trúc cách mạng hóa thực hành, đánh giá, giảng dạy thiết kế kiến trúc Công nghệ kỹ thuật số tham gia vào quy trình thiết kế xây dựng cơng trình KTS Sự đời cơng cụ tính tốn cho thiết kế kiến trúc mở rộng giới hạn mơ hình phương pháp thiết kế thông thường Từ ý tưởng ban đầu đến thiết kế cơng trình, từ sản xuất đến vòng đời tòa nhà, KTS phải thay đổi phát triển theo phương pháp Thực hành thiết kế kiến trúc ngày chịu tác động mạnh mẽ công nghệ kỹ thuật số Điều khơng thể xảy khơng có thay đổi triết ký thiết kế bắt đầu việc gia tăng sử dụng phương tiện kỹ thuật số để phát triển thiết kế xây dựng công trình thay tạo dựng hình ảnh phối cảnh mang tính đại diện Ngồi ra, kiến trúc kỹ thuật số gần kết hợp thuật toán hình học thơng minh Trí tuệ nhân tạo để tạo kiến trúc tham số (là dạng kiến trúc đối tượng thiết kế cơng trình đô thị đối tượng tĩnh, mối quan hệ bên bên đối tượng linh hoạt điều khiển tập hợp yếu tố đầu vào, thông số KTS thơng qua máy tính để lập trình đối tượng thiết kế - Wikipedia) Sự phát triển ngoạn mục cơng nghệ kỹ thuật số góp phần tạo “tịa nhà thơng minh”, cơng trình tiết kiệm lượng thân thiện với môi trường phát triển bền vững Công nghệ kỹ thuật số thay đổi hoàn toàn cách dạy học kiến trúc (Gross Do 1999, Al-17: ASMI 2006) Các studio máy tính studio “khơng dây” studio thiết kế ảo giới thiệu nhiều trường kiến trúc cách để thực hành giảng dạy thiết kế kiến trúc Những phát triển gần mạng máy tính mang đến nhiều hội cho việc hợp tác chuyển giao kiến thức quy mơ tồn cầu Chắc chắn đổi phát triển kỹ thuật số tác động làm thay đổi việc đào tạo thực hành kiến trúc Có thể thấy phương tiện truyền thông kỹ thuật số thay đổi cách nghiên cứu, thực hành thiết kế kiến trúc ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SỐ TRONG THIẾT KẾ KIẾN TRÚC Ứng dụng cơng nghệ máy tính kỹ thuật số thiết kế kiến trúc không liên quan đến vẽ, mơ hình, hoạt hình, mạng hình thức tự do, mà tiếp cận lĩnh vực khác trình xây dựng kiến trúc xây dựng cơng trình, thiết kế kết cấu thiết kế số môi trường KTS Frank Gehry (người Mỹ) sử dụng phần mềm máy tính để thiết kế xây dựng cơng trình kiến trúc Phương tiện kỹ thuật số làm cho kiến trúc làm việc với hình dạng bất thường trở thành thực Trước đây, Gehry nghĩ mơ hình vẽ dễ thể kiến trúc trực quan máy tính Tuy nhiên, với mức độ cảm hứng sâu sắc công việc mình, phương pháp thiết kế truyền thống khó chịu áp lực ISSN 2734-9888 02.2021 77 NH Â N L Ự C NG À NH X ÂY D Ự NG L À M C HỦ C ÔNG NG H Ệ S Ố lớn khái niệm tưởng tượng hình dạng, khiến Gehry thực hành cuối hồn tồn chấp nhận máy tính Cơng nghệ thực tế ảo kỹ thuật số hệ thống máy tính tạo thể giới ảo Ứng dụng cơng nghệ VR quy trình thiết kế kiến trúc cho phép trình thiết kế trực quan KTS trải nghiệm đầy đủ ưu điểm nhược điểm bố trí chức bên thiết kế mơi trường bên ngồi tồ nhà thể chúng vị trí xây dựng giúp đỡ KTS xác minh tốt tính đắn khả thi giải pháp thiết kế 78 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SỐ TRONG ĐÀO TẠO KTS Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số để phát triển tư thiết kế Trong thời gian dài, thơng tin đồ hoạ phương tiện thiết kế thể không gian kiến trúc Nó đóng vai trị khơng thể thay q trình hình thành, phân tích thể chun nghiệp quan niệm sơ đồ xây dựng Các phương tiện công nghệ chuyên nghiệp công cụ thông tin đồ hoạ thường ảnh hưởng đến tư thiết kế Công nghệ kỹ thuật số đại diện thiết kế hỗ trợ máy tính chuyển trình sang giới kỹ thuật 3D ảo Tình gọi tư kỹ thuật số Trong giai đoạn đầu phát triển công nghệ, công nghệ số không hỗ trợ phát triển trực tiếp trình tư nhà thiết kế Do đó, họ thường mơ tả sơ phác, chỉnh sửa phát triển hồn chỉnh Hiện nay, cơng nghệ kỹ thuật số có tiến đáng kể Bên cạnh việc cho phép KTS có tư trừu tượng trực quan với thực tế, quan trọng hơn, vượt qua quy tắc thiết kế thơng thường cho phép KTS có đột phá đổi công nghệ tìm kiếm theo đuổi hình dạng kiến trúc Quan niệm không gian kiến trúc có thểt có tự ngẫn nhiên điêu khắc Hơn nữa, cập nhật tư duy, phương pháp thiết kế hình thành mơ hình thơng tin kỹ thuật số kiến trúc với tích hợp tổng thể, tham gia động hợp tác sâu rộng Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số quy trình thực thành thiết kế Khơng có thời kỳ mà cơng nghệ máy tính kỹ thuật số tác động mạnh mẽ thiết kế kiến trúc, công tác giảng dạy thực hành kiến trúc Kiến trúc hình ảnh, mơ kỹ thuật số không gian ảo… dần trở thành danh từ thiết kế kiến trúc tiến Từ vẽ hỗ trợ máy tính (CAD) đến thiết kế kiến trúc hỗ trợ máy tính (CAAD), kiên trúc thay đổi cải cách phương tiện công cụ thiết kế Chúng ta thấy rõ ràng cách thức giảng dạy thiết kế kiến trúc nên thích ứng với cải cách cách phân tích ảnh hưởng cơng nghệ máy tính kỹ thuật số đến thiết kế kiến trúc Sự thay đổi đối tượng thiết kế dẫn đến thay đổi vai trò KTS định hướng giảng dạy kiến trúc Và thời kỳ công nghệ số, kiến trúc chí KTS xuất dụng rộng rãi vất đề khơng đơn giản, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan chủ quan như: bị giới hạn nhiều khuôn khổ chế quản lý, tài chính, nguồn nhân lực, khung chương trình, định hình phong cách giảng dạy truyền thống Hiện nay, việc ứng dụng công nghệ số chương trình giảng dạy trường đại học đào tạo KTS nước cịn hạn chế Cơng nghệ kỹ thuật số sử dụng thiết kế kiến trúc với hỗ trợ máy tính, chủ yếu theo cách để thể đồ án kiến trúc như: thể thiết kế, bao gồm vẽ kiến trúc 2D mơ hình 3D, kết xuất xử lý hình ảnh kiến trúc 3D, biểu trình diễn kiến trúc đa phương tiện Ví dụ, chuyên ngành Kiến trúc Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội cung cấp giảng dạy công nghệ tin học kiến trúc chủ yếu hai phần - lý thuyết CAD kiến trúc phần mềm hỗ trợ vẽ tạo máy tính hỗ trợ phác họa thiết kế kiến trúc Các trường đại học cho rằng, CAD kiến trúc lấy đầu mối khái niệm thiết kế Tuy nhiên, bị giới hạn nhiều yếu tốt hoạt động thực tế như: thiếu cơng nghệ phần mềm máy tính dễ học, dễ sử dụng, hướng dẫn chuyên gia CAD kiến trúc Hơn nữa, việc ứng dụng công nghệ số giảng dạy chưa đồng hố máy tính hỗ trợ thiết kế kiến trúc chương trình thiết kế kiến trúc Hoạt động khó khăn cho phối hợp khai thác công nghệ kỹ thuật số Do đó, việc giảng dạy với trọng tâm thiết kế kiến trúc nên đầu mối thường sử dụng nhiều Hầu hết sở đào tạo chưa xây dựng chương trình đào tạo phục vụ quy trình thiết kế sở mơ hình BIM Mặc dù Thủ tướng Chính phủ có Quyết định số 2500/QĐ-TTg ngày 22/12/2016 việc phê duyệt Đề án áp dụng BIM hoạt động xây dựng quản lý vận hành cơng trình, đến năm 2020 triển khai áp dụng số cơng trình Tuy nhiên, trường đào tạo KTS chưa có chương trình, giáo trình đào tạo gắn kết với chương trình thiết kế kiến trúc sở áp dụng BIM, điều khó cho sinh viên kiến trúc trường hội nhập thực công việc thiết kế Mặc dù thực tế không gian ảo sử dụng nhiều trường đại học giới, lợi ích việc áp dụng VR đào tạo kiến trúc thấy rõ Trong khí trường đào tạo KTS giới thiết lập mơ hình thiết kế kiến trúc cách sử dụng máy tính làm cơng cụ thiết kế, mơ tồn q trình quan niệm chương trình theo ba bước mơ hình thể tích, mơ hình cấu trúc, mơ hình kiến trúc thực hóa thiết kế hợp tác với internet làm tảng truyền thông Thực tế nước ta, xưởng thực hành với hệ mô thực tế ảo (virtual reality) giảng dạy đồ án kiến trúc chưa hình thành Các sở đào tạo chưa ứng dụng thực tế không gian ảo (VR) vào quy trình chương trình đào tạo ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ SỐ TRONG ĐÀO TẠO KTS Ở VIỆT NAM Việc ứng dụng công nghệ kỹ thuật số mô hình giảng dạy đại học nói chung đào tạo KTS nói riêng chưa áp GẮN KẾT ĐÀO TẠO KTS VỚI CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT SỐ Đề gắn kết đào tạo KTS với công nghệ số, trước hết cần điều chỉnh chương trình đào tạo cho phù hợp với thời kỳ công nghệ kỹ thuật số Việc dạy kiến trúc nên dẫn dắt yêu cầu 02.2021 ISSN 2734-9888 thị trường dành cho KTS với đầu mối trình sinh viên chấp nhận học thiết kế kiến trúc Dạy học ứng dụng công nghệ số hoàn chỉnh nên bao gồm ba phần: phần bao gồm giới thiệu ngắn gọn lịch sử phát triển công nghệ số kiến trúc, tinh hình ứng dụng, hệ thống phân mềm phần cứng cơng nghệ chính; phần bao gồm phân tích hỗ trợ máy tính mơi trường kiến trúc, hình dạng, khơng gian đặc điểm vật lý; phần hiệu máy tính 2D, 3D đa phương tiện thành tựu thiết kế Hiện nay, công nghệ mô không gian thực tế ảo, nhân tố quan trọng cách mạng công nghệ số phát triển Đó tảng làm thay đôi việc giảng dạy, nghiên cứu khoa học quy trình sản xuất thiết kế kiến trúc xây dựng cơng trình Trước thực tiễn đó, việc áp dụng công nghệ thực tế ảo vào quy trình giảng dạy cần thiết, ngành đào tạo Kiến trúc - lĩnh vực đòi hỏi sinh viên nhiều sáng tạo nhiều trải nghiệm để kiến tạo nên không gian sống tương lai (đưa đồ án đến gần với thực tế) Do vậy, trường cần đầu tư sở vật chất để xây dựng xưởng giảng dạy thực hành thiết kế kiến trúc với hệ mô thực tế không gian ảo Kiến trúc mơn học tích hợp Đào tạo chun ngành Kiến trúc cho thấy vượt trội việc ứng dụng công nghệ số cách hệ thống cho sinh viên chuyên ngành Kiến trúc nhiều khía cạnh khác ý nghĩa màu sắc, mối quan hệ tỷ lệ, thiết kế tổ chức không gian chức năng, thiết kế kiểu dáng, lựa chọn hình thức kết cấu, xây dựng, vật liệu xây dựng kiến trúc lịch sử Công nghệ kỹ thuật số không công cụ sử dụng thiết kế kiến trúc, có lợi cho việc tạo cơng trình thiết kế kiến trúc xuất sắc hơn, mà cịn đóng góp vào quy trình thiết kế kiến trúc cải thiện trải nghiệm cho KTS cảm giác không gian 3D Xây dựng chương trình đảo tạo thiết kế kiến trúc có áp dụng mơ hình thơng tin xây dựng BIM, qua đào tạo sinh viên mang tính hội nhập phù hợp với yêu cầu xã hội Thông qua việc áp dụng BIM thiết kế đồ án, sinh viên thuận lợi việc phân tích mức độ sử dụng lượng phương án thiết kế, qua cơng cụ hỗ trợ, góp phân hướng thiết kế bền vững với môi trường Việc thông tin tích hợp BIM, cho phép nhà thiết kế tính tốn nhu cầu sử dụng lượng phương án thiết kế thơng qua cơng cụ tích hợp tiêu chuẩn thiết kế xanh LEED hay LOTUS để đánh giá tính bền vững cơng trình Áp dụng BIM thiết kế kiến trúc giúp việc sử dụng liệu, lưu trữ trao đổi dựa cơng nghệ điện tốn đám mây, qua giúp cho việc phối hợp, hợp tác thiết kế, chuyển giao sản phẩm lưu trữ thuận tiện Mặc dù công nghệ kỹ thuật số áp dụng thiết kế kiến trúc với thời gian ngăn, tác động chi phối tới lĩnh vực kiến trúc nói chung đào tạo kiến trúc sư nói riêng ngày trở nên rõ nét Từ vẽ thiết kế ý tưởng vẽ kỹ thuật giai đoạn đầu đến mơ hình 3D xử lý hình ảnh đến hoạt hình tới thực tế ảo (VR) thiết lập mơ hình thơng tin xây dựng (BIM) cho thấy cơng nghệ kỹ thuật số khơng làm suy yếu mà cịn trợ giúp tích cực cho hoạt động sáng tạo KTS Cơng nghệ kỹ thuật số giải phóng KTS khỏi nhiêu công việc tẻ nhạt, lặp lặp lại cho phép họ có thêm lượng để tham gia vào sáng tạo kiến trúc Đào tạo kiến trúc nước ta trải qua giai đoạn khó khăn thị trường chun nghiệp giàu tính cạnh tranh Việc phố cập hóa đào tạo kiến trúc, đa dạng ngày tăng nhiều ngành học phát triển nhanh chóng cơng nghệ kỹ thuật số lý địi hỏi phải có thay đổi chiến lược triết lý đao tạo KTS Để công việc đào tạo KTS trở nên toàn diện bền vững hơn, đáp ứng nhu cầu xã hội thời đại công nghiệp 4.0, trường đào tạo kiến trúc cần gắn đào tạo với cơng nghệ kỹ thuật số, qua cải tiến chương trình giảng dạy, cải tạo nâng cấp sở hạ tầng công nghệ, tăng cường quan hệ hợp tác quốc tế v ISSN 2734-9888 02.2021 79 ... chung đào tạo KTS nói riêng chưa áp GẮN KẾT ĐÀO TẠO KTS VỚI CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT SỐ Đề gắn kết đào tạo KTS với công nghệ số, trước hết cần điều chỉnh chương trình đào tạo cho phù hợp với thời kỳ công. .. kiến trúc 2D mơ hình 3D, kết xuất xử lý hình ảnh kiến trúc 3D, biểu trình diễn kiến trúc đa phương tiện Ví dụ, chuyên ngành Kiến trúc Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội cung cấp giảng dạy công nghệ. .. thời đại công nghiệp 4.0, trường đào tạo kiến trúc cần gắn đào tạo với công nghệ kỹ thuật số, qua cải tiến chương trình giảng dạy, cải tạo nâng cấp sở hạ tầng công nghệ, tăng cường quan hệ hợp tác