Vai trò và ứng dụng AI trong xu hướng thiết kế kiến trúc năm 2024

Trong thời gian gần đây, từ khoá thu hút nhất trên các diễn đàn đa lĩnh vực đều có AI (Artifical Intelligence – Trí Tuệ Nhân Tạo). Đầu năm 2023, với phương pháp mô tả ngắn gọn bằng các từ khoá (prompt), AI thông qua ứng dụng Midjouney (MJ), Stable diffusion đã tạo ra hình ảnh nghệ thuật AI (Ứng dụng AI tạo sinh [1]). Các hình ảnh này đã xây dựng được các trào lưu, xu hướng nổi bật với sự quan tâm mạnh mẽ từ cộng đồng. Nhân dịp đầu năm 2024, PV TCKT đã thực hiện phỏng vấn với KTS. Hồ Lê Quốc Vũ [2] và KTS. Trần Xuân Tuấn [3] để làm rõ hơn vai trò và tính ứng dụng AI cũng như xu hướng phát triển của AI trong thiết kế kiến trúc năm 2024. Trân trọng giới thiệu cùng bạn đọc.

Năm 2022 được đánh dấu bằng sự ra đời các ứng dụng AI tạo sinh. Năm 2023, các ứng dụng AI ngôn ngữ (text to text), AI tạo ảnh (text to Image, Image to Image), AI tạo video (text to video, Image to video) đã phát triển mạnh mẽ. Xu hướng sắp đến, AI sẽ phát triển và sớm ra mắt ứng dụng AI tạo 3D (text to 3D, image to 3D) và các ứng dụng AI trong lĩnh vực triển khai kỹ thuật trong năm 2024. Hy vọng rằng những chia sẻ trong bài sẽ giúp ích cho các KTS đang quan tâm tìm hiểu và nghiên cứu khả năng ứng dụng AI trong thiết kế.

PV: Thưa ông, cơ duyên nào đưa ông đến với AI và ông có quan điểm như thế nào về sự tham gia của AI vào lĩnh vực sáng tạo, thiết kế kiến trúc hiện nay?

KTS. Hồ Lê Quốc Vũ: Khoảng tháng 7/2022, sau khi được tiếp cận bài báo của Jason M.Allen về ứng dụng MJ để tạo ra tác phẩm nghệ thuật Théâtre D’opéra Spatial và đặc biệt là tác phẩm này được giải Nhất trong cuộc thi Nghệ thuật của Mỹ. Điều này giúp tôi nhận ra

  • (i) AI trở thành công cụ sáng tạo “mạnh”, không hề thua kém bất kỳ nghệ sĩ nào, và
  • (ii) AI được cộng đồng (Mỹ) không chỉ “đón nhận” mà còn “chấp nhận” vào sân chơi sáng tạo nghệ thuật. Tôi đã tìm hiểu và kết nối với Jason M.Allen bằng Facebook để theo dõi, học hỏi và là nguồn năng lượng, cảm hứng để tôi theo đuổi AI cho đến hôm nay.

Chúng ta biết rằng, AI không phải là mới. Ngay từ khi máy tính ra đời (thập niên 50-60 của thế kỷ trước), Alan Turing cũng đã phát triển ý tưởng Máy Turing (một khái niệm cơ bản về máy tính và trí tuệ nhân tạo), McCulloch và Pitts đề xuất mô hình tế bào thần kinh nhân tạo đầu tiên và một số nghiên cứu về máy tính và “suy nghĩ logic”… có thể nói lý thuyết trí tuệ nhân tạo đã được nghiên cứu. Tuy nhiên, công nghệ AI lúc đó chỉ thuộc phạm vi trong lĩnh vực công nghệ máy tính.

Chỉ đến khi các ứng dụng AI tạo sinh dựa trên mô hình ngôn ngữ lớn LLM [4] như: Chat GPT, Dall -E, Midjouney, Stable Diffusion… được ra mắt cho bất cứ ai cũng có thể sử dụng và thời điểm giữa năm 2022, thì công nghệ AI mới được quan tâm chú ý đến, ứng dụng rộng rãi và phát triển với tốc độ cực kỳ nhanh.

Trong lĩnh vực Kiến trúc, công nghệ AI bước đầu được ứng dụng trong việc nghiên cứu ý tưởng, phương án concept rất hiệu quả. Người sử dụng chỉ cần mô tả ý tưởng hoặc vẽ vài nét đơn giản, chụp một bức hình hiện trạng và nhập liệu vào máy tính… Ứng dụng AI có thể tạo ra hàng loạt phương án phối cảnh theo yêu cầu (bối cảnh, vật liệu, tỉ lệ, màu sắc, thẩm mỹ… phù hợp).

AI tạo ra các hình ảnh khác nhau trên cùng nội dung nhập liệu
AI tạo ra các hình ảnh khác nhau trên cùng nội dung nhập liệu

Ở Việt Nam, các KTS cũng nhanh chóng tiếp cận và thích ứng với công nghệ AI, ứng dụng vào lĩnh vực thiết kế. Tuy nhiên, vẫn chưa có thống kê cụ thể bao nhiêu KTS thành công nhờ AI, hoặc các tác phẩm kiến trúc nào được hình thành nhờ ý tưởng tạo ra do AI. Nhưng chúng ta có thể nhận định rằng, chỉ mới một năm, từ một công nghệ hoàn toàn mới mẻ, lạ lẫm thì nay đã được ứng dụng mạnh mẽ, sản phẩm thể hiện sự vượt trội… có thể trong năm 2024, hay rất gần, AI sẽ tác động mạnh mẽ trong công việc thiết kế kiến trúc đô thị của giới KTS [5] và các nghệ sĩ trong nhiều lĩnh vực.

PV: Ông có thể chia sẻ đặc điểm và vai trò của AI trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc và quy hoạch là gì?

KTS. Trần Xuân Tuấn: Nếu như thiết kế kiến trúc và đô thị là một quá trình lâu dài, được đúc kết bằng kinh nghiệm và cơ sở khoa học… đưa vào giáo dục trong các trường đại học. Thì việc ứng dụng công nghệ AI trong lĩnh vực thiết kế kiến trúc, quy hoạch chưa có một phương pháp nhất định, chủ yếu tùy thuộc vào từng người sử dụng. Thậm chí là hoàn toàn phụ thuộc vào kiến thức về AI cũng như ứng dụng các phần mềm hiện tại thông qua thực hành. Theo kinh nghiệm của tôi, các phương pháp ứng dụng AI trong thiết kế là:

  • Ứng dụng Chat GPT, Google Bard, Bing AI… để nghiên cứu ban đầu về đề bài thiết kế, hỗ trợ làm thuyết minh phương án thiết kế, liệt kê và tạo prompt cho AI nghiên cứu ý tưởng…
  • Ứng dụng AI text to image như: Dall-E, Midjouney, Stable diffusion… để tạo ra các phương án kiến trúc (sơ phác ý tưởng) theo phong cách và nội dung thiết kế đúng yêu cầu.
  • Ứng dụng phương pháp vẽ sơ phát (vẽ tay) hoặc thiết kế phương án bằng các phần mềm 3D truyền thống để xuất ra các phương án kiến trúc và sau đó sử dụng chức năng Controlnet của AI Stable Diffusion để tạo tiếp hàng loạt phương án thiết kế chính xác hơn…
  • Và cuối cùng là chọn lọc các sản phầm được tạo ra bởi AI để hoàn thiện thông qua các phần mềm truyền thống như AutoCAD, 3DStudio MAX, Sketchup, Photoshop… để xuất thành các bản vẽ hoàn thiện phục vụ thi công hoặc làm việc với chủ đầu tư.

Tóm lại, với năng lực hiện tại của Ứng dụng AI trong thiết kế, chỉ mới hỗ trợ các phương án sơ phác, ý tưởng mà chưa cung cấp được bản vẽ hoàn thiện như mong muốn. Cụ thể, AI mới chỉ mạnh về các công cụ tổng hợp và tạo nên hình ảnh phối cảnh góc đơn 2D cho các dự án và các concept. Đây là điểm hạn chế mà các nhà phát triển Ứng dụng AI đang tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện hơn trong thời gian đến. Công nghệ AI sẽ còn phát triển mạnh mẽ hơn nữa, với tốc độ phát triển như hiện tại thì AI vượt qua khả năng con người và tạo lập các giá trị đặc biệt là điều không thể chối cãi.

PV: Việc sử dụng AI trong thiết kế tạo lập nên những giá trị đặc biệt nào mà Kiến trúc sư cần quan tâm?

KTS. Trần Xuân Tuấn: Một trong những thế mạnh của công nghệ AI là khả năng tạo hình ảnh cực kỳ nhanh, đẹp và đúng yêu cầu. Điều này hỗ trợ rất tốt trong quá trình nghiên cứu phương án thiết kế. Các ứng dụng AI trả phí khác như: Testfit, architectures.com Ar còn có thể hỗ trợ cả quá trình nghiên cứu mặt bằng, tính toán các chỉ tiêu kiến trúc quy hoạch một cách hiệu quả.

KTS. Trần Xuân Tuấn chia sẻ kinh nghiệm về ứng dụng AI tại Đà Nẵng năm 2023
KTS. Trần Xuân Tuấn chia sẻ kinh nghiệm về ứng dụng AI tại Đà Nẵng năm 2023

Tuy nhiên, công nghệ AI chưa thể thay thế Kiến trúc sư hay làm thay tất cả các công việc thiết kế. Đến thời điểm hiện nay, công nghệ AI mới đáp ứng với vai trò là một trợ lý đắc lực cho Kiến trúc sư và tăng tốc quá trình thiết kế ý tưởng.

Bằng việc nghiên cứu và hiểu sâu hơn về công nghệ AI, các KTS tiếp tục trainning (huấn luyện) các model AI theo dữ liệu cá nhân để cá nhân hoá phương án và sử dụng trong quá trình thiết kế.

Dưới góc nhìn của KTS, ba nền tảng sức mạnh của AI góp phần tạo lập nên các giá trị đặc biệt cho thiết kế đó là: Khả năng tổng hợp thông tin (Chat GPT, Bing Chat, Google Bard, …), Khả năng phối hợp hòa trộn thông tin để tạo ra sản phẩm mới theo yêu cầu (Mid Journey, Bing Image Creator, Stable Diffusion,…) và Khả năng phát triển phương án từ phác thảo (Stable Diffusion, KreaAI, …). AI có khả năng hiểu và tổng hợp dữ liệu đầu vào của Kiến trúc sư để hỗ trợ quá trình hình thành nên ý tưởng mới.

Việc tạo lập giá trị đặc biệt và đặc trưng hoàn toàn khả thi khi thỏa mãn 2 điều kiện, một là, sự hoàn thiện về công nghệ của bản thân các nền tảng AI hiện nay và hai là, KTS phải rất am hiểu về các kiến thức chuyên ngành, văn hóa, lịch sử để chọn lọc và phát triển hệ dữ liệu, khai thác nguồn dữ liệu phù hợp với yêu cầu và hệ thống concept của dự án đặt ra.

PV: Vấn đề giữ gìn bản sắc trong thiết kế luôn được quan tâm trong suốt thời gian qua, liệu ứng dụng AI trong thiết kế kiến trúc, chúng ta có giữ gìn được các giá trị truyền thống Việt Nam hay không?

KTS. Hồ Lê Quốc Vũ: Bản sắc văn hoá là vấn đề đang được các nhà quản lý, các nhà chuyên môn và cả xã hội quan tâm. Tuy nhiên, trong quá trình xây dựng các cơ sở lý luận để đưa vào khai thác, ứng dụng trong thực tế vẫn còn rất nhiều việc đáng bàn.

KTS. Hồ Lê Quốc Vũ trình bày nội dung tại Hội thảo Ứng dụng AI – Đà Nẵng 2023
KTS. Hồ Lê Quốc Vũ trình bày nội dung tại Hội thảo Ứng dụng AI – Đà Nẵng 2023

Với công nghệ AI, phát huy các giá trị bản sắc văn hoá trong thiết kế kiến trúc là hoàn toàn khả thi:

  • (i) nếu nguồn dữ liệu (hình ảnh, mô tả, dữ liệu gốc…) về kiến trúc, văn hoá truyền thống của Việt Nam được nghiên cứu – tập hợp đủ lớn và
  • (ii) cần có một hệ thống máy chủ mạnh để thực hiện trainning các model AI về kiến trúc truyền thống Việt Nam. Việc tiếp theo là
  • (iii) các dữ liệu này phải được chia sẻ dưới dạng mã nguồn mở để ứng dụng vào thực tế, từ đó, học máy tiếp tục phân tích và làm giàu thêm các dữ liệu hiện có.

Trong tương lai, không chỉ KTS Việt Nam, hay KTS am hiểu về kiến trúc Việt Nam mới thiết kế được công trình mang tính bản sắc kiến trúc Việt Nam, mà lúc đó, hệ thống AI tích hợp các cơ sở dữ liệu hỗ trợ KTS trên toàn thế giới khai thác và vận dụng để tạo ra các tác phẩm “hoàn hảo trong lĩnh vực này”. Vấn đề này các quốc gia Châu Á (Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc…) làm rất tốt. Các model AI kiến trúc và văn hóa của họ được chia sẽ miễn phí và dễ tìm trên internet.

Quay lại câu chuyện bản sắc, ngoài định nghĩa hàn lâm, thì chúng ta hiểu bản sắc là cốt cách, là giá trị riêng biệt của từng dân tộc, nhóm người ở trong một phạm vi địa lý cụ thể. Nếu ứng dụng AI vào thiết kế như đã phân tích ở trên thì liệu rằng Bản sắc trở thành sản phẩm công nghiệp hàng loạt, lai tạp, thậm chí là biến tấu khác hoàn toàn so với yếu tố gốc, mặc dù nhìn thoáng qua thì sản phẩm đó hoàn toàn đáp ứng! Cụ thể như khi sử dụng ứng dụng Midjouney (dù mô tả rất kỹ để tạo hình ảnh một công trình kiến trúc truyền thống Việt Nam) thì hình ảnh tạo ra cũng lại mang nét kiến trúc Trung Quốc. Đây là vấn đề tôi rất quan tâm.

Tôi tin rằng, AI và các sản phẩm tạo ra có sự hỗ trợ của AI đều có khả năng giữ gìn và phát triển các giá trị truyền thống Việt Nam (ít ra là về lý thuyết). Còn trên thực tế AI sẽ giải quyết được, nếu chúng ta tham gia tạo dựng một cơ sở dữ liệu đủ lớn. Điều này đòi hỏi các nhà nghiên cứu, các nhà quản lý và xã hội tổ chức các hội thảo, dự án… “hỗ trợ” công nghệ AI có thể bảo tồn gìn giữ các giá trị truyền thống Việt Nam cũng như giới thiệu các giá trị văn hóa, kiến trúc đặc trưng của Việt Nam với thế giới.

PV: Kiến trúc thế giới luôn là sân chơi lớn để KTS Việt Nam hướng đến, vậy với AI, việc tham gia sân chơi này có thuận lợi hơn không?

KTS. Hồ Lê Quốc Vũ: Người Việt Nam rất linh hoạt, sáng tạo, vận dụng và giỏi tiếp cận công nghệ mới. Tuy nhiên, cộng đồng ứng dụng AI trong thiết kế vẫn đang “mò mẫm” và định hình hướng đi của mỗi cá nhân mà thiếu tính kế thừa tri thức, sản phẩm, giá trị nghiên cứu trước đó. Điều này đặt ra câu hỏi lớn về việc chúng ta nhanh chóng tiếp cận, nghiên cứu và dẫn đầu, nhưng lại chậm và về sau: Liệu có phải là do thiếu tính liên kết và hệ thống? Đây là điều rất tiếc. Có thể, các cá nhân nghiên cứu và tạo ra sản phẩm nhưng tính lan toả và chia sẻ thành hệ thống kiến thức để phát triển có tầm vóc thì gặp khó khăn? Chúng ta cũng biết rằng, công nghệ AI phát triển và thay đổi rất nhanh, nên kiến thức mới của ngày hôm nay thì một vài ngày sau đã lạc hậu. Nếu có một chiến lược và sự đầu tư bài bản để việc nghiên cứu công nghệ mới không phải là tự phát của mỗi cá nhân thì kết quả sẽ khác.

AI đang hỗ trợ rất nhiều cho sự sáng tạo của Kiến trúc sư, Ứng dụng AI đang rất mới và sẽ tiếp tục phát triển, Hệ thống kết nối toàn cầu và internet đang hỗ trợ tối ưu cho việc tiếp cận… nên sân chơi này là bình đẳng cho tất cả các KTS trên thế giới. Đến khi khi hệ thống nền tảng AI phát triển đủ hoàn chỉnh thì sân chơi sáng tạo kiến trúc sẽ hoàn toàn thay đổi. Lúc đó, xu hướng phát triển kiến trúc theo hướng tối ưu hoá, hoặc phân tách sản phẩm có AI hoặc không có AI (kiểu chuộng handmade) hoặc là một xu hướng mới chưa thể dự đoán.

Nhưng trên tất cả, KTS Việt Nam hoàn toàn tham gia sân chơi này một cách bình đẳng nếu có đủ nỗ lực, sự kiên trì và tính kết nối có hệ thống nhằm khai thác hiệu quả ứng dụng AI.

PV: Với những kết quả đã đạt được trong năm 2023, theo ông, hoạt động ứng dụng AI vào thiết kế ở Việt Nam được xây dựng và phát triển như thế nào trong thời gian tới?

KTS. Hồ Lê Quốc Vũ – KTS. Trần Xuân Tuấn: Bằng đam mê công nghệ, nhu cầu học hỏi, chia sẻ, tương tác… các sản phẩm được sáng tạo bằng ứng dụng AI là rất lớn, nhiều diễn đàn, nhóm được thành lập trên các mạng xã hội. Tuy nhiên, việc tương tác trên các diễn đàn có những hạn chế, đòi hỏi cần một “không gian” mới, phù hợp và đáp ứng mục tiêu gắn kết, trọng tâm và trao đổi trực tiếp hơn, một số hội nhóm trên mạng xã hội (VD như Ứng dụng AI Stable difusion và Midjouney trong thiết kế ngoại thất và nội thất – [6]) đã được thành lập với mục tiêu tập trung các cá nhân quan tâm đến ứng dụng AI trong Kiến trúc tham gia để trao đổi học hỏi nhau về AI .

Tác phẩm Théâtre D'opéra Spatial – tác giả Jason M.Allen[7]
Tác phẩm Théâtre D’opéra Spatial – tác giả Jason M.Allen [7]
Trong số các diễn đàn, nhóm thành lập trên các mạng xã hội, Cộng đồng AI trong kiến trúc và nội thất Việt Nam (gọi tắt là AAA) với 5 thành viên quản trị (bao gồm KTS Hồ Lê Quốc Vũ) đã nỗ lực để xây dựng được môi trường chia sẻ, trao đổi kiến thức về AI và gắn kết những cá nhân có cùng mối quan tâm đến từ đa dạng lĩnh vực như: kiến trúc, quy hoạch, nội thất, hội hoạ, kỹ sư, xây dựng, quảng cáo… Tính đến tháng 1/2024, cộng đồng đã thu hút sự tham gia của 650 thành viên và đội ngũ quản trị đang tiếp tục phát triển thêm các nhóm, kênh thông tin về ứng dụng AI để nghiên cứu về Training AI như : Nhóm nghiên cứu Trainning SD và MJ, Nhóm Share + Design – AI group. Với nhu cầu phát triển và nghiên cứu các ứng dụng AI trong lĩnh vực kiến trúc, đô thị… cùng sự nhiệt huyết của các cá nhân tham gia, cộng đồng AAA đạt được nhiều kết quả quan trọng trong năm 2023. Một số hoạt động chuyên môn tiêu biểu đã tham gia: Talkshow: Giới thiệu về trí tuệ nhân tạo (AI) trong kiến trúc – Hội KTS Đồng Nai (Tháng 06/2023); Talkshow: Ứng dụng AI trong Kiến trúc với các KTS và doanh nghiệp thiết kế- TP Hồ Chí Minh (Tháng 08/2023); 04 buổi chia sẻ và Hướng dẫn xu hướng ứng dụng AI tại Thành phố Hồ Chí Minh (Tháng 08/2023); Hội thảo: Đâu là xu hướng dẫn đầu trong ngành Kiến trúc xây dựng – Showcase: Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong Kiến trúc Xây dựng – Thành phố Đà Nẵng (Tháng 12/2023); Workshop 1 và 2 về Ứng dụng AI trong giảng dạy Kiến trúc – Trường ĐH kiến trúc Đà Nẵng về AI (Tháng 4/2023 và Tháng 8/2023); chuỗi các hoạt động ra mắt Nền tảng EliAI: do đội ngũ Việt Nam phát triển đầu tiên tại Việt Nam trong mảng AI Kiến trúc, Nội thất… với hơn 1000 KTS sử dụng; Khóa đào tạo kỹ năng nghề nghiệp: Ứng dụng các công cụ AI cho lĩnh vực thiết kế (Tháng 9/2023),….Hiện nay, Group AAA đang đề xuất với Hội KTS TP Đà Nẵng để thành lập CLB Kiến trúc sư ứng dụng AI và hy vọng sẽ tiếp tục nhân rộng sự gắn kết, cùng nhau xây dựng diễn đàn ngày càng phát triển và là sân chơi cho những người quan tâm và đam mê đến ứng dụng AI vào lĩnh vực thiết kế sáng tạo.

Hình ảnh các hoạt động của thành viên Group AAA

Các hoạt động hội thảo và đào tạo của Group AAA
Các hoạt động hội thảo và đào tạo của Group AAA

PV: Trân trọng cảm ơn KTS. Hồ Lê Quốc Vũ và KTS. Trần Xuân Tuấn đã dành thời gian chia sẻ, kính chúc hai KTS nhiều may mắn và tiếp tục gặt hái nhiều thành công trên con đường phía trước để tiếp tục có nhiều đóng góp cho sự phát triển của nền kiến trúc Việt Nam.

Khang Nhiên (Thực hiện)
© Tạp chí Kiến trúc


[1] Thuật ngữ “AI tạo sinh” có thể được hiểu là “trí tuệ nhân tạo tạo sinh” hoặc “trí tuệ nhân tạo tự tạo ra bản thân”thường được áp dụng để mô tả một hệ thống AI có khả năng thực hiện nhiệm vụ thông minh ở mức độ tương đương hoặc vượt qua khả năng của con người. Nói cách khác, đây là một hệ thống AI hoàn toàn tự động hóa và có khả năng tự cải thiện bản thân mà không cần sự can thiệp của con người.

[2] KTS. Hồ Lê Quốc Vũ – Giám đốc công ty Đà Thành Xanh, Đà Nẵng, Chuyên gia về ứng dụng AI trong thiết kế kiến trúc và đô thị.

[3] KTS. Trần Xuân Tuấn – Giảng viên Khoa Kiến trúc, Trường Đại học Kiến trúc Đà Nẵng, Chuyên gia về ứng dụng AI trong thiết kế kiến trúc và đô thị.

[4] Mô hình ngôn ngữ lớn LLM (Large Language Model) là mô hình máy tính học sâu deep learning dựa trên nguồn dữ liệu rất lớn do các tập đoàn công nghệ như Google, Microsoft… thu thập trong nhiều năm và mở cho bất cứ ai nghiên cứu cũng có thể tiếp cận được qua các dự án mã nguồn mở.

[5] Nội dung trả lời câu hỏi này được viết với sự hỗ trợ của ứng dụng GPT for Exel Word – Một ứng dụng AI tạo sinh.

[6] Một group trên nền tảng Zalo được lập vào ngày 1/2/2023 bởi Phan Văn Dũng.

[7] Tác phẩm được sáng tạo nhờ sử dụng AI Midjouney đã đạt Giải nhất hạng mục Nghệ thuật số ở Triển lãm bang Colorado (Mỹ) ngày 29/08/2022