（太原理工大学建筑与土木工程学院 山西太原 030024大有水木建筑设计（北京）有限公司 北京 100083）
摘要：人工智能作为研究机器智能和智能机器的一门综合性高技术学科，将使人类达到认识和改造客观世界的高峰。“人工智能”的发展前景要求建筑领域突破“智能家居”的浅显层面，思考更为宏大的人工建筑及城市系统。本文基于“人工生命”理论，拓展对于“人工智能”的想象前沿，从建设智慧城市的角度出发，来进一步探析“人工生命”理论，并探讨该理论在其中的应用，同时大胆构想大数据时代背景下智慧城市的设计思路，探索未来城市在拥有“神经系统”后的自适应性等，为智慧城市的规划设计提供一定的参考。
关键词：人工智能；人工生命；智慧城市；
在我国，城市规划短时间内被制定又短时间内被推翻的现象屡见不鲜，多年来对这一现象的批评一直不断，甚至2007年全国人大公布《城乡规划法》对法定规划编制和调整审批程序作出了规定后，“短命规划”的现象仍未能得到较好的解决。随意修改城市规划既违反建设的基本规律又影响社会和谐稳定，这不禁让我们开始思考，在科学技术快速发展进步的今天，如何通过更为科学的规划制定体系杜绝随意修改规划的行为，以更好地规划宏大的人工建筑及城市系统。
1、社会发展对城市规划的诉求
1.1社会发展与城市规划的矛盾
据统计，高科技产品的研发更新周期从19世纪的70年进化到20世纪80年代的70个月，目前已不足18个月[1]。科学技术的快速发展引导着理念的不断更新，旧有的处理方案在持续被新的解决方案排挤，“快餐模式”的各类现象在诸如服装、影视、电子产品等领域屡见不鲜。
以城市为例，快速的社会发展带动城市急剧膨胀，各类城市病问题蜂拥而至，环境恶化、交通拥堵、能源供应不足、应急薄弱等问题对城市的可持续发展造成了现实而紧迫的威胁。
我们必须寻求新的规划设计模式，以适应社会持续加速发展、城市问题不断增加的趋势。
1.2构建智慧城市的需求
社会发展增速、城市问题增加的原因在于现有的城市管理架构不能能满足现实的需要，动则千万人口的城市被源自于建国前后五十万城市人口的管理架构所支配，必然力所不能及。城市所出现的问题的严峻性让我们开始思考新一代信息通信技术在城市经济社会发展各领域的运用。
构建智慧城市，通过技术改善城市管理的结构，实现智能地动态管理城市，让问题在出现之初甚至是还未出现即被发现、预测，并将其从源头切断，让已出现的疑难问题得到综合、系统地解决，只有这样才能真正处理好城市的问题。
2、基于“人工生命”理论构筑智慧城市的可行性
2.1 “人工生命”理论与城市规划的关联
1987 年兰顿首次提出了人工生命的概念，广义“人工生命是研究人工系统来模拟自然生命系统行为特性的学科”[3]。通过人工系统模拟生命系统的行为特征，可以自然的从“人工生命”延伸到到“人工社会”。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆社会是一个客观的由人和人造物组成的系统，将人工生命的思想拓展到人工社会，通过个体模型的系统组织产生社会模型，以研究社会的发展、变化及其相关现象，可以在较短的时间内模拟出社会生命需要几百年甚至几千乃至上万年的进化历程[4]，以辅助人类更好地认识自己自然生命跨度内所不能认识的变化，在相当广阔的领域有着重大的应用价值。
“城市规划的总任务是为人的各种活动（或土地利用）提供空间结构”[5]。但是城市规划所涉及的因素多达108数量级[6]，世界的千变万化更是导致规划师永远无法预计人类社会的发展。处理时间维度与人的关系的复杂性，认识人性和认识社会中人类的境况，成为城市的中心课题[5]。而这一课题仅仅通过人类意识本身及现存的技术科学是无法解决的，换言之，我们的城市规划仅仅是一次次的假设和试验。
基于以上现实，应用“人工生命”理论，通过组织社会模型，在虚拟现实技术的帮助下，从而架构智慧城市的管理模型。在需要的情况下，可利用该社会模型模拟社会演变进程，进而通过设施建筑策略、调整城市规划，制定出城市发展演变的最佳路径，以实现城市的最优化前景。“人工生命”理论指导下的智慧城市管理模型，是突破人类自然局限，解决“时间维度与人的关系的复杂性”这一核心课题的有效途径。
2.2 应用“人工生命”理论构筑智慧城市的可行性
“人工生命”自诞生以来就吸引了不同学科的众多专家学者进行研究。例如，MIT的研究人员依据来自昆虫的灵感，成功地研制了健壮而结构简约的机器人；Brook的研究工作得到了美国航天局的关注，研究制造具有自复制能力的星际采矿机器人；TRANSIMS交通模型工程分析和模拟了美国Albuquerque市的大规模交通系统,1993年在Los Alamos市已开始使用；此外，使用人工生命科学研究计算机病毒,使用真DNA分子模型研究仿真计算和使用类生命的自治智能体研究计算机网络安全等影响深远。
智慧城市是一种以新一代信息技术为基础，过对城市各部分数据进行动态监测、分析、整合和利用，实现对城市生活环境的透彻感知、城市资源的全面调控、城市中各个部分协调配合、城市方方面面便捷运作、人和城市之间和谐共赢等目标的新型城市形态。
3、“人工生命”理论在构筑智慧城市方面的应用
“人工生命”理论指导下的智慧城市不仅开辟了认识与发展城市的新视角，成为一种城市发展的新模式和新形态，对城市及其发展产生了巨大的影响；同时，还引起了城市发展目标定位、空间结构、管理模式和支撑体系等的变革，对城市规划也产生了重要影响。
3.1城镇体系规划层面
城镇体系规划的模式是通过协调区域内部各城市间的分工与合作，以此为核心基础来实现城镇体系规划的互利共赢局面。智慧城镇体系的建设在此基础之上，更注入了新信息技术的强大数据分析能力，利用高科技、新技术、大数据来实现对城镇体系规划的指导。与此同时，利用“人工生命”理论强大的模拟功能，在区域产业分工、合作确定的前提下，设立区域指挥协调中心模拟系统，从区域层面进行资源调配模拟，建立合理的资源调配模式，完善相应的智慧基础设施。
3.2城市总体规划层面
智慧城市的建设是在传统城市确定城市性质、发展规模和用地空间结构的基础上利用大数据、新信息系统对环境资源进行因地制宜的合理利用，对城市文化和市民生活环境进行科学、高效的改善。在此过程中，利用“人工生命”理论通过云计算等先进技术模拟城市发展情景，预见发展中会遇到的各种问题，对建设方案进行不断更正，并结合实际发展趋势，反复模拟，最终使得城市的工作、居住、交通和游憩四大功能更加协调，总体建设布局更加合理。
4、结论
快速变化的社会与科技，人类自然的经验积累已经不足以支撑自身的快速发展需要，城市规划通过传统的决策方法来协调空间结构以满足人类未来活动需要的方式越来越捉襟见肘。应用“人工生命”理论构筑虚拟“神经系统”，通过大数据收集、处理、反馈，预测较长时间跨度下微观层面生命个体的生存发展及宏观层面的城市发展演变结果，以预警危险的个体行为及城市建设行为、自适应个体需求及城市发展需要，从而形成真正的智慧城市。
参考文献
[1] 田雪飞,罗利,宋绍峰. 易逝性高新科技产品更新速度研究_田雪飞[J]. 科技进步与对策, 2007, (3): 159-161.
[2] 位士燕. 基于群智能和人工生命的蜂群行为的研究[D]. 华东理工大学, 2014.
[3] 喻海飞,汪定伟. 人工生命研究综述[J]. 信息与控制, 2004, (4): 434-439.
[4] 李广运,韩力群. 人工生命及其基本原理[J]. 计算机仿真, 2004, (5): 121-125.
[5] 李百浩,左龄. 一种新的规划理念──虚拟规划[J]. 长江建设, 2000, (3): 38-39.
[6] 李德仁,姚远,邵振峰. 智慧城市中的大数据[J]. 武汉大学学报(信息科学版), 2014,(6): 631-640.
论文作者:白鸿宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/18
标签：城市论文; 生命论文; 智慧论文; 城市规划论文; 理论论文; 社会论文; 系统论文; 《建筑学研究前沿》2018年第26期论文;