Các kiến trúc sư hàng đầu luôn đi đầu trong công nghệ thiết kế và thường sử dụng một loạt các công cụ và dịch vụ kỹ thuật số để định hình công trình của họ. Khi không tìm được giải pháp phần mềm thương mại nào đáp ứng nhu cầu, họ sẽ nhờ đến đội ngũ lập trình viên nội bộ để tạo ra mã tùy chỉnh. Mã do những bộ óc sáng suốt nhất này xây dựng có thể dành riêng cho một dự án cụ thể, hoặc được áp dụng nhiều lần cho các công trình khác nhau. Dù bằng cách nào, các đội ngũ phát triển nội bộ đều sở hữu khối lượng kiến thức và chuyên môn phong phú, và các ứng dụng họ xây dựng là thành phần cốt lõi trong tài sản trí tuệ của một công ty.
Trong thế giới thương mại, khi các nhà phát triển tại một nhà cung cấp phần mềm độc lập tạo ra một ứng dụng, họ không chỉ phải viết mã mà còn phải đảm bảo rằng giao diện dễ sử dụng, dễ điều hướng và các tính năng cũng như chức năng của ứng dụng được ghi chép đầy đủ.
Thông thường, các công cụ do công ty tự phát triển không nhận được sự yêu thích như vậy. Trong nhiều trường hợp, chúng sẽ không đáp ứng được các tiêu chuẩn chất lượng được đặt ra cho phần mềm thương mại.
Nhưng tại Foster + Partners, dường như đại dịch Covid đã mang đến cơ hội để trau chuốt lại các chương trình nội bộ thường xuyên được sử dụng. Tại hội nghị Shape to Fabrication 2024, nhóm Nghiên cứu và Phát triển Ứng dụng (ARD) của công ty đã trình diễn một số chương trình này, bao gồm Cyclops, một plug-in phân tích môi trường cho Grasshopper; Hydra, một công cụ tối ưu hóa; và Hermes, công cụ hỗ trợ trao đổi dữ liệu cho CAD và BIM.
Buổi trình diễn này đã mang đến cho người tham dự cái nhìn sâu sắc mới về quy mô và chiều sâu của hoạt động phát triển phần mềm nội bộ tại Foster + Partners, cũng như mức độ sản xuất hàng loạt các công cụ này. Nói cách khác, những ứng dụng được thiết kế riêng này trông giống như phần mềm “đúng chuẩn”, đạt chất lượng thương mại.
Vào tháng 4 năm 2025, Foster + Partners đã làm một điều tưởng chừng như không tưởng, đó là cung cấp miễn phí một trong những công cụ này — Cyclops. Động thái bất ngờ này dường như không chỉ nằm ở cam kết sâu sắc của công ty đối với tính bền vững, mà còn ở niềm tin rằng việc phổ biến rộng rãi hơn công cụ này có thể giúp ngành AEC đạt được hiệu suất môi trường tốt hơn cho các tòa nhà.
Phân tích thời gian thực
Cyclops hỗ trợ phân tích môi trường theo thời gian thực trong giai đoạn thiết kế ý tưởng, nhằm mục đích đẩy nhanh quá trình ra quyết định và giải phóng thời gian cho tư duy phản biện. Các kiến trúc sư có thể sử dụng công nghệ này để nhanh chóng hiểu được những thay đổi trong thiết kế sẽ tác động như thế nào đến hiệu suất môi trường của tòa nhà. Điều này giúp kiến trúc sư dần hình thành tư duy thiết kế theo hiệu suất môi trường cho các dự án trong tương lai và biến thiết kế hướng đến hiệu suất trở thành một phần không thể thiếu của quy trình thiết kế ban đầu, đồng thời hỗ trợ việc lặp lại thiết kế thường xuyên hơn so với quy trình làm việc truyền thống.
Foster + Partners đã phát triển Cyclops trong suốt mười lăm năm qua, liên tục hoàn thiện, nâng cấp hiệu năng với sức mạnh của GPU và ứng dụng thực tế trong các dự án thiết kế. Công cụ này hỗ trợ nhiều phân tích môi trường thiết yếu cho công trình và quy hoạch tổng thể, bao gồm tính toán các chỉ số liên quan đến: bức xạ, chiếu sáng tự nhiên, sơ đồ vùng bóng đổ (shading mask), đánh giá thành phần bầu trời (sky component) giúp xác định lượng ánh sáng tự nhiên trực tiếp đi vào không gian từ bầu trời không bị che khuất, cản nắng và số giờ nắng.
Trang web của Cyclops cũng cung cấp các hướng dẫn chuyên sâu về cách thức hoạt động của từng loại phân tích, là tài liệu tham khảo quan trọng dành cho những người muốn khai thác tối đa các công cụ này.
Vì Cyclops hoạt động trực tiếp trong môi trường Rhino, nên người dùng không cần chuyển đổi giữa các phần mềm khác nhau. Điều này giải quyết được thách thức về thời gian phân tích kéo dài và các vấn đề tương thích giữa phần mềm. Chức năng chính của Cyclops là tối ưu hóa tốc độ mô phỏng chiếu sáng thông qua truy vết tia với sự hỗ trợ của GPU tức là rút ngắn thời gian mô phỏng ánh sáng nhờ GPU, đặc biệt là GPU của Nvidia. Nhờ đó, Cyclops có khả năng thực hiện phân tích môi trường theo thời gian thực ở quy mô đô thị, nhanh hơn nhiều so với các công cụ truyền thống.
Theo các nghiên cứu đánh giá chuẩn của Foster + Partners, khi so sánh với các phương pháp phân tích không tăng tốc khác, Cyclops có thể nhanh hơn tới 10.000 lần khi phân tích giờ nắng và nhanh hơn tới 800 lần khi phân tích bức xạ. Rõ ràng, việc sử dụng GPU đồng nghĩa với việc Cyclops có thể xử lý khoảng 10 tỷ tia mỗi giây. Nó sẽ chạy trên một máy trạm tốt có GPU Nvidia và để có hiệu suất tối ưu, nên sử dụng card RTX nhanh hơn đáng kể.
GPU rất cần thiết vì tốc độ đạt được có được trực tiếp từ khả năng song song hóa khổng lồ mà chúng mang lại, so với xử lý dựa trên CPU thông thường.
Đây là tin tuyệt vời cho các công ty hoạt động trong lĩnh vực AEC có trụ sở tại Rhino. Với thông báo này, Foster + Partners đã hành động, khẳng định rõ ràng rằng các mục tiêu môi trường rộng lớn hơn quan trọng hơn đối với công ty so với việc chỉ hưởng lợi từ một công cụ phân tích nội bộ, bất chấp nhiều năm đầu tư vào công cụ này.
Có rất nhiều công ty kiến trúc đang tự phát triển các công cụ. Chúng có thể không được hoàn thiện chuyên nghiệp như Cyclops, nhưng sẽ rất thú vị nếu hoạt động từ thiện này của Foster + Partners đóng vai trò là chất xúc tác cho việc chia sẻ công cụ nhiều hơn trong ngành.
Suy cho cùng, rất nhiều công ty đang tạo ra các công cụ phát triển bền vững và xây dựng các giải pháp tối ưu hóa có thể mang lại lợi ích cho tất cả mọi người, ngay cả đối thủ cạnh tranh trực tiếp của họ. Nếu có một thư viện miễn phí các công cụ hiệu quả, được sử dụng rộng rãi, các nhà phát triển phần mềm nội bộ của các công ty AEC có thể được rảnh tay để phát triển các công cụ trong những lĩnh vực chuyên biệt hơn.
Trong khi những người ở các công ty nhỏ có thể dễ dàng ghen tị với các nguồn lực phát triển phần mềm dành cho các đối tác của họ tại các công ty lớn hơn, thì hiện nay chúng ta đang sống trong một thế giới mà lập trình đang trở nên dễ dàng hơn đối với mọi người, nhờ vào những bước tiến lớn mà AI đạt được hàng tháng.
Đến cuối năm 2025, AI có thể sẽ là lập trình viên giỏi nhất hành tinh – và bất kỳ ai cũng có thể sử dụng, chỉ với một khoản phí đăng ký nhỏ. Tất cả những gì bạn cần là một định nghĩa rõ ràng về các yêu cầu đầu vào và đầu ra. Các công cụ và mã tùy chỉnh sẽ trở nên phổ biến, nhưng bạn không cần phải là một lập trình viên để xây dựng chúng (mặc dù kỹ năng lập trình chắc chắn sẽ không gây hại).
Giá trị thực sự bạn mang lại sẽ là kiến thức chuyên ngành. Thách thức sẽ là việc hệ thống hóa kiến thức đó.
Nguồn: Martyn Day – ACE Magazine