Vai trò của trí tuệ nhân tạo trong quá trình thực hiện đồ án của sv ngành kiến trúc trường Đại học Xây dựng Hà Nội
Mở đầu
Năm 2023 là một năm bùng nổ của trí tuệ nhân tạo (AI) khi có sự ra đời của chat GPT (một ứng dụng có khả năng đáp ứng về thông tin cho con người một cách nhanh chóng). Điều này khiến cả thế giới ngạc nhiên khi nó có thể trả lời gần như tất cả các câu hỏi ở các mức độ khó dễ và ở nhiều lĩnh vực khác nhau một cách nhanh chóng. Đặc biệt, AI còn có khả năng tạo ra hình ảnh theo yêu cầu của người dùng với tốc độ cao và độ chính xác lớn. Tác dụng to lớn của trí tuệ nhân tạo đã ảnh hưởng rất lớn đến mọi mặt của cuộc sống con người, đặc biệt là đối với giáo dục nói chung và đối với sinh viên (SV) ngành kiến trúc nói riêng.
Đối với SV ngành Kiến trúc trường ĐH Xây dựng Hà Nội, việc thực hiện đồ án là một phần khối lượng học tập nhằm áp dụng lý thuyết vào các công trình thực tế. Việc có sự xuất hiện của trí tuệ nhân tạo đã tạo ra sức ảnh hưởng không nhỏ tới quá trình này. Do ranh giới giữa các đặc điểm tích cực và tiêu cực của trí tuệ nhân tạo, nên việc SV sử dụng công cụ này vào quá trình thực hiện đồ án kiến trúc cũng có nhiều vấn đề cần bàn luận. AI có thể giúp SV nhanh chóng tìm ra được ý tưởng, có thể có những ý tưởng độc đáo hơn nhờ lượng thông tin tham khảo lớn, rút ngắn thời gian làm đồ án. Và, AI cũng khiến SV dễ bị bị động, lệ thuộc hơn. Hơn nữa, hiện nay AI đôi khi sẽ đưa ra nhiều thông tin không hoàn toàn chính xác, đặc biệt là vấn đề liên quan đến đạo đức của SV trong quá trình làm đồ án. Nếu để điều này xảy ra trong một thời gian dài, SV sẽ tạo ra các sản phẩm đề dẫn, phụ thuộc hoàn toàn vào sức mạnh của AI, dần làm suy giảm khả năng tư duy của SV.
Hiện nay, đã có nhiều nghiên cứu về tác động của trí tuệ nhân tạo tới giáo dục, tuy nhiên, chưa có bài nghiên cứu nào về ảnh hưởng của AI tới việc làm đồ án của SV kiến trúc nói chung và SV Kiến trúc của trường ĐH Xây dựng Hà Nội nói riêng. Việc nghiên cứu về đề tài này có tính cần thiết và cấp thiết, có ý nghĩa lí luận và thực tiễn cao.
Tổng quan về trí tuệ nhân tạo trong giáo dục
Khái niệm trí tuệ nhân tạo
Trí tuệ nhân tạo (artificial intelligence) là một ngành khoa học máy tính được con người tạo ra nhằm mục đích tạo ra một công cụ có trí thông mình và có thể giải quyết được công việc mà con người giao cho. AI có thể nhận dạng hình ảnh, xử lý ngôn ngữ tự nhiên, đưa ra dự đoán dựa trên dữ liệu, và thậm chí là chơi game,….. và con người đang cải tiến AI dần để chúng có thể thực hiện được nhiều hơn nữa.(1)
AI với giáo dục
Trí tuệ nhân tạo (AI) đã và đang thay đổi cách chúng ta tiếp cận với giáo dục của cả vai trò giảng viên và SV, đã tạo ra nhiều thách thức cũng như những cơ hội mới. Việc phụ thuộc vào AI có thể dẫn đến những lo ngại về quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu cá nhân của SV . Hơn nữa, việc sử dụng AI trong giáo dục cũng đặt ra câu hỏi về sự công bằng và khả năng tiếp cận của tất cả học sinh, đặc biệt là những học sinh ở các khu vực khó khăn hoặc thiếu thốn về công nghệ. Những thay đổi này đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng và các biện pháp điều chỉnh phù hợp để đảm bảo rằng AI được sử dụng một cách hiệu quả và công bằng trong giáo dục. (3) (4) (7)
AI với kiến trúc
Kiến trúc cũng là một ngành có nhiều sự thay đổi từ khi có sự xuất hiện của trí tuệ nhân tạo Từ khả năng lập kế hoạch, tư vấn, thực hiện các dự án, có thể thấy trí tuệ nhân tạo đang trở thành một trợ lý giúp đỡ KTS ở nhiều mặt. AI có khả năng tạo ra được các không gian kiến trúc, nội thất hỗ trợ quá trình tìm ý tưởng của KTS, rút ngắn thời gian thực hiện dự án và mở ra một cánh cửa mới với việc làm nghề kiến trúc. Tuy nhiên, các vấn đề về sự phụ thuộc, tính bảo mật dữ liệu và vấn đề đạo đức vẫn sẽ là một mối lo ngại to lớn cần phải giải quyết để sử dụng AI một cách hiệu quả hơn.(5),(11)
Những thuận lợi và khó khăn của việc sử dụng trí tuệ nhân tạo trong giáo dục kiến trúc nói chung và đặc biệt trong đào tạo kiến trúc nói riêng tại Trường ĐH Xây dựng Hà Nội?
Trí tuệ nhân tạo đang mang lại nhiều lợi ích cho các lĩnh vực như sản xuất, y tế và giáo dục. Việc sử dụng AI trong đào tạo kiến trúc, mang lại một ý nghĩa lớn khi trí tuệ nhân tạo giúp tạo ra những hình ảnh kiến trúc chân thực, tạo ra các mô hình kiến trúc trực quan của không gian, giúp SV có cái nhìn trực quan hơn về con đường mình định hướng tới. Một yếu tố vô cùng quan trọng nữa là AI giúp các KTS đưa ra được các quan điểm dựa trên dữ liệu nhiều hơn là lý tính. Tuy nhiên, việc quá lạm dụng vào AI sẽ gây ra một số vấn đề lớn về khả năng tư duy và phân tích của KTS, chưa kể nếu AI phát triển đến một mức độ nhất định, nó có thể có khả năng thao túng người dùng, làm chệch đi định hướng màcon người đặt ra, gây ra nhiều vấn đề về đạo đức nghiêm trọng. (8)(13)
Mặc dù AI mang lại nhiều lợi ích, việc triển khai và sử dụng công nghệ này gặp không ít khó khăn. Chi phí triển khai và duy trì AI rất cao, đòi hỏi đầu tư lớn về công nghệ, phần cứng và phần mềm. AI cần lượng lớn dữ liệu chất lượng cao để huấn luyện, nhưng không phải lúc nào dữ liệu cũng đầy đủ hoặc chính xác. Sự thiếu minh bạch trong các mô hình AI, đặc biệt là học sâu, gây khó khăn trong việc đảm bảo tính trách nhiệm và an toàn. AI có thể gây lo ngại về mất việc làm và các vấn đề đạo đức, quyền riêng tư. Sự phụ thuộc quá mức vào AI có thể làm con người mất đi kỹ năng cơ bản trong ra quyết định và giải quyết vấn đề. Việc đào tạo nhân lực chuyên môn cho AI còn gặp khó khăn do nguồn nhân lực hạn chế, và quy định pháp lý về AI chưa đồng bộ và rõ ràng. (6) (12)
Cơ sở thực hiện khảo sát và đề xuất phương án sử dụng AI trong quá trình thực hiện đồ án
Việc sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong giáo dục đang ngày càng trở nên phổ biến và mang lại nhiều lợi ích. Một trong những lý thuyết quan trọng là cá nhân hóa học tập, nơi AI có khả năng thu thập và phân tích dữ liệu học tập của từng học sinh, từ đó đề xuất các chương trình, tài liệu học tập và phương pháp giảng dạy phù hợp nhất cho từng cá nhân. Điều này giúp mỗi học sinh phát huy được tiềm năng cá nhân mà không bị áp lực phải theo kịp tốc độ chung của cả lớp. Bên cạnh đó, AI còn hỗ trợ giảng dạy và giảm tải cho giáo viên bằng cách tự động hóa các công việc hành chính như chấm điểm, theo dõi tiến độ học tập và phân tích kết quả học tập, giúp giáo viên tiết kiệm thời gian và công sức để tập trung vào việc chuẩn bị nội dung bài giảng chất lượng và hỗ trợ học sinh gặp khó khăn. Tuy nhiên, việc sử dụng AI trong giáo dục cũng đặt ra những vấn đề về đạo đức và quyền riêng tư, đòi hỏi các hệ thống AI phải đảm bảo rằng dữ liệu học sinh được bảo mật và không bị lạm dụng, cùng với các quy định rõ ràng về việc sử dụng dữ liệu để đảm bảo quyền riêng tư của học sinh và giáo viên. (9)(10)
Ngoài ra, học tập thích ứng là một phương pháp sử dụng AI để điều chỉnh nội dung và phương pháp giảng dạy dựa trên nhu cầu và tiến độ học tập của từng học sinh. Hệ thống AI có thể phân tích dữ liệu học tập theo thời gian thực và đưa ra các đề xuất hoặc thay đổi nội dung học tập để phù hợp với từng cá nhân, giúp học sinh học tập hiệu quả hơn và giảm thiểu tình trạng chán nản hoặc quá tải. AI cũng thúc đẩy học tập suốt đời bằng cách cung cấp các khóa học và tài liệu học tập phù hợp với nhu cầu và sở thích của người học ở mọi lứa tuổi, giúp mọi người có thể tiếp tục học tập và phát triển kỹ năng mới trong suốt cuộc đời. Cuối cùng, AI có tiềm năng lớn trong việc làm cho giáo dục trở nên công bằng và dễ tiếp cận hơn bằng cách cung cấp các tài liệu học tập và hỗ trợ giảng dạy trực tuyến, giúp giảm bớt khoảng cách giáo dục giữa các khu vực và các nhóm xã hội khác nhau. Tuy nhiên, cần đảm bảo rằng mọi học sinh đều có quyền truy cập vào công nghệ và tài nguyên cần thiết để tận dụng lợi ích của AI. Những lý thuyết và quan điểm này không chỉ giúp nâng cao chất lượng giáo dục mà còn đảm bảo rằng việc áp dụng AI trong giáo dục được thực hiện một cách bền vững và công bằng.
Đã có một vài nghiên cứu về việc sử dụng trong giáo dục nói chung và đặc biệt là trong kiến trúc nói riêng, những nghiên cứu này mang lại tác dụng to lớn về việc định hướng sử dụng AI một cách đúng đắn. Điển hình là State of the art and practice in AI in education (Tình hình hiện tại và thực hành AI trong giáo dục), một bài nghiên cứu khẳng định việc AI đang ngày càng được áp dụng trong giáo dục để hỗ trợ học tập, quản lý giáo dục và giúp đỡ giáo viên. Các hệ thống giảng dạy thông minh đã cung cấp sự hỗ trợ cá nhân hóa cho học sinh, tuy nhiên, cần có hướng dẫn rõ ràng về đạo đức trong phân tích học tập để đảm bảo việc sử dụng AI một cách có trách nhiệm. Sự gia tăng công nghệ AI trong các nền tảng học tập và quản lý học sinh đang tạo ra xu hướng mới, nhưng vẫn cần nghiên cứu thêm về hiệu quả và tác động của nó trong lĩnh vực giáo dục. (14)
Về mặt kiến trúc, cũng đã có một số bài nghiên cứu về việc sử dụng AI trong kiến trúc, cụ thể là The State of AI in Architecture (Tình trạng của AI trong Kiến trúc), một bài nghiên cứu do Architizer và Chaos hợp tác. Bài nghiên cứu đã cung cấp cái nhìn tổng quan về việc áp dụng AI trong ngành kiến trúc, cho thấy mức độ sử dụng, sự quan tâm và những lo ngại về đạo đức. Nó nhấn mạnh nhu cầu đào tạo và hướng dẫn đạo đức cho các KTS khi sử dụng AI. Cuối cùng là dự đoán tác động của AI đến thiết kế kiến trúc trong tương lai gần. (15)
Một cuộc khảo sát với sự tham gia của 122 SV từ khóa 65 đến khóa 68 Khoa Kiến trúc ĐH Xây dựng Hà Nội được nhóm nghiên cứu thực hiện nhằm nghiên cứu sự phổ biến và cách thức SV đang sử dụng trí tuệ nhân tạo trong việc thực hiện đồ án kiến trúc của mình. Qua cuộc khảo sát này, nhóm tác giả mong muốn hiểu hơn về những thách thức và khó khăn SV gặp phải, để từ đó có những giải pháp, đề xuất giúp định hướng cho SV hiểu được vai trò cũng như là các bước sử dụng AI đúng cách, hiệu quả trong quá trình học tập.
Kết quả và thảo luận
Kết quả
Sau khi khảo sát 122 SV từ năm 2-5 đang học ngành Kiến trúc và Quy hoạch của trường ĐH Xây dựng Hà Nội về hiện trạng sử dụng AI và mức độ quan trọng của các phần mềm trí tuệ nhân tạo đã cho thấy:
- 95,1% SV đều đã biết hoặc đã tiếp cận đến trí tuệ nhân tạo;
- 41% SV cho rằng sự xuất hiện của trí tuệ nhân tạo trong quá trình làm đồ án của SV kiến trúc khá quan trọng;
- 56,6% SV đã áp dụng trí tuệ nhân tạo vào việc làm kiến trúc của mình;
Tuy nhiên việc AI có thể thay thế được công việc của KTS thì không được đồng tình khi có đến 63,1% SV không đồng ý và 27,9% cần thời gian để đánh giá;
Điều này cho thấy rằng, trí tuệ nhân tạo đã được nhiều SV biết, áp dụng vào đồ án và nhận thức được AI là công cụ hỗ trợ tốt. AI vẫn đang ở giai đoạn đầu và tiếp tục bứt tốc rất nhanh, phần đông SV cho rằng đây sẽ là xu hướng chủ đạo ở trong tương lai (45.1% có thể, 24,6% có và 19,7% cho rằng chắc chắn điều này sẽ xảy ra), thấy được rằng AI sẽ mang lại hiệu quả trong công việc (95,1% cho rằng điều này có, có thể có hoặc chắc chắn xảy ra) (Hình 6) và họ quan tâm tới việc học hỏi và phát triển kĩ năng sử dụng AI trong thiết kế kiến trúc nói chung và làm đồ án kiến trúc nói riêng.
Điểm nổi bật ở AI là khá dễ để SV tiếp cận và sử dụng, tuy nhiên chúng lại khó đáp ứng được 100% nhu cầu của người sử dụng. Có thể kể ra một số lý sau khiến người sử dụng gặp khó khăn khi dùng AI như: Ít tài liệu thống kê số hóa, áp dụng theo tiêu chuẩn, quy chuẩn Việt Nam, quá nhiều phần mềm trí tuệ nhân tạo xuất hiện cùng nên khó nắm bắt được, hạn chế về tiếng Anh hay dịch thuật sang tiếng Việt chưa chuẩn, khó khăn về kinh tế khi AI có đầy đủ các chức năng thì cần mua còn sử dụng AI miễn phí thì khó đáp ứng nhu cầu và nhiều khi thông tin không chính xác,…
Tuy thế, không thể phủ định được rằng AI là một trợ thủ đắc lực giúp tiết kiệm thời gian và công sức làm đồ án, đồng thời giúp cải thiện hiệu suất và chất lượng công việc.
Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu còn thực hiện khảo sát về các ứng dụng AI đang được sử dụng trong việc thực hiện đồ án. Các phần mềm chủ yếu được SV sử dụng là: Bing AI, Stable Diffusion, Market AI, Look AI, Firely adobe hay AI của photoshop,…
Ví dụ cụ thể trên 1 phần mềm: Market AI. 82,6% người sử dụng đồng ý rằng Market AI có thể áp dụng vào các bước: Thiết kế tổng mặt bằng, phân khu chức năng, tạo ý niệm về hình khối: Độ cao, độ to, độ rộng của công trình trong khu đất, thiết kế mặt bằng, tham khảo tài liệu để xem cách thiết kế về vật liệu, mặt đứng,…
Mặc dù vậy, có rất nhiều ý kiến cho rằng: AI không nên áp dụng vào đồ án kiến trúc như: Không nên để AI tham gia vào những phần quan trọng cần nhiều chất xám của KTS như lên ý tưởng, phân tích các yếu tố để đưa ra được các giải pháp, hình thái của công trình… Cho một AI thực hiện, mất đi cảm hứng thiết kế và sự tìm tòi học hỏi khi làm việc…
Thảo luận
Trí tuệ nhân tạo AI đã được đa số SV đang học ngành Kiến trúc của Trường ĐH Xây dựng Hà Nội biết đến, tiếp nhận và sử dụng vào đồ án của mình như một công cụ hỗ trợ, giúp quá trình làm việc được rút ngắn và tăng năng suất làm việc.
Tuy nhiên, hiện tại AI mới chỉ thực sự phát huy tác dụng của mình khi áp dụng vào bước cuối cùng của đồ án: Đó là bước hoàn thiện (dàn trang đồ án). AI cũng có thể sử dụng vào 2 bước là tìm ý tưởng và triển khai, nhưng với bước tìm ý, AI chỉ có thể đề xuất cho ta được một lớp vỏ của công trình mà không có ý đồ nào. Lý do dễ nhìn thấy nhất ở đây là do AI thì chưa thể tổng hợp và phân tích khu đất, chúng chỉ có thể tạo ra hình khối theo mô tả, còn các yếu tố về thiên nhiên con người và khu đất thì AI lại chưa thêm vào và phân tích được. Thứ hai đó chính là bước triển khai, AI chỉ người học render nhanh để có thể có những hình dung chính xác hơn về không gian, còn về phần chia mặt bằng và không gian, AI cũng chưa thể hoàn thành tốt được, lý do cũng bởi chúng chưa thể tổng hợp thông tin khu đất và đưa vào trong quá trình làm việc của mình. Trong khảo sát, nhóm cũng đã nhận được nhiều ý kiến về việc AI không nên tham gia vào 2 quá trình này, ví dụ như: “Phần quan trọng nhất của một đồ án thì không nên giao cho AI làm”, “Nếu AI có thể làm được các bước này thì SV sẽ bị nhàm chán, mất đi động lực làm việc”…
Chính vì lý do này, để không bị phụ thuộc vào trí tuệ nhân tạo, SV chỉ nên sử dụng AI vào một số bước trong đồ án, và để AI làm một người hỗ trợ giúp quá trình làm đúng dần trong kiến trúc của chúng ta trở nên nhanh hơn. Các bước chi tiết mà SV có thể tham khảo áp dụng trí tuệ nhân tạo vào trong đồ án sẽ là: Tìm tài liệu để phục vụ cho phân tích khu đất, tạo mood board, sử dụng AI biến bản phác thảo tay thành ảnh, render các phối cảnh khi thực hiện triển khai để hình dung rõ hơn về không gian, render hoàn thiện. Các bước còn lại khuyến khích SV không sử dụng AI để có thể rèn luyện tư duy và hoàn t
hiện các kĩ năng quan trọng nhất để thiết kế kiến trúc.
Bên cạnh việc SV tự trang bị cho mình những kĩ năng cần thiết để sử dụng AI hiệu quả, nhà trường cũng cần tạo điều kiện cho các bạn SV có cơ hội được tiếp cận sâu hơn với công cụ hỗ trợ này như tổ chức các buổi talkshow và hội nghị trao đổi với một số chuyên gia về AI hoặc các cuộc thi về sử dụng trí tuệ nhân tạo trong một đồ án,… Nhà trường cũng nên có những buổi tổ chức đào tạo và nâng cao năng lực giáo viên, hỗ trợ nguồn tài nguyên và thiết bị giảng dạy, cũng như có những chương trình tích hợp trí tuệ nhân tạo vào trong việc dạy học để giáo viên để có thể định hướng SV một cách hợp lý.
Phạm Đình Đạt – Nguyễn Văn Đức*
Nguyễn Đức Anh – Đỗ Văn Diệp*
Vũ Thị Hương Lan – Đặng Việt Long**
*SV Khoa Kiến trúc và Quy hoạch, Trường ĐH Xây dựng Hà Nội.
**Giảng viên Khoa Kiến trúc và Quy hoạch, Trường ĐH Xây dựng Hà Nội
(Bài đăng trên Tạp chí Kiến trúc số 01-2025)
Tài liệu tham khảo
1. (History of Artificial Intelligence Yapay Zekânın Tarihi Maad M. Mijwel 2015 ). (1)
2. (Artificial intelligence (AI) development in the Vietnam’s energy and economic systems: A critical review-Hien Thu Pham, Duy Nong, Paul Simshauser, Giang Hoang Nguyen, Kien Trung Duong ) (2)
3. Ứng dụng của trí tuệ nhãn tạo trong giáo dục, ThS. Nguyễn Tất Thắng, Đặng Thị Thu Hà, Lã Đăng Hiệp, Khoa Ngoại ngữ – Tin học, Trường ĐH Hoa Lư-Ninh Bình. (3)
4. (Artificial Intelligence in Education: A Review LIJIA CHEN1 , PINGPING CHEN 2,4, (Member, IEEE), AND ZHIJIAN LIN 3 , (Member, IEEE . (4)
5. (Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 – động lực mới cho ngành Kiến trúc, PGS.TS.KTS Nguyễn Anh Tuấn, THS.KTS Trần Anh Tuấn – Khoa Kiến trúc, Trường ĐH Bách khoa – ĐH Đà Nẵng(5),
6. Ban Thời sự-Thứ ba, ngày 03/10/2023 06:07 GMT+7) (6)
7. Ứng dụng ChatGPT thúc đẩy dạy và học bậc ĐH trong kỷ nguyên trí tuệ nhân tạo (Tạp chí khoa học và công nghệ – Trường ĐH Bình Dương – Quyển 6, số 2/2023 Journal of Science and Technology – Binh Duong University – Vol.6, No.2/2023). (7)
8. AI art in architecture -Joern Ploennigs1* and Markus Berger1(Ploennigs and Berger AI in Civil Engineering)Dominique Caradant. Les utilitaires et l’intelligence artificielle pour un système d’aide à la conception en architecture. [Rapport de recherche] 237/84, Ministère de l’urbanisme et du logement / Secrétariat de la recherche architecturale (SRA); Ecole nationale supérieure d’architecture de Toulouse /Laboratoire d’informatique appliquée à l’architecture (LI2A). 1984. (8)
9. Trí tuệ nhân tạo: Góc nhìn và giải pháp, NCS Vũ Thị Linh (ĐH Luật Hà Nội). (9)
10. Từ trí tuệ nhân tạo và tạo dựng tri thức đến khoa học tri thức – Hồ Tú Bảo – Kỷ yếu Hội thảo ICT.rda’03. (10)
11. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 động lực mới cho ngành Kiến trúc, PGS.TS.KTS Nguyễn Anh Tuấn, THS.KTS Trần Anh Tuấn. (11)
12. Artificial Intelligence in Education: A Review LIJIA CHEN1, PINGPING CHEN 2,4, (Member, IEEE), AND ZHIJIAN LIN 3,(Member, IEEE) 1School of Design, Yango University, Fuzhou 350015, China. (12)
13. Công bằng trong giáo dục trước ảnh hưởng của trí tuệ nhân tạo TS. Hồ Mạnh Tùng – Viện Triết học, Viện HL KHXH Việt Nam, Trung tâm Nghiên cứu xã hội liên ngành, ĐH Phenikaa; ThS. Nguyễn Tô Việt Hà – Công ty TNHH Toàn Việt | 18/12/2023 15:00. (13)
14. The State of AI in Architecture( Architizer+ Chaos). (14)
15. State of the art and practice in AI in education- Wayne Holmes1 | Ilkka Tuomi2. (15)