英国伦敦，2024 年 8 月 21 日，ZEX PR WIRE， 下一代人工智能增强型数字孪生为建筑遗产保护注入了新活力。英国首个用于遗产建筑运营和保护的城市级人工智能增强型数字孪生平台最近由张嘉颖博士推出。这个开创性的平台旨在监测和管理遗产建筑的环境、建筑围护结构变形和能源消耗，同时通过整合生成人工智能 (AI) 技术促进文化互动和公众参与。
英国拥有丰富的建筑遗产，风格多样，包括哥特式、罗马式、巴洛克式、维多利亚式等，体现了不同历史时期的文化特征。英国政府对文物建筑保护严格，强调对文物建筑进行改造再利用，以满足现代需求，同时为公众提供了丰富的文化资源。然而，现代化设备的加入也大大增加了文物建筑的能耗。此外，气候变化、海平面上升和极端天气事件也给伦敦的文物建筑带来了环境挑战。针对这些挑战，张嘉颖博士开发了英国首个城市级人工智能增强型文物建筑数字孪生平台。
通过多个遗产保护区进行有效管理
人工智能数字孪生平台将伦敦划分为多个遗产保护区，以便进行更有效的管理：（1）历史文化中心区： 该区域涵盖核心地标，通过天气监测和预警系统提供应急管理支持。它还通过基于人工智能的大型语言模型 (LLM) 促进文化传播和公众参与。 (2) 住宅遗产区： 监测建筑变形和能耗，利用AI视觉识别识别建筑缺陷，如天花板、墙壁和玻璃的裂缝，并优化供热设备控制，以减少建筑外围结构的开裂和能耗。（3）城郊、滨江、水域区域： 监测天气和水位以应对气候变化的挑战，保护河畔建筑的历史风貌。
监测城市遗产建筑环境和能源消耗
该平台将城市建筑、河流、交通等要素以三维形式呈现，结合遥感技术、气象数据和地理信息系统，定期监测河岸和水体，提供水位信息和变化趋势预测。平台生成可视化地图，识别潜在风险区域，评估洪涝风险，为决策者及时应对气候变化和环境挑战提供科学依据。平台整合分析实时气象数据，评估其对建筑能耗的影响，使用颜色编码可视化历史建筑的能耗情况，帮助管理者识别高能耗的历史建筑，制定城市管理的节能策略。
我米证明单个文物建筑的变形和能源使用
用户可以从城市级平台进入单体古建筑子平台，实时监测单体建筑的环境状况，尤其是空气质量、建筑围护结构状态和能耗，并自动优化单体建筑的环境状况。英国居民对空调的需求较低，但冬季居民普遍使用暖气取暖和除湿。张嘉颖博士研究了暖气对英国砖石古建筑变形开裂的影响。
针对伦敦典型砖石居住文物建筑，建立了拥有300年历史的伦敦Southside House数字孪生模型，通过红外热成像、传感网络、仿真分析和AI识别等技术，实现对伦敦文物建筑变形和能耗的全方位监测。针对砖石文物建筑开发的AI计算机视觉检测方法，可以监测和识别玻璃、墙面和地板等部位的缺陷。张嘉颖博士开发了温度与结构变形耦合仿真方法，分析了拥有300年历史的居住建筑的热分布和结构变形，识别供暖器位置和功率设置可能引起的结构问题，预测未来风险。平台通过智能算法优化供暖系统，在保护建筑的同时提高能源效率。
文化互动与公众参与
大型语言模型（LLMs）人工智能的出现为许多领域带来了革命性的变化，其中就包括古建筑知识的研究和传播。该平台利用LLMs创建交互式智能代理，帮助用户根据模糊查询轻松识别和查询文物建筑的复杂语义组件。鉴于哥特式建筑风格的复杂性，非专业人士在识别这些建筑的语义组件时经常面临挑战。该智能代理可以快速获取英国威斯敏斯特大教堂等遗址的历史背景、建筑风格和文化意义等信息。LLM代理算法主要由团队成员陈泽富完成，增强了数字孪生中文物组件的记录和查询能力。
研究团队
张嘉颖博士从事文物建筑保护理论、政策与智能化研究8年余，研究范围横跨不同气候区，包括中国大陆、香港特别行政区、英国、马耳他等。2016年于英国伦敦攻读建筑环境：可持续遗产硕士学位，随后在清华大学从事智能建筑与工程研究。2023年于香港科技大学获得博士学位，并于香港科技大学继续从事博士后研究。其博士论文题目为“基于数字孪生的文物建筑保护空气质量与能源效率综合供暖通风空调框架”。在顶级SCI期刊发表系列学术论文，出版《文物建筑保护的数字孪生》一书。她开发了香港首个城市级文物建筑AI+数字孪生平台和福建首个城市级文物建筑AI+数字孪生平台。张嘉颖博士是英国SOCIETE GENERALE DE SURVEILLANCE LTD.董事。
陈泽富，香港科技大学硕士生，清华大学学士学位，主要研究多模态大型语言模型在建筑领域的应用，擅长利用有限数据训练针对特定场景的多模态模型，构建智能代理。
如需了解更多信息，请联系：
张嘉英博士
关键词：