Amerikaner tillbringar 87 procent av sin tid inomhus, enligt U.S. Environmental Protection Agency.

Tyvärr, många byggnader bidrar till depression, påfrestning, dålig hälsa och frånvaro, säger Stanfords ingenjörer Sarah Billington och James Landay. Avskuren från frisk luft, solljus och alla inslag av natur, många kontorsanställda är omgivna av fluorescerande bländning, konstgjorda material och slumpmässigt brus.

Billington och Landay leder ett tvärvetenskapligt forskningsprojekt om att använda arkitektoniska och digitala innovationer för att ändra på det. Bättre byggnadsdesigner kan inkludera nya sätt att ta in utomhus, som med modulära "växtväggar" och andra naturmaterial. Digitala funktioner kan inkludera belysning som efterliknar solljus som strömmar genom en skog. De två diskuterade sitt arbete i en presentation nyligen. Nedan följer höjdpunkter.

Vad är problemet med kontorsbyggnader?

Landay:Se dig omkring på jobbet eller i skolan. Många människor är olyckliga, överstressad och överviktig. Andra känner sig omotiverade eller isolerade. Varför? En anledning är att kontorsmiljön ofta är bullrig och konstgjord, utan antydan till natur. Det kan få människor att känna sig oroliga och distraherade, vilket undergräver deras prestationer och en organisations produktivitet. Frånvaro – när friska anställda anmäler sig sjuka – beräknas kosta amerikanska företag 226 miljarder dollar per år. En studie visade att kontor som saknar natur kunde stå för 10 procent av den kostnaden, eller så mycket som 23 miljarder dollar per år. Winston Churchill skrev en gång:"Vi formar våra byggnader; därefter formar de oss." Tänk om vi kunde designa byggnader för att forma oss på ett positivt sätt?

Hur föreslår du för att förbättra saker och ting?

Billington:Vi kan börja med det vi vet:En koppling till naturen sänker blodtrycket och hjärtfrekvensen, och förbättrar mentalt engagemang och humör. Studier visar också, till exempel, att sjukhuspatienter återhämtar sig snabbare om de har utsikt över naturen. På kontor och skolor, naturlig belysning kan förbättra koncentrationen och produktiviteten. En strategi är att ta in naturen inomhus. Modulära gröna väggar kan utformas för att stödja naturlig ventilation i ett bredare spektrum av klimat, ta in både frisk luft och natur. En begynnande rörelse bildas kring begrepp som dessa för att stödja välbefinnande, men det har gjorts få kontrollerade experiment på lång sikt för att stödja dessa idéer.

Vad betyder det?

Landay:Framtida kontor kommer att vara hybrida fysiska och digitala utrymmen. Videoskärmar kommer att sjunka i kostnad och kräver lite ström, leder till att de distribueras i byggnader. Så småningom, fönsterglas kommer att ha de digitala möjligheter att ändra belysning eller bli en annan display. Föreställ dig en stor display i en kontorshall som visar en dynamisk väggmålning av blommor som blåser i vinden. Individer kommer att uppmuntras att följa blommorna i korridoren, i riktning mot trappan istället för hissen.

Billington:Vi kan också använda arkitektonisk design för att efterlikna aspekter av naturen inuti en byggnad och potentiellt ge människor fördelarna. Prickigt solljus som förändras under dagen och organiska former som representerar naturen är exempel.

Hur mäter du välbefinnande, och ta reda på om en byggnad förbättrar den?

Landay:Det är vad vår forskning handlar om. Vi fokuserar på att mäta flera viktiga saker:stress, en känsla av tillhörighet, kreativitet, fysisk aktivitet, och miljövänligt beteende. Vi kan börja med att fråga folk hur de mår. Men, tyvärr, människor har problem med att komma ihåg saker när självrapporter tas dagligen eller veckovis. Erfarenhetsprovtagningsmetod, eller ESM, är ett mer korrekt sätt att ta självrapporter. Med ESM ställer du en snabb fråga flera gånger under dagen; till exempel, Hur mår du nu? Vi kan också använda appar som låter människor välja att använda sina telefoner, klockor och bärbara datorer för att samla in uppgifter om fysisk aktivitet och stress. Vi skulle matcha dessa mått på välbefinnande mot andra data som byggnader redan kan samla in om luftkvalitet, ljud, belysning, beläggning och energianvändning. Genom att sammanställa all denna information, vi kan lära oss mer om vilka anpassningar som ökar de boendes välbefinnande.

Hur är det med kostnaderna för allt detta?

Billington:Att förbättra byggnader för välbefinnande kan vara mer värdefullt än du skulle anta. Cirka 90 procent av en kommersiell byggnads driftskostnader är knutna till personalens löner och förmåner. Om arkitektoniska och digitala förändringar till och med måttligt kan förbättra människors välbefinnande och produktivitet, dessa förbättrade design kan ge stor avkastning på investeringen. Vår forskning kommer att informera om strategier för hög effekt i nya byggnadsdesigner framöver. För befintliga byggnader, strukturella förändringar kan vara kostsamma, men billigare icke-strukturella och digitala anpassningar kan göra mycket för att förbättra välbefinnandet.

Vart ser du att allt detta leder?

Landay:Framtidens byggnader kommer att ha både avkänning och aktivering. Tanken är att använda avkänning, plus maskininlärning, att sluta sig till människors tillstånd, om de är deprimerade, arg eller glad, och sedan aktivera förändringar i byggnadens miljö och displayer för att förbättra humör och hälsa. Nyckeln är att göra detta på ett människocentrerat sätt som bevarar integriteten och, för att uttrycka sig enkelt, känns inte läskigt. Människor måste vara bekväma med denna avkänning, välja vilken information som avkänns, och har möjlighet att ta bort det eller inte delta alls. Vi har fortfarande mycket att lära oss om hur vi gör detta bra, men det är klart att byggnader kan vara hälsosammare för oss än de är nu. Vårt mål genom denna forskning är att bidra till att göra vår byggda miljö till en plats där människor kommer att trivas och frodas.