Jenny Sabin sitter högt uppe på en saxlift, hennes huvud sticker genom en öppning av den porösa tygstrukturen som hon kämpar för att sträcka ut på exoskelettet av sitt installationsstycke, som är upphängd i det luftiga atriumet i byggnad 99 på Microsofts Redmond, Washington, campus.

tillfälligt besegrad, hon stannar upp och tittar upp.

"Det kommer att bli underbart, " hon säger.

"Det" är ett glödande, genomskinlig och eterisk paviljong som Sabin och hennes Microsoft-samarbetspartners beskriver som både ett forskningsverktyg och en inblick i en framtid där arkitektur och artificiell intelligens smälter samman.

"Såvitt jag vet, denna installation är den första arkitektoniska strukturen som drivs av artificiell intelligens i realtid, sa Sabin, huvuddesigner på Jenny Sabin Studio i Ithaca, New York, som designade och byggde paviljongen som en del av Microsofts Artist in Residence-program.

Strukturen i två våningar, gjord av 3D-utskrivna noder, glasfiberstavar och tyg digitalt stickat med fotoluminescerande garn, använder AI för att översätta anonymiserad data om ansiktsuttryck, ljud, rösttoner och språk till en koreograferad dans av färg och ljus.

Genom att använda konst och arkitektur för att visualisera information som samlas in av mikrofoner och kameror placerade på olika platser i byggnaden, Microsofts designers och forskare hoppas kunna stimulera att tänka på AI i våra liv genom interaktiv arkitektur.

"Artisteri, kreativitet och mänsklighet spelar en viktig roll i teknisk innovation, sa Eric Horvitz, direktör för Microsofts forskningsorganisation och ordförande för företagets Aether Committee, som fokuserar på ansvarsfull utveckling och distribution av AI-teknik, inklusive frågor kring känslig användning av AI, fördomar och rättvisa hos AI-system, och interaktion och samarbete mellan människa och AI.

Artist in Residence-programmet, han förklarade, skapades för att bjuda in konstnärer att utforska idéer i skärningspunkten mellan konst och datavetenskap med Microsofts forskare och ingenjörer och, mer allmänt, "för att stimulera glädjefullt skapande och out-of-the-box tänkande i hela vår organisation."

"Jennys skapelse, " han lade till, "är en förkroppsligande av möjligheter, förväntningar och oro för de ökande influenserna från maskininlärning och teknik för mönsterigenkänning som genomsyrar världen i intressanta, vackra – och samtidigt potentiellt invasiva och oroande – sätt."

"En levande sak som andas"

Projektet, heter Ada, väger ca 1, 800 pund. Exoskelettet innehåller 895 unika och anpassade 3-D-utskrivna noder som ansluter 1, 274 glasfiberstavar till en väv av hexagoner som bildar den stela, ellipsoidformad paviljong.

"Det finns många delar i det här, "Sabin slocknade sent en kväll över en tallrik thaimat för avhämtning under projektets veckor, mödosamt manuell installation.

Fotoluminescerande textilier digitalt stickade till ett poröst lysande nätverk av celler och koner skruvas fast på exoskelettet och sträcker sig inåt för att skapa en mjuk innervägg, ger Ada en bikakekänsla.

En envånings hög spänstkon inlindad i nylonnät uppträdd med tvärstrimmiga fiberoptiska kablar hänger genom Adas kärna och ger kompressionskrafter för att hålla hela strukturen i koordinerad spänning.

Kameror och mikrofoner på olika platser i byggnad 99 samlar in anonymiserad data som AI-algoritmer översätter till skiftande intensiteter av färg och ljus som visas genom adresserbara lysdioder invävda i Adas textilier och genom scenljus som omger installationen.

"Det är ett levande, andningssak, och det är i hjärtat av byggnaden. Hur förändrar det människors psykologi om utrymmet de bor i och hur de påverkar det utrymmet, och vice versa?" sa Asta Roseway, en främsta forskningsdesigner i initiativet för urban innovation vid Microsofts forskningslabb i Redmond som driver programmet Artist in Residence.

Inspiration och störning

Roseway, som var med och lanserade Artist in Residence-programmet 2015, mysade i en soffa tidigare i år i den luftiga vrån av att bygga 99:s atrium som Ada så småningom skulle fylla och förklarade med ett öra-till-ör-glin att när folk ler mot Ada, Ada kommer metaforiskt att le tillbaka mot dem.

Installationen av Ada kommer när nästa våg av AI – inbäddad intelligens – går från forskningslabb till produkter och tjänster som människor möter varje dag. Den där, i tur och ordning, väcker frågor och farhågor om integreringen av AI i våra liv.

"Var tar det här vägen? Vad leder detta till mer? Hur kan det här utvecklas annars? Skulle det här fungera för något som ett sjukhus där människor behöver känna sig lugna och bättre?" sa Roseway.

Tidigare projekt i Artist in Residence-programmet har uppmuntrat reflektioner över framtiden för mat i en tid då förbättrade avkänningsförmåga gör det möjligt för människor och växter att kommunicera, utforskningar av teknologier som öppnar bildkonst för människor med begränsad syn, och kläder som reagerar på personliga hydreringsnivåer.

"Programmet är verkligen menat att inspirera och störa oss själva, för att få oss ur vår bubbla och hur vi tänker på en viss del av teknik, sa Mira Lane, en Microsoft-partnerdirektör med fokus på AI-etik och samhälle, som började samarbeta med Roseway efter att ha skrivit en vitbok om värdet av konstnärer för företagsmiljön.

Till exempel, Hon sa, designers och ingenjörer skapar ofta en teknik med ett specifikt affärsanvändningsfall i åtanke. När konstnärer förs in i utvecklingscykeln, de är benägna att utnyttja tekniken, bryta den och koppla om den på nya sätt som kan öppna ögonen för potentiella effekter, risker och vägar för vidare utforskning.

Lane och Roseway träffade Sabin vid ett insamlingsevenemang för University of Washingtons konstskola våren 2017. Sabin, som växte upp i Seattle-området och tog examen från University of Washington, bjöds in att hålla ett keynotetal om hennes arbete med att förnya nya material och former inspirerade av naturen som tar arkitektonisk design bort från hårda 90-gradersvinklar.

"Det var något så naturligt uppfriskande med den visionen, "Sade Roseway. "Skulle det inte vara fantastiskt att driva ut en berättelse där några av våra framtida bostäder skulle kunna vara mycket mer synkroniserade med världens naturliga former och ha intelligens inbäddad i dem?"

Ett 18 månader långt samtal följde om hur ett delat projekt med Microsoft-forskare kunde se ut, sa Sabin. Tidiga diskussioner fokuserade på att skapa ett människocentrerat projekt som skulle avslöja data på nya sätt, tar upp de typer av frågor kring partiskhet och integritet som Lanes grupp om etik och samhälle utforskar.

"Det finns många immateriella strukturer och rumsliga aspekter av data som vi inte riktigt kan se eller känna eller förstå utan att de möter en annan typ av materialgränssnitt, ", sa Sabin. "Det som är superspännande för mig är att projektet i sig kan underlätta, på en grundläggande nivå, forskning."

Lära datorer att bättre förstå människor

Microsofts forskare Daniel McDuff forskar om teknologier som ger maskiner förmågan att exakt känna av människors känslor. Det skulle kunna göra det möjligt för en intelligent assistent att göra saker som att känna igen när en patient hoppade över mediciner och varna en vårdgivare.

Datorer som känner av känslor kan också förändra spel, tillgänglighet och arkitektur, noterade han.

Hans plattform, som driver Ada, fångar upp ledtrådar som är korrelerade med känslor. Algoritmer omvandlar sedan data till siffror som representerar sentimentgradienter från negativa till positiva och milda till intensiva. Ada, i tur och ordning, presenterar data genom färg och ljus.

McDuff och hans kollegor kommer att lagra de avidentifierade numeriska uppgifterna – borttagen från all video, ljud och text för att uppfylla Microsofts integritetskrav – samlat in från Ada i tre år. De kommer att använda den för att studera forskningsfrågor som hur vädermönster och aktuella händelser påverkar våra ansiktsuttryck, rösttoner och språk och att utforska hur beteendemönster förändras under dagen.

"Jag har tittat på mina egna uppgifter, " noterade McDuff. "I genomsnitt, Jag ler ungefär dubbelt så ofta på morgonen än på kvällen. Det visste jag inte. Det verkar vara mycket. Förhoppningsvis kommer detta projekt att göra oss medvetna om några av dessa typer av mönster."

Deltagande i projektet är frivilligt och Microsofts integritetsteam rådfrågades för att säkerställa lämpligt avslöjande och skydd via anonymisering. McDufff sa att anställda kan undvika att engagera sig i sensorerna genom att gå in i byggnaden genom specifika dörrar och använda de stora köken, gemensamma lokaler och möteslokaler fristående från projektet.

När människor väljer att delta i projektet – anställda i byggnad 99 kan också installera systemet på sina lokala datorer och välja när de ska slå på och stänga av det – kommer vi att börja bättre förstå hur vi påverkar varandra, McDuff noterade.

"Kollektivt, vi bestämmer hur vi vill att byggnaden ska kännas den dagen, " sa han. "Vi har alla kontroll över oss själva, och vi har kontroll över hur vi behandlar och interagerar med andra. Om jag är vänlig mot alla omkring mig och jag uppmuntrar dem att le, Jag kommer att ha en större inverkan på den visualiseringen än jag själv ensam eftersom jag kommer att få var och en av deras sensorer att fånga ett leende."

Att känna igen människors uttryck liknar annat arbete inom AI som syftar till att bättre förstå människor, inklusive ansträngningar att förstå människors mål och avsikter. Till exempel, den intelligenta assistenten Cortana känner igen när människor ger löften till andra i e-post och påminner människor om deras åtaganden när de annars skulle glömma dem.

För att dessa AI-system ska fungera bra, de måste förstå människor bättre. Data som samlas in från Ada kommer att hjälpa McDuff att förbättra sitt system och, han hoppas, starta en dialog om lämplig användning av dessa tekniker.

"Om jag försöker placera mig i en utomståendes utrymme, det känns ofta som att teknikföretag försöker dölja data som de mäter om dig, " sa McDuff. "Den här installationen sänder avsiktligt den data, och det kommer att väcka frågor som folk inte alltid ställer."

Arbeta över disciplingränser

Nyfikenhet väger tungt hos Sabin, som förutom att driva en privat praktik i centrala Ithaca är professor i arkitektur vid Cornell University, där hon uppmuntrar sina elever att ta ett annat förhållningssätt till arkitektonisk design.

"Vi tänker ofta på arkitekten som att rita servettskissen, det vi kallar partidiagrammet, och det blir den stora idén för projektet. Medan jag säger att låt oss vända det upp och ner och tänka på hur den slutliga formen uppstår ur en uppsättning relationer, " sa hon när hon gav en rundtur i sitt labb i källaren på Cornells arkitektskola.

Hyllorna i Sabins labb är kantade med prototyper från hennes unika tillvägagångssätt, såsom en utveckling av luftig, porösa 3-D-tryckta tegelstenar inspirerade av hennes samarbeten med biologer och ingenjörer som leder till en omformning av väggar. En ensam nylonärm stickad med fotoluminescerande garn hänger från en ventil och antyder hennes forskning om samspelet mellan ljus och perception som manifesteras i Ada.

Diverse 3D-skrivare, en laserskärare, ugn och en robotarm som är mer bekant med en automatisk monteringslinje avslöjar Sabins djupdykning i banbrytande tillverkningstekniker som kan förändra hur arkitektonisk design tar form i världen. Adas celler och kottar, till exempel, skapas med en process som kallas 3-D digital stickning.

Förutom att använda verktyg från andra discipliner, Sabin lär sina elever hur de kan utnyttja och tillämpa idéer och metoder från andra vetenskapliga områden. Hon har arbetat med cellbiologer i 14 år, materialvetare och maskiningenjörer för att förnya material och arkitektoniska konstruktioner som är adaptiva, uppslukande och lyhörd för miljön och de människor de skyddar.

"Hur personifierar vi våra utrymmen? Hur börjar vi tänka på arkitektur som mer fundamentalt mänsklig och personlig såväl som hållbar, funktionell och performativ?" sa Sabin.

Uppkomsten av Ada

Scenen i Jenny Sabin Studio tvärs över staden är mer cerebral, mindre skaparutrymme. Designers klickar på digitala modeller av Ada som visas på datorskärmar. Bokhylla i glas är tunga med minnesstatyer och plaketter. En inramad tidningsartikel om Lumen, en utomhusinstallation på MoMA PS1 i Queens, New York, som informerade designen av Ada, hänger bakom Sabins städade skrivbord.

Sabin och hennes team utför designarbetet för beställningsprojekt och utställningsföremål i studion.

"Jag är i grunden intresserad av hur forskningen påverkar arkitekturen, inte bara undervisningen och tänkandet, men hur det påverkar levande arkitektur, " Hon sa.

En kall marsdag tidigare i år, nästan sista digitala renderingar av Ada visade hur strukturen skulle fylla den luftiga kroken i atriumet i byggnad 99 och översätta data till färg och ljus.

Sabin döpte installationen efter Ada Lovelace, en 19 ^th århundradets polymath. År 1843, Lovelace föreslog att man skulle använda hålkort för att lösa matematiska ekvationer på uppfinnaren Charles Babbages Analytical Engine, en aldrig byggd föregångare till den digitala datorn. Just då, hålkort användes för att programmera Joseph Jacquards mekaniserade vävstol för att väva komplexa textilier som gobelänger.

"Ada är ofta krediterad för att vara den första datorprogrammeraren, sa Sabin. Att namnge installationen till hennes ära är särskilt passande, Sabin lade till, eftersom projektet tar med tillverkningstekniker som 3D digital stickning till visualisering av data som driver AI.

Arkitektur möter AI

I mer än tre veckor i sommar i byggnad 99, Sabin, Roseway och deras team av forskare, designers och ingenjörer kopplade ihop noder och stavar i exoskelettet, sträckte tyget på plats, uppträdda lysdioder, monterade scenljus och hängde tensegrity-konen.

Under tiden, McDuffs sensorer började samla in data i offentliga utrymmen i hela byggnaden - atriumet, kontorskök och gemensamma utrymmen.

Varje sensor är lika stor som en dölj-en-nyckel-box och består av en webbkamera och mikrofon kopplade till en svart låda lika stor som ett kabelmodem som skickar data över Wi-Fi till en säker Azure-databas.

"Om jag klagar över något och jag är arg och allt går fel, då kommer den förhoppningsvis att upptäcka det som negativt, och om jag är glad och det är soligt ute och positivt, då kommer den att upptäcka det, " förklarade McDuff.

Horvitz, direktören för Microsofts forskningsorganisation, noterade att hans team redan har undersökt värdet av att utnyttja AI-teknik som en del av byggnadsverksamheten. Till exempel, under 2012, hans AI-team utvecklade och integrerade i byggnad 99 ett system som använder maskininlärning och avkänning för att proaktivt beställa hissar baserat på observationer av mönstren hos människor som rör sig genom byggnaden. Systemet förblir en del av det dagliga livet i byggnaden.

Separat, Schneider Electric, ett globalt företag som arbetar för att digitalt transformera energihantering i hemmen, byggnader och industri, arbetar med Microsoft-forskare för att testa om AI kan bidra till att minska koldioxidavtrycket från HVAC-system som används för att värma och kyla stora byggnader.

Utöver tillämpningar av realtidsavkänning och action, AI börjar också spela en mer grundläggande roll inom design och ingenjörskonst, inklusive metoder som hjälper arkitekter att utforska out-of-the-box designmöjligheter under verkliga begränsningar av form, styrka och användbarhet, noterade Horvitz.

"Man kan tänka sig andra användningsområden, " lade han till. "Som, hur kan miljöer i framtiden förändras för att göra sig själva mer gynnsamma för samarbete baserat på deltagarna, och deras mål och behov?"

Adas algoritmer är designade för att omvandla alla datakällor till färg och ljus. Till exempel, forskarna föreställer sig att den smarta duken också kan användas för att visualisera musik, byggnadsvibrationer, antalet personer i ett givet utrymme och andra scenarier som ännu inte kan föreställas.

"Vem som helst här inne, " sa Roseway med en armgest som svepte över byggnad 99, "kan koppla in en mod och få stycket att svara."

Tills vidare, McDuffs avkänningsplattform styr Adas responsiva ljusnätverk. Hans sista sensor är fäst vid basen av tensegrity-konen, låter människor i paviljongen köra Ada. Står där, ser sig omkring med förundran, leenden kommer lätt. Målet är att Ada ska svara in natura.