Хотя Фэнци «Фрэнк» Ли построил свою карьеру вокруг зданий, ему нравится ломать стены.
Ли получил образование архитектора, но он не загоняет себя в рамки. В настоящее время он работает вычислительным разработчиком в Национальной лаборатории Оук-Ридж Министерства энергетики. Но Ли считает себя дизайнером. Для него это не столько коробка, сколько плоскость — ландшафт, усеянный идеями, как пункты назначения на карте, которые можно соединять разными способами.
Эти маршруты могут проходить через архитектуру, искусственный интеллект, математику, социологию, строительную инженерию, технологии чистой энергии и многое другое. Он пока не уверен, что еще, потому что Ли не верит в академические границы.
«Я пытаюсь стать перекрестным опылителем», — сказал Ли, научный сотрудник-постдок в группе Grid Interactive Controls лаборатории. «Я хотел бы попробовать сделать все виды вещей, но при этом делать только одно: я пытаюсь понять вопрос о том, как города взаимодействуют с окружающей средой и людьми, живущими в них».
Поиск свежих точек зрения на эти вопросы привел Ли к работе в Директорате по энергетическим наукам и технологиям ORNL (ESTD). Он изучал управление проектами, одновременно разрабатывая программное обеспечение и управляя наборами данных для крупной инициативы ORNL по моделированию энергии: программное обеспечение для автоматического моделирования энергопотребления зданий (AutoBEM), которое моделирует энергопотребление почти каждого здания в Соединенных Штатах.
Через несколько месяцев после прихода в ORNL Ли взялся одновременно за другую освободившуюся должность, обеспечивая вычислительную поддержку AutoBEM. Ли отдает должное своему руководителю Джошуа Нью за то, что тот помог ему быстро научиться интегрировать искусственный интеллект и реальные параметры, такие как защита конфиденциальности, в рабочий процесс.
В свою очередь, Нью был впечатлен универсальностью Ли. «Он энтузиаст, чьи расширяющиеся способности позволили команде беспрепятственно предоставлять результаты спонсорам DOE и отраслевым партнерам», — сказал Нью. Компании с международным охватом, такие как Google и архитектурная фирма SmithGroup, сотрудничали с ORNL, чтобы применять AutoBEM к проектам, которые сокращают углеродный след зданий за счет улучшения материалов, дизайна, инфраструктуры и планирования.
Уроженец китайского города Шанжао, Ли получил степень бакалавра в области архитектуры в Университете Восточного Китая Цзяотун. Но любопытство к новым перспективам дизайна побудило его учиться за границей, изначально в Сиракузском университете в северной части штата Нью-Йорк.
«В Сиракузах я действительно начал понимать, что архитектура — это не только строительство, представление или геометрическое преобразование пространства», — сказал Ли. «Это также культура, история и экономика».
«Архитектура как социальное устройство»
Но его самый формирующий опыт был еще впереди. В Cooper Union, частном колледже в Нью-Йорке, Ли научился видеть город как систему, а архитектуру как социальное устройство. Его фокус переключился с решения отдельных проблем на целостное мышление. В одном исследовании он изучал, как децентрализованные маршруты, выбранные водителями Uber и Lyft, изменили схемы городского транспорта и как эти изменения повлияли на действия людей в разных районах.
Ли применял форму и дизайн к проблемам разными способами, от «умных» термочувствительных тканей до создания программных фреймворков на основе ИИ . Он часто фокусируется на том, как люди взаимодействуют с машинами и архитектурными формами или элементами. Например, он разработал протез нижней конечности, который «сотрудничал» со стареющим спортсменом, например, с бывшим борцом сумо, моделируя устройство и его функции на основе типа телосложения, движений и повседневной жизни.
Международные выставки дизайна в Италии, Китае и Эстонии включали работы Ли в различных физических и цифровых формах. Например, анимированная интерактивная настольная проекция демонстрировала возможности локального обмена энергией. Городские представления Ли могут напоминать футуристические рисунки лунного ландшафта, сетку, изгибающуюся в изогнутые формы, или цветные 3D-шипы, выступающие из монохромной сетки.
Инсталляция под названием «Диалог с искусственно интеллектуальной стеной» поставила вопросы о том, как люди будут общаться со зданиями в будущем. Ли построил панельную стену, оснащенную микрокомпьютером, который мог воспринимать электрические импульсы, совпадающие с движениями человека. Зритель, указывая на стену, мог вызывать реакцию панелей, которые были прикреплены к шаровым шарнирам, что позволяло им жестикулировать в ответ складками и трепетаниями.
Поток энергии через город
В ходе своего докторского исследования Ли создал структуру городского планирования, включающую энергетическую инфраструктуру для максимизации способности города поглощать, хранить и локально распределять возобновляемую энергию. Используя исследование случая, предполагающее, что здания Манхэттена были объединены в сеть, структура включала три вычислительные модели для оптимизации потока энергии, предложения и спроса. Интерактивное физическое представление зданий города, освещенное изнутри, использовало меняющиеся цветовые узоры для отображения данных о типах использования земли, схеме потока энергии и интенсивности использования энергии.
Пользователи могли бы изменять переменные в компьютерных моделях, чтобы оценить влияние различных вариантов, таких как создание местных энергетических субцентров для повышения надежности электроснабжения. Структура достаточно гибкая, чтобы ее можно было применять к «территориям добычи», таким как заброшенные нефтяные скважины. В этом контексте модели могли бы стать инструментом для проектирования новых городов с равным доступом к возобновляемой энергии.
«Эта структура создала новый путь для рассмотрения городской динамики и архитектуры как связного сценария», — сказал Ли. «Я пытаюсь использовать системные инженерные подходы для решения проблем архитектуры и энергетической инфраструктуры».
К тому времени, как Ли получил докторскую степень по архитектурным наукам и экологии зданий в Центре архитектурной науки и экологии (CASE) при Политехническом институте Ренсселера, он уже знал, что не захочет работать в архитектурной фирме, поскольку начал рассматривать здания как фрагменты городской системы.
Вместо этого его привлекла в ORNL перспектива заниматься своими исследовательскими интересами вместе с учеными из других областей, стремясь вместе решать проблемы изменения климата и городских проблем. Ли уже изучает дополнительные направления исследований, такие как работа с биологами над решением проблем городских сточных вод.
«Междисциплинарное сотрудничество стимулирует изменения и творчество», — сказал Ли.
UT-Battelle управляет ORNL для Управления науки Министерства энергетики, крупнейшего спонсора фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах. Управление науки работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени.