Đô thị chuyển mình, kiến trúc sư buộc phải thích ứng

KTS. Carlo Ratti, Giám đốc Phòng thí nghiệm Đô thị Cảm biến (Senseable City Lab) tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) kiêm giảng viên Đại học Bách khoa Milan (Ý), là chuyên gia dành nhiều năm nghiên cứu về sự giao thoa giữa công nghệ số, quy hoạch đô thị và chất lượng sống của cư dân. Trong cuộc trao đổi bên lề Liên hoan Kiến trúc Thế giới (World Architecture Festival) diễn ra tại Fort Lauderdale, bang Florida (Mỹ), ông đã chia sẻ những góc nhìn đáng chú ý về tiềm năng của trí tuệ nhân tạo (AI) trong kiến trúc, các giải pháp thích ứng với biến đổi khí hậu và vai trò của con người trong việc định hình tương lai đô thị. Theo ông, chính cư dân mới là những người quyết định diện mạo và hướng phát triển của không gian đô thị, chứ không phải các thuật toán.

- Thưa ông, triết lý kiến trúc cốt lõi mà ông theo đuổi là gì?

KTS. Carlo Ratti: Tôi cho rằng kiến trúc không phải là việc đưa ra những quyết định trọng đại, cứng nhắc và một chiều. Trên thực tế, các công trình kiến trúc cũng như đô thị đều là những thực thể sống, luôn vận động và biến đổi dưới tác động của cả tự nhiên và con người. Vì vậy, sứ mệnh của kiến trúc sư không chỉ dừng lại ở việc tạo dựng không gian, mà còn là thiết kế những công trình có khả năng phản ứng linh hoạt và thích ứng trước những thay đổi của môi trường xung quanh.

Tôi thường hình dung vai trò của mình giống một người làm vườn hơn là một nhà điêu khắc: Tạo dựng những điều kiện ban đầu rồi quan sát cách đô thị tự thích ứng và vận động.

- Ông nhìn nhận như thế nào về sự thay đổi trong vai trò của kiến trúc sư trong bối cảnh hiện nay?

KTS. Carlo Ratti: Mỗi người có một lăng kính riêng về kiến trúc: Có người xem đó là nghệ thuật, người khác lại coi là một nhánh của xây dựng. Với cá nhân tôi, kiến trúc có mối liên hệ gần gũi với sinh học và khoa học phức hợp.

Marc-Antoine Laugier, một trong những nhà lý luận kiến trúc tiên phong, từng mô tả hình thái kiến trúc sơ khai thông qua hình ảnh "túp lều nguyên thủy", đơn giản là vài nhành cây đan cài nhằm giúp con người thích nghi với điều kiện nhiệt độ của môi trường tự nhiên. Các đô thị đầu tiên hình thành cách đây khoảng 10.000 năm cũng xuất phát từ những nhu cầu căn bản như vậy.

Trong phần lớn thế kỷ XX, nghề kiến trúc gắn liền với hình tượng những "thiên tài cô độc", đưa ra các đồ án hoàn chỉnh theo cách tiếp cận từ trên xuống. Tuy nhiên, ngày nay, tôi hình dung kiến trúc sư giống như một nhạc trưởng, điều phối một dàn hợp xướng đa ngành: Từ kỹ sư kết cấu, chuyên gia sinh thái, nhà khoa học dữ liệu, cư dân bản địa cho đến các thuật toán máy tính. Trách nhiệm của kiến trúc sư là dẫn dắt, kết nối và điều phối các thành phần này, qua đó tạo nên một tổng thể hài hòa.

- Theo ông, sự phát triển của công nghệ đang tác động như thế nào đến công tác thiết kế và quy hoạch đô thị hiện nay?

KTS. Carlo Ratti: Sự bùng nổ của nguồn dữ liệu số biến quá trình kiến tạo đô thị thành một ngành khoa học tích hợp đa ngành. Các hệ thống cảm biến Internet vạn vật (IoT), mạng lưới viễn thông, ảnh viễn thám và dữ liệu ảnh từ góc nhìn đường phố (street-level imagery) đang mở ra những biên độ can thiệp hoàn toàn mới. Tuy nhiên, việc khai thác những nguồn dữ liệu này như thế nào để tạo ra giá trị thực tiễn vẫn phụ thuộc vào tầm nhìn và định hướng của chính quyền cũng như sự tham gia của người dân.

Đơn cử như một thập kỷ trước, nhóm nghiên cứu của tôi đã phân tích hơn 150 triệu chuyến đi bằng taxi tại New York, qua đó phát hiện một lượng hành trình trùng lặp khổng lồ có thể tối ưu bằng mô hình đi chung xe. Dự án hợp tác này với Uber sau đó đã khai sinh ra giải pháp UberPool (nay là UberX Share), mô hình chia sẻ chuyến đi giúp hành khách tiết kiệm chi phí .

- Theo ông, trí tuệ nhân tạo (AI) đang được các kiến trúc sư ứng dụng như thế nào trong thực tiễn?

KTS. Carlo Ratti: Hiện nay, AI chủ yếu được sử dụng như một công cụ hỗ trợ tìm kiếm, tham khảo và phát triển ý tưởng trong giai đoạn đầu của dự án. Công nghệ này chưa thể thay thế vai trò của kiến trúc sư, bởi con người vẫn là chủ thể khởi xướng ý tưởng, định hướng thiết kế và đưa ra quyết định cuối cùng.

Tuy nhiên, các công cụ AI sở hữu năng lực phân tích không gian rất vượt trội. Tại MIT, chúng tôi ứng dụng thị giác máy tính quét hàng triệu hình ảnh đường phố để đo lường độ bao phủ cây xanh, xác định những đoạn vỉa hè xuống cấp hay các tuyến đường thiếu bóng mát. Thoạt nghe chỉ là những bất tiện nhỏ, nhưng trên thực tế lại ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng tiếp cận và sử dụng không gian công cộng của người cao tuổi và trẻ em.

Một ví dụ khác là dự án Vela Celeste tại Naples (Ý), nơi chúng tôi ứng dụng công nghệ AI để chuyển hóa những mong muốn và đề xuất của cư dân về không gian sống trong tương lai thành các hình ảnh trực quan. Nhờ đó, người dân có thể dễ dàng hình dung các phương án thiết kế, tham gia trao đổi, đóng góp ý kiến và cùng thảo luận về tương lai không gian sống của cộng đồng.

- Theo ông, liệu AI có thể trở thành một kiến trúc sư thực thụ?

KTS. Carlo Ratti: Về bản chất, AI tạo sinh là một công cụ mô phỏng có khả năng bắt chước rất tinh vi. Được huấn luyện trên hàng triệu dữ liệu có sẵn, nó có thể tạo ra các biến thể vô cùng thuyết phục, hỗ trợ nhận diện quy luật và kết xuất phương án thiết kế thần tốc. Tuy nhiên, dù đạt đến mức độ tinh vi đến đâu, khả năng mô phỏng không đồng nghĩa với năng lực sáng tạo và tạo ra những đột phá thực sự.

Nhà phê bình kiến trúc người Ý Bruno Zevi từng phân chia giới kiến trúc sư thành 3 nhóm: Những nhà cách tân ngôn ngữ kiến trúc thực thụ, những người hành nghề vững tay, thi công chuẩn chỉ và những kẻ sao chép. Theo tôi, các công cụ AI sẽ sớm thay thế phần lớn công việc của hai nhóm sau.

Tuy nhiên, vấn đề đáng quan tâm hơn chính là AI được lập trình để tìm kiếm và tối ưu hóa các phương án, nhưng đô thị vốn không phải là một bài toán tối ưu thuần túy. Triết gia Karl Popper từng cảnh báo về cạm bẫy của tư tưởng "không tưởng" (utopia): Khi một cá nhân tin rằng mình nắm giữ mô hình đô thị hoàn hảo, họ sẽ tìm cách áp đặt mô hình đó lên toàn xã hội. Các thuật toán AI cũng tiềm ẩn nguy cơ trở thành một dạng không tưởng kỹ thuật số như vậy, chỉ khác ở chỗ chúng có khả năng xử lý và đưa ra kết quả với tốc độ vượt xa con người.

- Theo ông, AI có thể tạo ra những thay đổi như thế nào đối với quy trình thiết kế đô thị trong tương lai?

KTS. Carlo Ratti: Giá trị lớn nhất của AI nằm ở khả năng phân tích dữ liệu trên quy mô lớn, qua đó giúp nhận diện những bất cập trong cách đô thị đang đáp ứng nhu cầu của con người. Khi kết hợp thị giác máy tính với dữ liệu hình ảnh cộng đồng, chúng ta có thêm cơ sở để đánh giá thực trạng và đề xuất các giải pháp tái cấu trúc không gian.

Bước ngoặt thứ hai nằm ở quy hoạch có sự tham gia của cộng đồng. Khi công nghệ có thể chuyển hóa tiếng nói của người dân thành các mô hình không gian trực quan đồng thời hỗ trợ tính toán chi phí đầu tư, người dân sẽ có thêm điều kiện tham gia vào quá trình xây dựng và đánh giá các phương án quy hoạch. Nhờ đó, hoạt động quy hoạch không còn giới hạn trong phạm vi trao đổi khép kín của các nhóm chuyên gia, mà trở nên cởi mở, minh bạch và linh hoạt hơn trước những nhu cầu thực tế của cộng đồng.

Tuy nhiên, điều AI tuyệt đối không được phép thay đổi là: Chủ thể nắm quyền quyết định. Tương lai của một đô thị gắn liền với những giá trị sống, bản sắc văn hóa và nguyện vọng của cộng đồng, vì vậy, quyền đó phải thuộc về người dân và các thiết chế đại diện cho cộng đồng, không thể phó thác cho máy móc.

- Theo ông, đâu là những rủi ro đáng lưu ý nhất khi ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) trong lĩnh vực kiến trúc và quy hoạch đô thị?

KTS. Carlo Ratti: Tôi nhìn nhận có 3 tầng rủi ro chính, theo mức độ đáng quan ngại tăng dần:

Thứ nhất, một sai lầm khá phổ biến là đồng nhất công nghệ với trí tuệ. Một đô thị có thể được trang bị vô số cảm biến và nền tảng số, nhưng điều đó không đồng nghĩa với việc thành phố sẽ vận hành hiệu quả hay trở nên thông minh hơn.

Điều này liên quan trực tiếp đến rủi ro thứ hai: Sở hữu dữ liệu nhưng thiếu năng lực phán đoán. Thu thập dữ liệu kỹ thuật số hiện nay không còn là bài toán khó, vấn đề thực sự nằm ở việc giải mã ý nghĩa xã hội đằng sau những con số và đưa ra quyết sách ứng xử phù hợp với bối cảnh và nhu cầu thực tế.

Rủi ro thứ ba cũng là điều khiến tôi trăn trở sâu sắc nhất: Nguy cơ triệt tiêu sự tương tác và phản biện xã hội. Trong lịch sử, phần lớn những ý tưởng đô thị kiệt xuất đều nảy sinh khi con người gặp gỡ, đối thoại và thẳng thắn bày tỏ những bất đồng quan điểm trong cùng một không gian thực, từ những cuộc trò chuyện tại quán cà phê đến các phiên thảo luận của hội đồng thành phố. Nếu các thuật toán chỉ đơn thuần dựa trên thị hiếu sẵn có để tiếp tục cung cấp những nội dung phù hợp với sở thích của người dùng, hoặc các tác nhân AI dần thay thế con người trong quá trình trao đổi và thương lượng, chúng ta có nguy cơ đánh mất những tương tác đa chiều vốn tạo nên sức sống và bản sắc riêng của mỗi đô thị.

- Giới kiến trúc hiện đang ứng phó như thế nào trước thách thức từ biến đổi khí hậu, thưa ông?

KTS. Carlo Ratti: Tư duy kiến trúc truyền thống lâu nay chủ yếu tập trung vào các giải pháp giảm phát thải ròng, tối ưu hóa hiệu quả năng lượng và hạn chế tối đa tốc độ tàn phá của biến đổi khí hậu. Những mục tiêu này vẫn mang tính sống còn. Song, thực tế lượng carbon tích tụ trong bầu khí quyển hiện đã đạt ngưỡng khiến những biến đổi môi trường trở thành điều tất yếu và không thể khắc phục. Vì vậy, câu hỏi căn bản đặt ra lúc này là: Làm thế nào để kiến tạo những công trình và đô thị giúp con người thích ứng và chung sống an toàn trước thực tế đó?

Một trong những hướng tiếp cận quan trọng là học hỏi từ tự nhiên, nơi các hệ thống sinh thái có khả năng tự thích nghi, tái cấu trúc và phục hồi. Theo đó, thảm thực vật, thổ nhưỡng và nguồn nước cần được quy hoạch và coi trọng như những thành phần thiết yếu, thay vì chỉ được xem là yếu tố cảnh quan mang tính trang trí.

Bên cạnh đó, tư duy thiết kế hiện đại cần chú trọng hơn đến khả năng điều chỉnh linh hoạt và cập nhật liên tục. Bởi lẽ, một hệ thống công trình phòng chống ngập lụt được thiết kế dựa trên kịch bản đỉnh lũ nghiêm trọng nhất từng được ghi nhận trong lịch sử vẫn có thể trở nên lỗi thời ngay khi vừa được đưa vào vận hành.

- Thưa ông, biến đổi khí hậu đang làm thay đổi cách giới kiến trúc nhìn nhận và tiếp cận không gian mặt nước như thế nào?

KTS. Carlo Ratti: Lũ lụt, hạn hán và nước biển dâng là những biểu hiện trực diện nhất cho thấy hiện tượng nóng lên toàn cầu đang tác động sâu sắc đến đời sống đô thị. Nước chính là thước đo giúp cư dân cảm nhận rõ nhất những tác động của biến đổi khí hậu: Khi thì dư thừa, lúc lại khan hiếm, hoặc xuất hiện không đúng thời điểm, không đúng nơi cần thiết.

Theo quy chuẩn kỹ thuật truyền thống, hệ thống mái công trình, mặt đường giao thông và mạng lưới cống thoát nước đều được thiết kế với mục tiêu duy nhất: Tiêu thoát nước càng nhanh càng tốt. Tuy nhiên, khi các hình thái mưa và chu kỳ thủy văn bị đảo lộn, cách tiếp cận này buộc phải thay đổi toàn diện.

Từng đảm nhiệm vai trò giám đốc tại Triển lãm Kiến trúc Quốc tế Venice Biennale (Ý), tôi đã có nhiều thời gian gắn bó với Venice và từ đó rút ra những bài học sâu sắc về khả năng chung sống hài hòa giữa đô thị và mặt nước. Hệ thống rào chắn MOSE gồm tổ hợp các đập ngăn triều có thể nâng lên linh hoạt để bảo vệ thành phố trước các đợt triều cường cực đoan, là một ví dụ điển hình về khả năng thích ứng của các công trình trước những thay đổi của môi trường.

- Thưa ông, ngoài những giải pháp đã đề cập, đâu là những chiến lược quy hoạch có thể giúp đô thị thích ứng tốt hơn với tình trạng ngập lụt, hạn hán và nguy cơ nước biển dâng?

KTS. Carlo Ratti: Thay vì vận hành như một bề mặt bê tông hóa trơ cứng và không có khả năng thấm nước, các đô thị cần được quy hoạch để hoạt động như một miếng bọt biển. Đây cũng là ý tưởng cốt lõi của mô hình "Đô thị bọt biển" (Sponge City), gắn liền với tên tuổi của kiến trúc sư cảnh quan Vũ Khổng Kiện(Kongjian Yu). Theo đó, cảnh quan đô thị cần có khả năng thấm hút, lưu giữ và điều tiết nước, giúp nước được giải phóng một cách tự nhiên và từ từ.

Các quảng trường và bãi đỗ xe có thể được quy hoạch tích hợp công năng kép: Vừa phục vụ tiện ích thường nhật, đóng vai trò như không gian trữ nước tạm thời khi xảy ra ngập lụt cực đoan. Tương tự, các hồ điều hòa hoàn toàn có thể chuyển hóa thành các công viên sinh thái, mở rộng diện tích công cộng cho cư dân. Dự án Hot Heart do văn phòng chúng tôi đề xuất tại Helsinki (Phần Lan) là một ví dụ tiêu biểu: Mô hình chuỗi đảo nổi tích hợp các bể trữ nhiệt năng, đồng thời tạo thêm không gian sinh hoạt cộng đồng trên mặt nước.

Triết lý thích ứng này hoàn toàn khả thi ngay ở quy mô từng công trình đơn lẻ. Trong dự án hợp tác cùng Tập đoàn GS tại Seoul, chúng tôi đã đề xuất xây dựng một tòa tháp căn hộ theo hướng bảo tồn tối đa hệ thống cây xanh hiện hữu, chuyển đổi tầng trệt thành những khoảng sân trong sinh thái để tối ưu hóa khả năng thẩm thấu nước mưa, đồng thời biến các tầng lánh nạn theo quy chuẩn thành những khu vườn trên cao.

Ở góc độ sâu sắc hơn, thích ứng đô thị còn là câu chuyện khôi phục mối liên kết tự nhiên giữa con người và môi trường nước. Điển hình như quảng trường nổi AquaPraça, một công trình mà chúng tôi hợp tác cùng văn phòng kiến trúc Höweler + Yoon (Boston) thực hiện cho Hội nghị Thượng đỉnh Khí hậu Liên Hợp Quốc COP30 tại Belém (Brazil), được thiết kế nâng hạ nhịp nhàng theo chu kỳ thủy triều của dòng sông Amazon. Đô thị đương đại đang rất cần thêm những can thiệp quy mô nhỏ nhưng tạo độ lan tỏa lớn như vậy, đúng với triết lý "châm cứu đô thị" mà cố KTS. Jaime Lerner từng khởi xướng.

- Thưa ông, vậy đô thị tương lai sẽ được định hình, thiết kế và xây dựng dựa trên những nguyên lý nào?

KTS. Carlo Ratti: Hiện nay, khoảng 2/3 dân số toàn cầu đang sống tại các quốc gia có tỷ suất sinh dưới ngưỡng thay thế. Sự thay đổi về nhân khẩu học này đặt ra yêu cầu phải xem xét lại tư duy mở rộng đô thị không giới hạn ra các khu vực ven đô.

Trên thực tế, công trình bền vững nhất đôi khi lại là công trình không cần xây mới. Bản thân các đô thị hiện hữu đã là những kho tài nguyên khổng lồ lưu trữ thép, gỗ cùng vô số vật liệu xây dựng. Tôi tin rằng xu hướng chuyển đổi công năng và tái sử dụng thích ứng sẽ sớm trở thành xu hướng chủ đạo, trong khi việc tiếp tục khai thác quỹ đất mới để xây dựng sẽ ngày càng ít phổ biến.

Mặt khác, chúng ta cần thay đổi căn bản tư duy thiết kế: Mọi công trình cần phải được tính toán để có thể tháo dỡ và tái sử dụng các cấu kiện khi kết thúc vòng đời. Thông qua việc ứng dụng phương pháp lắp ghép khô cùng hệ thống cấu kiện có thể dễ dàng tháo rời, ngành xây dựng tương lai có thể vận hành tương tự như trò chơi lắp ghép Lego.

- Trân trọng cảm ơn ông!

Theo Nature.