Case-Based Reasoning in der Architektur - Integration von Qualitätsaspekten

Ausgehend von der These, dass Architekten beim Lösen neuer Entwurfsaufgaben intensiv von existenten Entwürfen auf verschiedenste Art und Weise Gebrauch machen, entstanden seit Beginn der 80er Jahre verschiedenste Systeme zur Unterstützung dieses Vorgehens. Diese Systeme basieren auf dem KI-Konzept des Casebased Reasoning (CBR), einem Paradigma, welches für das Wiederverwenden von in der Vergangenheit gemachten Erfahrungen zur Lösung gegenwärtiger Probleme steht. Diesem zugrunde liegen Roger Schanks „Dynamic Memory“ Theorie aus den 70er Jahren [Schank, 1982] und Studien kognitiver Vorgänge beim Analogieschluss [Aamodt und Plaza, 1994]. Verallgemeinernd setzte sich für CBR-basierte entwurfsunterstützende Systeme der Oberbegriff Case-based Design Aiding Systems (CBDA-Systems) durch.
Ausgangspunkt dieser Forschungsarbeit ist die Feststellung, dass sinnvoll erscheinende Konzepte und Systeme existieren, diese jedoch im Alltag entwerfender Architekten nicht anzutreffen sind.

Case-based Reasoning can mean adapting old solutions to meet new demands, using old cases to critique new solutions, or reasoning from precedents to interpret a new situation or create an equitable solution to a new problem.” [Kolodner, 1993, S. 4]

Zielsetzung

Zielsetzung des Forschungsvorhabens bestand zunächst im Aufspüren von Gründen für diesen limitierten Erfolg. Hierzu wurde nach eingehender Auswertung relevanter Literatur ein Abgleich von kognitivem Modell Casebased Reasoning, der konzeptionellen Methode Case-based Reasoning zur Implementierung wissensbasierter Computersysteme, deren Umsetzung in der Architektur in Prototypen und Konzepten sowie Theorien zu Besonderheiten des architektonsichen Entwerfens und Ausbildung angestellt. Herauskristallisierte Problemfelder und Schwachstellen werden in darauf folgenden Schritt in einem erweiterten Kontext untersucht und im Anschluß basierend auf diesen Untersuchungen Lösungskonzepte abgeleitet. Quellen von Erfahrungen in der Architektur Das Forschungsprojekt soll Erkenntnisgewinne liefern, die potenziell zu einer Verbesserung existierender Konzepte und langfristig zu einer grösseren Akzeptanz und Praxistauglichkeit von Case-based Design Aiding Systemen in der architektonischen Ausbildung und Entwurfspraxis führen.

Kristallisationspunkt 1

Um neue Probleme basierend auf den in der Vergangenheit gemachten Erfahrungen lösen zu kön-nen, ist es nötig, sich neben dem Problem, der Situation, an die Lösung und an das Ergebnis der damals angewandten Strategie oder Lösung zu erinnern. War die angewandte Strategie erfolgreich? Führte die Lösung zur Befriedigung der ursprünglichen Intentionen? Hatte sie unerwünschte Seiteneffekte? Die Aufgabe von Case-Based Design Aiding Systems ist es, den Nutzer genau durch diese Informationen zu unterstützen. Kolodner [Kolodner, 1991; Kolodner, 1993] definiert drei Komponenten eines Falles:
• Beschreibung des Problems, der Situation,
• Beschreibung der Lösung
• Ergebnis.
Unsere Analyse bestehender Prototypen und Konzepte bestätigte, dass, im Kontrast zu dieser Definition, die Datenbasen in den meisten Fällen indizierte Sammlungen konkreter Architekturprojekte, etikettiert mit einem Set charakteristischer Eigenschaften (ergänzt durch graphisches Material) darstellen. “In general, cases document buildings, i.e. design products.” So fehlen neben aussagekräftigen Problembeschreibungen Bewertungen der architektonischen Lösungen. Nennenswerte Ausnahmen sind: Archie, Archi II und ArchiData, welche Bewertungen architektonischer Lösungen durch die Evaluation der Gebäude durch verschiedene Interessengruppen (Post Occupancy Evaluation Studies) als eine wesentliche Informationsquelle integrieren. Die Datenbasen beinhalten gute und schlechte Lösungen und sind somit außerdem in der Lage, vor potentiellen Problemen und Fehlern zu warnen. Ein weiterer Ansatz, den qualitativen Aspekt bei der Auswahl und Beschreibung der Fälle zu berücksichtigen, ist die Aussage, nur „Projekte herausragender architektonischer Qualität“, verbunden mit dem Konzept des Präzedenzfalls, in die Datenbasen aufzunehmen. Eine Aussage, wie und von wem diese Qualität festgestellt und bestätigt wird, existiert nicht.

Kristallisationspunkt 2

CBD und die Frage nach Mitteln zur Bewertung architektonischer Lösungen - Wie kann bei Systemen, deren Fälle aus abgeschlossenen und gebauten Entwurfsprojekten bestehen und diese durch Dritte in die Datenbasen
eingepflegt werden, der Evaluationsaspekt integriert, die Bewertung von Architekturprojekten manuell und computerbasiert unterstützt werden? Es stellt sich die Frage danach, wer (Architekt? An Planung und Bau Beteiligte? Bauherr? Nutzer? Alle?) und nach welchen Kriterien, gemessen an welchen Maßstäben, Projekte analysiert, evaluiert und in die Datenbasen einpflegt.

Referenzen

Aamodt, Agnar und Plaza, Enric (1994). 'Case-Based Reasoning: Foundational issues, Methodological Variations, and System Approaches'. AICom - Artificial Intelligence Communications, IOS Press 7(1), pp. 39 -
59.
Kolodner, Janet L. (1991). 'Improving Human Decision Making through Case-Based Decision Aiding'. AI Magazine 12(2), pp. 52 - 68.
Kolodner, Janet L. (1993). 'Case-Based Reasoning'. San Mateo, Morgan Kaufman Publishers, Inc.
Lawson, Brian (2004). 'What Designers Know'. Oxford, Architectural Press, Imprint of Elsevier.S. 109.
Schank, Roger C. (1982). 'Dynamic Memory – A Theory of Reminding and Learning in Computers and People'. Cambridge, Mass., Cambridge University Press.

Veröffentlichungen

Richter, K., Heylighen, A., Donath, D.:
Looking back to the future - An updated case base of Case-Based Design tools for architecture
In: [25th eCAADe Conference Proceedings Frankfurt / Wiesbaden (Germany) 26 - 29 September 2007], accepted paper

 

Richter, K., Donath, D.:
The Notion of Quality in Architecture and in Teaching - Or: The One Hundred Eyes Principle

accepted paper at: Quality 2007
Welsh School of Architecture, Cardiff University, 04 – 06 July 2007

Richter, K.:
Das digitale Bild als Ideenakzelerator

Vortrag auf dem: 10. Internationales Bauhaus-Kolloquium
Die Realität des Imaginären - Architektur und das digitale Bild
19. – 22. April 2007, Bauhaus-Universität Weimar

Richter, K., Donath, D.:
Make a Case – Digital Collections of Precedents in Architectural Education and Design

In: Changing Trends in Architectural Design Education, CSAAR 2006
ISBN: 9957-8602-0-8, S. 41

Richter, K., Donath, D.:
Towards a Better Understanding of the Case-Based Reasoning Paradigm in Architectural Education and Design – A Mirrored Review.

In: Communicating Space(s) [24th eCAADe Conference Proceedings Volos (Greece) 6-9 September 2006, pp. 222-227

Richter, K.:
Case-Based Reasoning in der Architektur – Visionen und Tatsachen.

In: Forum Bauinformatik 2006, Verlag der Bauhaus-Universität Weimar 2006,
ISBN: 3-86068-291-1, pp. 261-270

Richter, K., Donath, D.:
Augmenting Designers Memory - Revisal of the Case-Based Reasoning Paradigm in Architectural Education and Design.

In: Gürlebeck, K., Hempel, L., Könke, C. (Hrsg.), Proceedings of the International Conference on the Applications of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering (IKM 2006)July 12-14 , CDROM Ausgabe

Leiter des Forschungsprojektes / Mentor der Arbeit

Prof. Dr.-Ing. Dirk Donath

Beteiligte Wissenschaftler

Dipl.-Ing. Katharina Richter

Kontakt

 

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