网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

超越90%城市规划师!清华、MIT等提出人机协作新范式 | Nature子刊

0
分享至


新智元报道

编辑:LRST

【新智元导读】清华大学联手MIT等机构提出了一个「大语言模型+规划师」新框架,AI像助手一样全程陪跑,从聊需求、画蓝图到用虚拟居民预演效果,让城市规划又快又科学。实验显示,AI已能考过九成人类规划师,未来人机将各展所长,一起把城市设计得更宜居、更公平。

面对日益复杂的城市系统和多元化的社会需求,传统城市规划方法正遭遇瓶颈。

如今,人工智能(AI)正为这个古老而重要的领域带来颠覆性的革新。

近日,由清华大学电子工程系城市科学与计算研究中心、建筑学院与麻省理工学院(MIT)感知城市实验室、美国东北大学等顶尖机构的学者组成的跨学科团队,在国际前沿期刊《自然·计算科学》上发表观点文章,首次系统性地提出了一个由大语言模型(LLM)驱动的智能城市规划框架。


论文链接:https://www.nature.com/articles/s43588-025-00846-1

该框架将AI的强大计算、推理与生成能力,同人类规划师的专业经验与创造力深度融合,旨在将AI打造为人类的「智能规划助手」,共同应对现代城市规划中的复杂挑战,为实现更高效、创新和响应迅速的城市设计流程,开启了人机协同的新范式。

该论文第一作者为清华大学电子工程系博士生郑瑜,通信作者为清华大学电子工程系李勇教授、清华大学建筑学院林雨铭助理教授以及美国东北大学环境工程系Qi R. Wang副教授。

合作者包括清华大学电子系的徐丰力助理教授,以及MIT感知城市实验室的Paolo Santi研究员和Carlo Ratti教授。

城市规划的演进与瓶颈

城市规划的理论与实践在不断发展,从早期侧重物理空间和美学形态的「艺术设计」,演变为二战后将其视为复杂系统,并采用科学模型分析的「科学规划」。

然而,这些方法在今天面临着新的挑战:

一方面,规划过程仍以规划师为中心,公众参与的广度和深度有限;

另一方面,规划方案的评估往往是定性、主观且滞后的,难以进行科学的量化决策和快速迭代。

近年来,以生成对抗网络(GANs)和强化学习(RL)为代表的传统AI模型开始应用于城市规划,在生成街道网络、功能分区等方面展现了潜力。

但这些模型通常是为特定任务设计的,知识面狭窄,难以应对现代城市规划与日俱增的跨学科复杂性。

大语言模型(LLM)的出现,以其强大的知识整合、逻辑推理和多模态生成能力,为突破这一瓶颈带来了历史性机遇。

LLM驱动的城市规划新流程

针对传统方法的不足,研究团队创新性地提出了一个包含概念设计(Conceptualization)、方案生成(Generation)和效果评估(Evaluation)三个核心阶段的闭环框架。

该框架由大语言模型、视觉大模型(VLM)和大模型智能体(LLM Agent)协同驱动,为人类规划师提供全流程的智能辅助。


图1:提出的大语言模型驱动的城市规划框架。该框架整合LLM、VLM和LLM智能体,形成「概念-生成-评估」的协同工作流

概念设计:LLM成为拥有跨学科知识的「规划顾问」

在规划初期,规划师输入需求、约束和指导方针等文本信息。

经过海量数据预训练的LLM,能够深度整合地理、社会、经济等多领域知识,与规划师进行多轮「对话」。

它不仅能提出创新性的概念想法,还能根据复杂的上下文进行推理,生成详细的规划描述文本和初步的空间构想草图,极大地提升了概念设计阶段的效率和深度。


图2: 基于LLM的城市概念设计流程图

方案生成:VLM化身「视觉设计师」,将文字转化为蓝图

该框架利用视觉大模型(VLM)将抽象的文本概念转化为具体的、可视化的城市设计方案。

规划师可以通过文本指令(Prompt)精确描述规划概念和约束条件,经过城市设计数据微调的VLM能够生成精细的视觉输出,如土地利用布局、建筑轮廓,甚至是逼真的三维城市场景,同时还能确保设计符合地理等现实约束。


图3:城市方案生成示意图

效果评估:LLM智能体构建「虚拟城市」,预演未来生活

为了对规划方案进行科学评估,框架引入了LLM智能体进行城市动态模拟。

研究人员为智能体设定不同的人口统计学特征(如年龄、职业),让它们在生成的虚拟城市中模拟居民的日常出行、设施使用等活动。

通过分析这些模拟行为,可以得到关于交通距离、设施使用率、碳排放、社会公平性等多维度的量化评估指标,为规划方案的迭代优化提供科学、前瞻性的反馈。


图4:基于LLM&VLM智能体的城市规划效果评估方案

初见成效

AI展现超越人类专家的潜力

为验证该框架核心能力的可行性,清华大学电子系城市科学与计算研究中心持续发布CityGPT、CityBench、 UrbanLLaVA等系列语言视觉跨模态城市大模型及UrbanWord、EmbodiedCity、AgentSociety等城市具身仿真平台与社会模拟系统,为大模型时代的城市规划与社会治理奠定了技术基础。

针对LLM时代的城市规划,研究团队进行了一系列概念验证实验。

在一项测试中,研究者让LLM回答城市规划师专业资格考试的题目,结果显示,最大规模的LLM在回答复杂规划概念问题上的表现,超过了排名前10%的人类规划师,证明了其在概念化阶段的巨大潜力。

在评估阶段的模拟测试中,团队利用LLM智能体在美国纽约和芝加哥的两个社区中模拟居民的设施访问行为。

模拟结果显示,智能体访问的热点区域与真实的居民流动数据高度吻合,证明了LLM智能体在预测规划方案实际影响方面的准确性和有效性。


图5:LLM生成城市规划效果示意图

挑战与展望

构建人机协同的未来城市

研究团队最后强调,这一框架并非要取代人类规划师,而是旨在建立一种人机协同的新工作流。

在这种模式下,规划师可以从繁琐的数据处理和绘图工作中解放出来,更专注于创新、伦理考量以及与各方利益相关者的沟通,而AI则负责高效地完成概念整合、方案生成和模拟评估。

同时,文章也指出了该技术路线面临的挑战,包括高质量城市设计数据的稀缺性、巨大的计算资源需求,以及模型中潜在的地理和社会偏见等。

未来的研究需要建立开放的数据平台,开发更高效的专用模型,并设计公平性算法,确保AI技术能够公平、包容地服务于所有城市环境。

我们可以期待在不久的将来,城市规划师借助强大的AI助手,能够更快、更好地设计出高效宜居、可持续的城市,充分释放人类的创造力来塑造我们共同的城市家园。

参考资料:

https://www.nature.com/articles/s43588-025-00846-1

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
女单决赛堪比神仙打架,邓亚萍给出6字点评,最大赢家并非王曼昱

女单决赛堪比神仙打架,邓亚萍给出6字点评,最大赢家并非王曼昱

萌兰聊个球
2025-11-17 09:07:58
德国媒体哀叹:中美两强博弈,难道我们欧盟真就只配当棋子了吗?

德国媒体哀叹:中美两强博弈,难道我们欧盟真就只配当棋子了吗?

历史求知所
2025-11-16 13:55:08
放心,打不起来

放心,打不起来

基本常识
2025-11-16 23:57:22
震惊!杨兰兰案第四次庭审,惊爆全网

震惊!杨兰兰案第四次庭审,惊爆全网

热点菌本君
2025-11-16 17:48:30
乐视创始人欠122亿巨债跑美七年,400多名老员工让乐视起死回生。

乐视创始人欠122亿巨债跑美七年,400多名老员工让乐视起死回生。

百态人间
2025-11-05 05:35:03
湖南一婴儿一出生就15岁?4岁男孩和19岁双胞胎姐姐“同龄”,医生:冻胚理论上可无限期保存

湖南一婴儿一出生就15岁?4岁男孩和19岁双胞胎姐姐“同龄”,医生:冻胚理论上可无限期保存

极目新闻
2025-11-17 13:33:51
选择南渡的傅斯年,在去世16年后却祸及了在大陆的家人,令人唏嘘

选择南渡的傅斯年,在去世16年后却祸及了在大陆的家人,令人唏嘘

谈古论今历史有道
2025-11-13 17:40:03
不顾央视警告顶风作案,与刘涛传出绯闻的杨烁,究竟是谁给的底气

不顾央视警告顶风作案,与刘涛传出绯闻的杨烁,究竟是谁给的底气

芳芳历史烩
2025-09-24 20:13:19
“东宁忠诚伯冯锡范”这个称呼,问题有多严重?

“东宁忠诚伯冯锡范”这个称呼,问题有多严重?

名人苟或
2025-11-17 06:02:33
钱再多有什么用?57岁李克勤家丑曝光!一个败家子毁了全家

钱再多有什么用?57岁李克勤家丑曝光!一个败家子毁了全家

奥字侃剧
2025-11-14 18:17:50
释永信被正式批捕!挖出哪些不为人知的秘密?私下里他和谁在一起

释永信被正式批捕!挖出哪些不为人知的秘密?私下里他和谁在一起

刚哥说法365
2025-11-16 14:35:38
父亲分720万遗产没我的份,我要走父亲却说:我以后还得靠你照顾

父亲分720万遗产没我的份,我要走父亲却说:我以后还得靠你照顾

兰姐说故事
2025-09-30 17:10:15
泰国国王给中国送上大礼,想要的中国也给了,美国彻底失去东盟?

泰国国王给中国送上大礼,想要的中国也给了,美国彻底失去东盟?

近史博览
2025-11-16 23:15:27
剑桥学霸诞生!谢氏家族迎来高光时刻,三代逆袭:从戏子到科学家

剑桥学霸诞生!谢氏家族迎来高光时刻,三代逆袭:从戏子到科学家

荆楚寰宇文枢
2025-11-16 21:12:28
唏嘘!匈牙利遭读秒绝杀 连续10届无缘世界杯 8500万巨星瘫坐痛哭

唏嘘!匈牙利遭读秒绝杀 连续10届无缘世界杯 8500万巨星瘫坐痛哭

我爱英超
2025-11-17 01:11:30
刚刚,江苏下雪了!0℃,常州接下来……

刚刚,江苏下雪了!0℃,常州接下来……

中吴网
2025-11-17 13:17:02
夺舍换心都不靠谱,真相还看李嘉诚!

夺舍换心都不靠谱,真相还看李嘉诚!

BenSir本色说
2025-11-14 22:40:16
9-1,葡萄牙直通世界杯,C罗停赛,B费戴帽,内维斯3球+飙世界波

9-1,葡萄牙直通世界杯,C罗停赛,B费戴帽,内维斯3球+飙世界波

侧身凌空斩
2025-11-16 23:54:36
宇树机器人表演冲拳、踢腿等功夫时意外“翻车”摔倒,租赁店负责人:踩到了衣服,租一天七八千元

宇树机器人表演冲拳、踢腿等功夫时意外“翻车”摔倒,租赁店负责人:踩到了衣服,租一天七八千元

极目新闻
2025-11-17 09:37:57
0.8秒三分准绝杀!马卡47分爵士双加时险胜公牛 吉迪26+12+13

0.8秒三分准绝杀!马卡47分爵士双加时险胜公牛 吉迪26+12+13

醉卧浮生
2025-11-17 12:22:17
2025-11-17 16:03:00
新智元 incentive-icons
新智元
AI产业主平台领航智能+时代
13888文章数 66257关注度
往期回顾 全部

科技要闻

有了通义和夸克,阿里为何再推千问App?

头条要闻

台34个团体严正抗议:拒绝成为日本军国主义的牺牲品

头条要闻

台34个团体严正抗议:拒绝成为日本军国主义的牺牲品

体育要闻

当家球星受伤后,球迷乐翻了天?

娱乐要闻

二次封后的宋佳凭什么狂妄?

财经要闻

疯狂的"吸金村":村民大肆盗采地下水

汽车要闻

荣威M7+豆包大模型 用车机AI策划说车视频怎么样?

态度原创

本地
数码
手机
房产
公开课

本地新闻

这档古早综艺,怎么就成了年轻人的哆啦A梦?

数码要闻

华硕天选6X台式机评测:酷睿Ultra 5处理器稳定高效 专业售后使用更安心

手机要闻

华为Mate 80 RS非凡大师版外观公布:玄黑、皓白、槿紫三款配色

房产要闻

首开狂卖6.68亿!海口这个顶级教育红盘,引爆海口楼市!

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版