大块木材已成为取代建筑中混凝土构件的可持续替代品，因为仅后者就占全球二氧化碳排放量的8%。通过在不同规模和应用中展示的各种示例，这种材料已经显示出在提高效率、强度和舒适性方面的能力，有望彻底改变这个行业。即使在制造结构元件方面采用高度标准化和高效的流程时，仍然有改进和减少浪费的空间。这主要是因为将原木切割成零件的传统工业过程可能会产生大量浪费。
在这种情况下，A.I. Timber作为一种创新的建筑材料出现，旨在通过保留树木的自然轮廓来减少浪费。与采用传统方法将个别原木切割成标准板的方式不同，A.I. Timber巧妙地利用AI，将这些原木像完美拼图一样拼接在一起。为了进一步了解这一倡议以及这种材料的未来，Carlo Ratti和Mykola Murashko分享了他们的创意来源。
作为一种自然材料，木材始终反映了树木生长的条件，包括气候、主导风向，甚至是树木在森林中的位置等因素。当检查原木的横截面时，可以识别出不同的部分，如边材和心材，每个部分都具有其独特的强度和特点。将原木切割和分割成板材或结构件的方式在定义最终部件的功能和特征方面发挥着至关重要的作用。
A.I. Timber的创新之处在于利用这些木材的自然轮廓来减少浪费，而不会干扰木材纤维。采用AI算法和数字加工工具来扫描一组原木，将它们转化为木板，并确定最佳的组装方式。这导致了具有相互锁定板材的木制面板，它们完美对齐，最小化了从树木中去除自然材料的量。该方法由Maestro开发，这是一个由CRA-Carlo Ratti Associati的创意人才和MIT以及同济大学的学生和研究人员共同合作开发的新成立的建筑技术初创公司。
A.I. Timber受到自然本身的启发。借助正确的技术，我们可以与自然形态共同工作，而不是对抗它们。- Carlo Ratti
这位建筑师继续解释说：“现代工业生产是关于标准化的，但每棵树都以不同的方向生长。当你将独特的树木锯成统一的板材时，你浪费了所有不符合标准的木材。对于典型的CLT板，多达60%的木材被锯下后被用于制作木屑或焚化。我们的方法不同。我们使用LiDAR技术扫描一组原木，然后运用AI将它们像拼图一样拼接在一起 – 仅进行最少的切割并充分利用所有可用的木材。”
关于这项技术本身，Maestro Technologies的首席执行官兼联合创始人Mykola Murashko表示：“如果没有AI，制造这种材料是不可能的。这项技术使我们能够计算出最佳的锯切一组原木的方法，以减少木材浪费。具体来说，我们的算法将与将一组小块木片组合成CLT层的体积相关的损失函数最小化。Maestro构建了一个集成的管道，将这项技术应用到生产中 – 将成像技术与AI连接起来，以生成用于锯木厂和数控机床的定制机器指令。我们基于AI的管道使我们能够以工业速度提供定制的工艺品。”
Mykola补充说：“除了美学外，CLT板内部相互交错的木片可以通过抵抗板内的剪切力来提高其结构性能。换句话说，这种材料能够自己保持在一起。这在将来可能使我们在CLT生产中使用更少的胶水。”
该项目的主要目标是利用技术来弥合设计与制造之间的鸿沟，使一组供应商能够以前所未有的规模生产定制的构件，从而实现可运输和定制建筑。这一方法有望使建筑施工比以往任何时候都更加高效、更快速和更环保。
Carlo Ratti补充道：“我们的建筑初创公司Maestro的总体计划是彻底改革我们的建筑方式：A.I. Timber只是第一步。我们在数字环境中创建定制设计，然后将它们发送到一个欧洲工厂网络，这些工厂制造所有定制零件。类似于指挥交响乐团，Maestro引导工厂分阶段创建建筑，然后将它们以Maestro Flatpack的形式运送到目的地。”
预制消除了传统建筑工地的所有时间和成本 – 最终装配就像将零件拼接在一起一样容易。轻便、可定制的材料，如A.I. Timber，使这种方法成为可能。它将使建筑比以前任何时候都更便宜、更环保，质量更高。” – Carlo Ratti
A.I. Timber的首个原型于今年夏天早些时候在上海制造，当时由同济大学的Philip Yuan教授主办了DigitalFUTURES会议。在为期一周的研讨会期间，来自麻省理工学院的Murashko和Nikita Klimenko指导了一个国际研究团队，利用AI和木材构建了一个概念验证结构 – 一个小型交互式三角形亭子，应用了该系统。