同时呈现所有未来：通过多智能体社会模拟支持地方营造的投机设计

文献标题

All Futures at Once: Supporting Speculative Design for Placemaking with Multi-Agent Social Simulation

出版信息

• 主题领域: 基于多智能体社会模拟的场所营造推测性设计。
• 关键词: 场所营造，推测性设计，多智能体系统，大型语言模型，社会模拟，动态推测性对象，多样性，可演化性，设计支持工具。

背景与问题

• 问题/挑战: 现有的场所营造推测性设计方法通常生成静态表示，更多地强调空间形式，而忽视了人类活动的动态演变。这些方法未能捕捉社区随时间与空间互动的多样性和可演化性。
• 意义: 理解场所营造的时间和社会动态对于创建包容性和适应性的空间至关重要，这些空间需要满足多样化利益相关者的需求。
• 动机与相关研究: 先前的研究探讨了推测性对象和生成式人工智能在未来场景构想中的应用，但这些方法缺乏模拟动态、演变的人类活动的能力。本文通过提出一个能够建模和可视化这些动态的系统来填补这一空白。

解决方案

• 提出的方法: ParaScape，一个基于大型语言模型（LLMs）的多智能体社会模拟框架，用于生成动态推测性对象的设计支持系统。
• 创新点:
  1. 引入动态推测性对象，表示随时间演变的多样化活动场景序列。
  2. 开发一个基于LLM的多智能体社会模拟框架，建模群体特定的偏好和敏感性，以生成可信、多样化和可演化的活动。
  3. 集成多样性和可演化性测量指标，帮助设计师分析和反思场所营造提案。
  4. 实现“检查后讨论”机制，促进对利益相关者需求权衡的批判性反思。
• 流程与关键技术:
  1. 针对九个用户群体在六个维度（如可达性、安静性）和三个时间段的场所偏好与敏感性，策划了一个数据集。
  2. 开发了一个多智能体模拟框架，包括初始化、规划、行动、场所评估、记忆、动态更新和可视化模块。
  3. 生成动态推测性对象，以图像序列和文本描述的形式呈现，帮助设计师分析和反思演变场景。
  4. 通过实验、用户研究和案例研究对系统进行了评估。

结果

• 具体发现:
  • 数据集验证表明，模拟框架在行为一致性（48.8%）、情感一致性（56.2%）和情感适切性（65.4%）方面提高了可信度。
  • 消融研究显示，完整框架在多样性（得分>4，对比<3.3）和可演化性（得分>4，对比<3.5）方面优于简化版本。
  • 用户研究参与者对系统的可用性（中位数=4–5）及其增强推测性思维的能力（五个维度中位数=4）给予了高度评价。
• 相较基线的优势:
  • 完整框架在多样性和可演化性得分上显著高于消融版本。
  • 动态推测性对象相比静态推测性方法，支持更丰富和更细致的反思。
• 实验/评估:
  • 数据集验证：18名评估者对数据集和非数据集条件下的可信度进行了比较。
  • 消融研究：29名评估者评估了关键模块对多样性和可演化性的影响。
  • 用户研究：25名参与者评估了系统的可用性、推测性思维和功能特性。
  • 两个案例研究展示了设计师如何利用系统反思场所营造的时间和空间动态。
• 局限性与未来工作:
  • 数据集覆盖范围仅限于特定群体和时间段；未来将扩展群体类别和样本规模。
  • 缺乏长期部署和与类似工具的比较研究。
  • 未来计划包括整合实时公众反馈、放大冲突以支持反解决主义策略，并将该方法应用于其他社会技术背景。

总结

本文介绍了ParaScape，一个基于LLM的多智能体社会模拟设计支持系统，用于生成场所营造的动态推测性对象。该系统使设计师能够探索演变场景、分析多样性和可演化性，并反思利益相关者需求之间的权衡。实验结果表明，该框架能够生成可信、多样化和演变的活动，而用户研究和案例研究则突出了其在促进批判性反思和包容性设计方面的有效性。未来工作将扩展数据集覆盖范围，探索实际部署，并优化系统以适应更广泛的社会技术设计应用。