Architecture algorithmique: utiliser l'IA concevoir des bâtiments

Les conceptions itèrent au fil du temps. Une architecture conçue et construite en 1921 ne ressemblera pas à un bâtiment de 1971 ou de 2021. Les tendances changent, les matériaux évoluent et des questions telles que la durabilité gagnent en importance, entre autres facteurs. Et si cette évolution ne concernait pas seulement les types de bâtiments conçus par les architectes, mais était en fait la clé de comment ils conçoivent? C’est la promesse des algorithmes évolutionnaires en tant qu’outil de conception.

Alors que les concepteurs utilisent depuis longtemps des outils tels que la conception assistée par ordinateur (CAO) pour conceptualiser leurs projets, les partisans de la conception générative souhaitent aller plus loin. Ils souhaitent utiliser des algorithmes qui imitent les processus évolutifs à l’intérieur d’un ordinateur pour aider à concevoir des bâtiments à partir de zéro. Et, au moins en ce qui concerne les maisons, les résultats sont sacrément intéressants.

Conception générative

Celestino Soddu travaille avec des algorithmes évolutifs depuis plus longtemps que la plupart des personnes qui travaillent aujourd'hui n'utilisent des ordinateurs. Architecte et designer italien contemporain âgé d'environ 70 ans, Soddu s'est intéressé à l'impact potentiel de la technologie sur le design à l'époque de l'Apple II. Ce qui l’intéressait, c’était la possibilité de riffer sans fin sur un thème. Ou comme Soddu, qui est également professeur de conception générative à l’Université polytechnique de Milan en Italie, l’a déclaré à Digital Trends, il aimait l’idée « d’ouvrir la porte à des variations infinies ».

La perspective d’une conception algorithmique générative est, à première vue, relativement simple. Il existe certaines « règles » qui définissent des objets particuliers, qu'il s'agisse d'un bungalow ou d'une cathédrale baroque. Un algorithme génétique reproduit l’évolution sous la forme d’un programme informatique afin d’optimiser les solutions. En définissant ce que Soddu considère comme les règles qui définissent une pièce de conception particulière, ses algorithmes peuvent conceptualiser à quoi pourraient ressembler les objets s’ils étaient des entités vivantes ayant subi des millénaires d’influence naturelle. sélection.

Il a commencé à concevoir une « espèce » de villes médiévales italiennes génératrices dans les années 1980. L'œuvre génère une infinité de modèles 3D de villes médiévales, chacune légèrement différente. Depuis, Soddu continue d’expérimenter le design génératif dans le cadre de sa pratique. "L'un de mes derniers projets est une proposition pour la récupération du pinacle de Notre-Dame de Paris", a-t-il déclaré. Le dessin (qui, malheureusement, ne sera pas utilisé) représente la flèche détruite par le feu comme un glaçon inversé et tordu, projeté vers le ciel.

Une partie de l’attrait des conceptions de Soddu réside dans l’élément aléatoire introduit par l’algorithme. Mais cela ouvre également des possibilités fascinantes qui pourraient être appliquées non seulement à l’architecture, mais à tout type de design. Par exemple, une agence de design pourrait créer des centaines de chaises, chacune étant légèrement différente. Il qualifie ce type de conception de « produits-idées ».

Technologue créatif au travail

Soddu n’est pas non plus la seule personne intéressée à utiliser des algorithmes génétiques pour imaginer des bâtiments. Le musicien et technologue créatif basé à Lisbonne, au Portugal Moulinex a récemment créé un clip vidéo présentant un paysage vallonné de bâtiments brutalistes. À première vue, il s’agit de véritables bâtiments dotés d’un effet de transformation permettant de passer d’un bâtiment à l’autre. En fait, ils sont imaginés par des algorithmes génératifs.

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« Un réseau contradictoire génératif – dans ce cas, StyleGAN2-ada – a été formé avec des images de bâtiments réels et est alors capable de créer de nouvelles images basées sur ce qu’il a appris », a déclaré Moullinex, alias Luís Clara Gomes, à Digital Trends. « Ce que vous voyez, c’est l’interprétation que fait le réseau de la nature des données. Par analogie, cela reviendrait à montrer à un enfant des photos de chats et à lui demander ensuite de créer un nouveau chat en fonction de ce qu’il a appris. Plus vous montrez de chats – [ce qui signifie] plus l’ensemble de données d’entraînement est grand – plus les images générées ressembleront à des chats.

Depuis la création du clip initial, Moullinex a continué à travailler sur le projet et reste intrigué par les possibilités.

"J'aime considérer les GAN comme un four: vous recherchez et façonnez l'argile, laissez le lot cuire et attendez les résultats", a déclaré Moullinex. « Les pièces que vous choisissez et la manière dont vous les présentez dépendent encore une fois de vous. Il s’agit d’abandonner un certain degré de contrôle et de laisser certaines choses au hasard. En tant que personne qui suit ce domaine technologique depuis des années… je trouve fascinant que notre source d'informations l'entropie, le chaos et l'imprévisibilité - tous de bons ingrédients pour l'inspiration et la créativité - viennent de technologie."

L’une des grandes questions liées à toute forme de créativité présumée de l’IA. est de savoir si cela enlève au concepteur humain. Personne ne considérerait jamais la peinture ou la gravité comme un auteur d’un tableau à égalité avec l’artiste, mais avec l’IA, ce n’est pas aussi simple. Mais Soddu n’est pas inquiet.

"Non, au contraire", a déclaré Soddu. « La créativité, citant [le mathématicien français Henri] Poincaré, est la capacité d'interpréter ce qui existe en proposant un nouveau système de relations entre les parties. Il ne s’agit certainement pas seulement de la recherche de nouvelles formes. Mon projet génératif est né… de l'interprétation subjective du passé à l'aide d'algorithmes génétiques originaux capables de représenter cette subjectivité. L’évolution numérique est une occasion incroyable pour que l’idée subjective soit représentée dans ses variations multiples et infinies.

Vous venez dans une rue près de chez vous ?

À ce jour, les algorithmes évolutionnaires sont restés un élément fascinant du design traditionnel. De la même manière qu’A.I. L'éthique était une idée abstraite jusqu'à ce que, tout à coup, le monde en ait besoin. La conception générative a été un domaine intéressant à discuter, mais avec une application apparemment minime.

Le problème n’est pas que les algorithmes génétiques produisent des conceptions peu pratiques. La NASA a utilisé des composants de satellite conçu par des algorithmes génétiques sur des missions coûteuses et réelles. Non seulement ces composants étaient efficaces, mais ils fonctionnaient mieux que les alternatives conçues par les humains – et les ingénieurs humains qui les ont examinés n’ont pas compris pourquoi. Comme le souligne Moullinex, il n’y a donc aucune raison pour qu’un algorithme génétique ne soit pas optimisé pour prendre en compte des exigences telles que la fonctionnalité, l’esthétique, le coût, la durabilité et l’éthique.

Au lieu de cela, le problème pourrait être que les algorithmes génératifs étaient une solution logicielle sans matériel associé. Cela est peut-être en train de changer. Récemment, Digital Trends a écrit sur un projet pluriannuel visant à utiliser l'IA évolutive pour améliorer la technologie. à concevoir des robots pour explorer d'autres planètes. L'idée? Qu'une configuration d'imprimante 3D pourrait être lancée sur une autre planète pour imprimer les meilleures conceptions de robots, sans qu'aucun humain ne soit nécessaire.

Nous vivons désormais dans un monde dans lequel Un boîtier imprimé en 3D existe. Ces maisons, qui peuvent être fabriquées rapidement et vendues à un prix inférieur à celui des maisons « ordinaires », pourraient éventuellement conduire à une révolution du logement de masse abordable. Et tu sais quoi? Grâce aux algorithmes génétiques, chacun pourrait être légèrement (ou très) différent.

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