Architettura algoritmica: l'uso dell'A.I. progettare edifici

I progetti si ripetono nel tempo. L’architettura progettata e costruita nel 1921 non avrà lo stesso aspetto di un edificio del 1971 o del 2021. Le tendenze cambiano, i materiali si evolvono e questioni come la sostenibilità acquisiscono importanza, tra gli altri fattori. E se questa evoluzione non riguardasse solo i tipi di edifici progettati dagli architetti, ma fosse, in effetti, fondamentale? Come progettano? Questa è la promessa degli algoritmi evolutivi come strumento di progettazione.

Mentre i progettisti utilizzano da tempo strumenti come il Computer Aided Design (CAD) per aiutare a concettualizzare i progetti, i sostenitori del design generativo vogliono fare diversi passi avanti. Vogliono utilizzare algoritmi che imitano i processi evolutivi all’interno di un computer per aiutare a progettare gli edifici da zero. E, almeno per quanto riguarda le case, i risultati sono davvero interessanti.

Progettazione generativa

Celestino Soddu ha lavorato con algoritmi evolutivi per un periodo più lungo di quello che la maggior parte delle persone che lavorano oggi utilizzano i computer. Architetto e designer italiano contemporaneo, ormai settantenne, Soddu si interessò al potenziale impatto della tecnologia sul design già ai tempi dell'Apple II. Ciò che lo interessava era la possibilità di rifare all'infinito su un tema. O come ha detto a Digital Trends Soddu, che è anche professore di design generativo al Politecnico di Milano, gli piaceva l’idea di “aprire la porta a infinite variazioni”.

La prospettiva di una progettazione algoritmica generativa è, in apparenza, relativamente semplice. Esistono alcune “regole” che definiscono oggetti particolari, siano essi un bungalow o una cattedrale barocca. Un algoritmo genetico replica l’evoluzione sotto forma di un programma per computer come un modo per ottimizzare le soluzioni. Definendo quelle che Soddu considera le regole che definiscono un particolare pezzo di design, i suoi algoritmi possono farlo concettualizzare come potrebbero apparire gli oggetti se fossero entità viventi che hanno subito millenni di fenomeni naturali selezione.

Ha iniziato a progettare una “specie” di città medievali italiane generative negli anni ’80. Il lavoro genera infiniti modelli 3D di città medievali, ognuno leggermente diverso. Da allora, Soddu ha continuato a sperimentare il design generativo come parte della sua pratica. "Uno dei miei ultimi progetti è una proposta per il recupero del pinnacolo di Notre Dame a Parigi", ha detto. Il disegno (che purtroppo non verrà utilizzato) raffigura la guglia distrutta dal fuoco come quasi un ghiacciolo rovesciato e contorto, lanciato verso il cielo.

Parte del fascino dei progetti di Soddu è l’elemento di casualità introdotto dall’algoritmo. Ma apre anche possibilità intriganti che potrebbero essere applicate non solo all’architettura, ma a qualsiasi tipo di design. Ad esempio, un'agenzia di design potrebbe creare centinaia di sedie, ognuna leggermente diversa. Si riferisce a questo tipo di design come a “prodotti di idee”.

Tecnologo creativo al lavoro

Soddu non è nemmeno l’unica persona interessata a utilizzare algoritmi genetici per immaginare gli edifici. Il musicista e tecnologo creativo residente a Lisbona, Portogallo Moullinex ha recentemente creato un video musicale che presenta un paesaggio ondulato di edifici brutalisti. A prima vista, sembrano edifici reali con un effetto morphing che consente la transizione da uno all'altro. In effetti, sono ideati da algoritmi generativi.

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“Una rete generativa contraddittoria – in questo caso, StyleGAN2-ada – è stata addestrata con immagini di edifici reali e è quindi in grado di creare nuove immagini in base a ciò che ha appreso”, ha dichiarato Moullinex, alias Luís Clara Gomes, a Digital Trends. “Quello che vedi è l’interpretazione della rete di quali siano i dati. Per analogia, sarebbe come mostrare a un bambino delle foto di gatti e poi chiedergli di creare un nuovo gatto in base a ciò che ha imparato. Più gatti mostri – [ovvero] più grande è il set di dati di addestramento – più feline saranno le immagini generate.

Dalla creazione del video musicale iniziale, Moullinex ha continuato a lavorare al progetto e rimane incuriosito dalle possibilità.

"Mi piace considerare i GAN come un forno: si procura e si modella l'argilla, si lascia cuocere il lotto e si aspettano i risultati", ha detto Moullinex. “Quali pezzi scegli e come presentarli dipende ancora da te. È un esercizio di rinuncia a un certo grado di controllo e di lasciare alcune cose al caso. Come persona che segue quest'area della tecnologia da anni... trovo affascinante che la nostra fonte di da cui provengono l’entropia, il caos e l’imprevedibilità, tutti buoni ingredienti per l’ispirazione e la creatività tecnologia."

Una delle grandi domande con qualsiasi tipo di presunta creatività A.I. è se toglie qualcosa al progettista umano. Nessuno darebbe mai credito ai colori o alla gravità come autori di un dipinto alla pari dell’artista, ma con l’intelligenza artificiale non è così semplice. Ma Soddu non è preoccupato.

“No, al contrario”, ha detto Soddu. “La creatività, citando [il matematico francese Henri] Poincaré, è la capacità di interpretare ciò che esiste proponendo un nuovo sistema di relazioni tra le parti. Non si tratta certamente solo della ricerca di nuove forme. Il mio progetto generativo nasce…dall’interpretazione soggettiva del passato utilizzando originali algoritmi genetici capaci di rappresentare questa soggettività. L’evoluzione digitale è un’incredibile occasione per rappresentare l’idea soggettiva nelle sue molteplici e infinite variazioni.”

Vieni in una strada vicino a te?

Ad oggi, gli algoritmi evolutivi sono rimasti un affascinante elemento collaterale della progettazione tradizionale. Allo stesso modo in cui A.I. L’etica era un’idea astratta finché, all’improvviso, il mondo ne ha avuto bisogno; il design generativo è stato un’area interessante di cui discutere, ma con un’applicazione apparentemente minima.

Il problema non è che gli algoritmi genetici producono progetti poco pratici. La NASA ha utilizzato componenti satellitari progettati da algoritmi genetici in costose missioni nel mondo reale. Non solo questi componenti erano efficaci, ma funzionavano meglio delle alternative progettate dagli esseri umani – e gli ingegneri umani che li hanno esaminati non sono riusciti a capirne il motivo. Come sottolinea Moullinex, non vi è quindi alcun motivo per cui un algoritmo genetico non possa essere ottimizzato per tenere conto di requisiti quali funzionalità, estetica, costi, sostenibilità ed etica.

Invece, il problema potrebbe essere che gli algoritmi generativi erano una soluzione software senza hardware di accompagnamento. La situazione potrebbe cambiare. Recentemente, Digital Trends ha scritto di un progetto pluriennale che cerca di utilizzare l’intelligenza artificiale evolutiva. A progettare robot per esplorare altri pianeti. L'idea? Che una configurazione di stampante 3D possa essere lanciata su un altro pianeta per stampare i migliori progetti di robot, senza che siano necessari esseri umani.

Ora viviamo in un mondo in cui Custodia stampata in 3D esiste. Queste case, che possono essere prodotte rapidamente e vendute a un prezzo inferiore a quello delle case “normali”, potrebbero plausibilmente portare a una rivoluzione nell’edilizia di massa a prezzi accessibili. E tu sai cosa? Grazie agli algoritmi genetici, ognuno potrebbe essere leggermente (o molto) diverso.

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