Arquitetura algorítmica: usando IA projetar edifícios

Os designs iteram ao longo do tempo. A arquitetura projetada e construída em 1921 não será igual a um edifício de 1971 ou de 2021. As tendências mudam, os materiais evoluem e questões como a sustentabilidade ganham importância, entre outros fatores. Mas e se esta evolução não fosse apenas sobre os tipos de edifícios que os arquitectos projectam, mas fosse, de facto, fundamental para como eles projetam? Essa é a promessa dos algoritmos evolutivos como ferramenta de design.

Conteúdo

  • Design generativo
  • Tecnólogo criativo no trabalho
  • Chegando a uma rua perto de você?

Embora os designers já usem há muito tempo ferramentas como o Computer Aided Design (CAD) para ajudar a conceituar projetos, os proponentes do design generativo querem dar vários passos adiante. Eles querem usar algoritmos que imitem processos evolutivos dentro de um computador para ajudar a projetar edifícios desde o início. E, pelo menos quando se trata de casas, os resultados são bastante interessantes.

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Design generativo

Celestino Soddu trabalha com algoritmos evolutivos há mais tempo do que a maioria das pessoas que trabalham hoje usa computadores. Arquiteto e designer italiano contemporâneo, agora com cerca de 70 anos, Soddu interessou-se pelo impacto potencial da tecnologia no design na época do Apple II. O que o interessava era o potencial de riffs intermináveis ​​sobre um tema. Ou, como Soddu, que também é professor de design generativo na Universidade Politécnica de Milão, na Itália, disse ao Digital Trends, ele gostou da ideia de “abrir a porta para variações infinitas”.

Cidades de Veneza geradas
Cidade de Veneza gerada com arquitetura, pontes e igrejas geradas que não estão atualmente presentes em Veneza. Cada aspecto do ambiente gerado segue a visão Canaletto de Veneza.Celestino Soddu

A perspectiva de design algorítmico generativo é, superficialmente, relativamente simples. Existem certas “regras” que definem determinados objetos, sejam eles um bangalô ou uma catedral barroca. Um algoritmo genético replica a evolução na forma de um programa de computador como forma de otimizar soluções. Ao definir o que Soddu considera serem as regras que definem uma determinada peça de design, seus algoritmos podem conceituar como seriam os objetos se fossem entidades vivas que tivessem passado por milênios de mudanças naturais. seleção.

Ele começou projetando uma “espécie” de cidades medievais italianas generativas na década de 1980. A obra gera infinitos modelos 3D de cidades medievais, cada um ligeiramente diferente. Desde então, Soddu continuou a experimentar o design generativo como parte de sua prática. “Um dos meus últimos projetos é uma proposta para a recuperação do pináculo de Notre Dame em Paris”, disse ele. O desenho (que, infelizmente, não será usado) retrata a torre destruída pelo fogo quase como um pingente de gelo invertido e retorcido, lançado para o céu.

Parte do apelo dos designs de Soddu é o elemento de aleatoriedade que o algoritmo introduz. Mas também abre possibilidades intrigantes que poderiam ser aplicadas não apenas à arquitetura, mas a qualquer tipo de design. Por exemplo, uma agência de design poderia criar centenas de cadeiras, cada uma ligeiramente diferente. Ele se refere a esse tipo de design como “produtos-ideia”.

Tecnólogo criativo no trabalho

Soddu também não é a única pessoa interessada em usar algoritmos genéticos para imaginar edifícios. O músico e tecnólogo criativo radicado em Lisboa, Portugal Moullinex criou recentemente um videoclipe apresentando uma paisagem ondulada de edifícios brutalistas. À primeira vista, estes parecem ser edifícios reais com um efeito de transformação que permite a transição para o próximo. Na verdade, eles são idealizados por algoritmos generativos.

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“Uma Rede Adversarial Generativa – neste caso, StyleGAN2-ada – foi treinada com imagens de edifícios reais e consegue então criar novas imagens com base no que aprende”, disse Moullinex, também conhecido como Luís Clara Gomes, à Digital Trends. “O que você está vendo é a interpretação da rede sobre quais são os dados. Como analogia, seria como mostrar a uma criança fotos de gatos e depois pedir-lhes que criassem um novo gato com base no que aprenderam. Quanto mais gatos você mostrar – [ou seja] quanto maior o conjunto de dados de treinamento – mais felinas serão as imagens geradas.”

Desde a criação do videoclipe inicial, Moullinex continuou a trabalhar no projeto e continua intrigado com as possibilidades.

“Gosto de ver os GANs como um forno: você obtém e molda a argila, deixa o lote cozinhar e espera pelos resultados”, disse Moullinex. “Que peças você escolhe e como você as apresenta depende novamente de você. É um exercício de abrir mão de algum grau de controle e deixar algumas coisas ao acaso. Como alguém que acompanha esta área da tecnologia há anos… Acho fascinante que a nossa fonte de entropia, caos e imprevisibilidade – todos bons ingredientes para inspiração e criatividade – vêm de tecnologia."

Uma das grandes questões com qualquer tipo de suposta criatividade A.I. é se isso prejudica o designer humano. Ninguém jamais atribuiria às tintas ou à gravidade o mesmo autor de uma pintura que o artista, mas com a IA, não é tão simples. Mas Soddu não está preocupado.

Arquiteturas de mosaico geradas para melhorar a identidade da cidade de Ravenna
Arquiteturas de mosaico geradas para melhorar a identidade da cidade de RavennaCelestino Soddu

“Não, pelo contrário”, disse Soddu. “Criatividade, citando [o matemático francês Henri] Poincaré, é a capacidade de interpretar o que existe propondo um novo sistema de relações entre as partes. Certamente não se trata apenas da busca de novas formas. Meu projeto generativo nasce… da interpretação subjetiva do passado utilizando algoritmos genéticos originais capazes de representar essa subjetividade. A evolução digital é uma ocasião incrível para a ideia subjetiva ser representada em suas múltiplas e infinitas variações.”

Chegando a uma rua perto de você?

Até o momento, os algoritmos evolutivos permaneceram como uma barra lateral fascinante para o design convencional. Da mesma forma que A.I. a ética era uma ideia abstrata até que, de repente, o mundo precisou dela. O design generativo tem sido uma área interessante para discutir, mas com aplicação aparentemente mínima.

O problema não é que os algoritmos genéticos produzam designs impraticáveis. A NASA utilizou componentes de satélite projetado por algoritmos genéticos em missões caras do mundo real. Esses componentes não apenas eram eficazes, mas também funcionavam melhor do que as alternativas projetadas por seres humanos – e os engenheiros humanos que os analisaram não conseguiram descobrir por quê. Como salienta Moullinex, não há, portanto, razão para que um algoritmo genético não possa ser otimizado para ter em conta requisitos como funcionalidade, estética, custo, sustentabilidade e ética.

Em vez disso, o problema pode ser que os algoritmos generativos eram uma solução de software sem acompanhamento de hardware. Isso pode estar mudando. Recentemente, a Digital Trends escreveu sobre um projeto plurianual que busca usar IA evolucionária. para projetar robôs para explorar outros planetas. A ideia? Que uma configuração de impressora 3D pudesse ser lançada em outro planeta para imprimir os melhores designs de robôs, sem a necessidade de humanos.

Vivemos agora num mundo em que Carcaça impressa em 3D existe. Estas casas, que podem ser fabricadas rapidamente e vendidas a um preço inferior ao das casas “normais”, poderiam concebivelmente levar a uma revolução na habitação popular a preços acessíveis. E sabe de uma coisa? Graças aos algoritmos genéticos, cada um pode ser ligeiramente (ou muito) diferente.

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