A inteligência artificial pode auxiliar áreas como planejamento urbano, design e arquitetura, viabilizando ferramentas preditivas e de modelagem computacional para melhorar o bem-estar nas cidades.

São os chamados sistemas adaptativos complexos, metodologia ainda incipiente na arquitetura e urbanismo, mas que no Brasil já conta com um projeto inicial de modelagem da volumetria urbana.

A interação entre a metodologia e urbanismo foi abordada pelo projeto de pesquisa "Complex adaptive systems and rule-based design: applications in architecture and urban design", coordenado por Maria Gabriela Caffarena Celani, professora na Faculdade de Arquitetura da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).

O projeto é apoiado por meio de acordo de colaboração da FAPESP com a Universidade de Melbourne, na Austrália.

“É uma área que só agora está começando em arquitetura e urbanismo. Ainda não é comum porque o arquiteto precisa saber programar e levantar questões para depois implementar ações. Isso tudo exige uma mudança de cultura nos órgãos das prefeituras. Mesmo assim, ainda que estejamos na parte metodológica, surge uma tendência em desenvolver ações na elaboração de políticas, ocupação, uso do solo, planejamento e design urbano”, disse Celani à Agência FAPESP.

Isso porque, embora a modelagem de sistemas adaptativos complexos tenha se originado nas ciências físicas e naturais, ela pode oferecer um quadro teórico multidisciplinar melhor para estudar, analisar e conceituar cidades sustentáveis ou mais agradáveis para quem mora nelas.

Para Justyna Karakiewicz, professora do Instituto de Sustentabilidade e Sociedade da Universidade de Melbourne, que também conduz o projeto, com os sistemas adaptativos complexos é possível entender as cidades em seus atributos performativos e não por meio de regulação prescritiva.

“Sua aplicação permite entender sistemas abertos, não lineares e imprevisíveis, reconhecendo o comportamento da cidade como um fenômeno emergente. Isso, por sua vez, nos ajudará a concentrar cada vez mais em questões de resiliência, de manter as características do sistema que sustentam o ecossistema e a função humana, em vez de alcançar uma condição específica de parâmetros fixos, incluindo densidade, mistura funcional, população, número de andares nos prédios”, disse.

Autômatos celulares

No projeto, a volumetria urbana foi estudada a partir da aplicação de um tipo de ferramenta de sistema adaptativo complexo chamado autômatos celulares.

Em artigo publicado durante o doutorado de André Araújo, na Faculdade de Arquitetura da Unicamp, foi avaliado como o desempenho estrutural e o design generativo e paramétrico podem ser integrados a fim de aumentar a flexibilidade e o controle de design em diferentes estágios do processo de design.

Os autômatos celulares começaram a ser desenvolvidos em 1970 a partir do Jogo da Vida (Game of Life), criação do matemático britânico John Horton Conway em 1970.

Trata-se de um sistema que dispensa jogadores, no qual grades de células vão se modificando em novas configurações de padrões a partir de uma situação inicial.

Com os autômatos celulares é possível analisar como uma célula vai impactar as que estão ao seu redor, assim como ocorre em uma estrutura, um lote ou uma cidade.

O algoritmo do sistema faz uma espécie de varredura em todas as células da grade e identifica as condições locais em cada célula, agindo a partir do que existe ao seu redor.

No sistema desenvolvido por Araújo, ele analisou estruturas metálicas, como, por exemplo, o estádio Ninho do Pássaro, na China.

“Foi possível ver que algumas soluções eficientes do ponto de vista do desempenho estrutural não representam necessariamente uma solução racional dos aspectos de viabilidade”, disse no artigo.

“Isso também é importante para fazer um plano diretor, por exemplo? Sim, no futuro será possível fazer simulações sobre o efeito de regulamentações que são condicionais ao local. Algo diferente do que ocorre hoje. Em geral, nossas leis urbanas não levam em consideração essas situações locais”, disse Celani.

Ela explica que, atualmente, as regras são feitas em grandes áreas, sem levar em consideração as situações específicas, pequenininhas e particulares de cada lote.

“A ideia, com o uso dos sistemas adaptativos complexos, é fazer simulações preditivas e então testar. Se colocarmos uma legislação condicional à situação de cada lote e levar em consideração esse e outro aspecto, o que aconteceria se eu propagasse isso para uma região inteira da cidade?”, disse Celani. 

Este conteúdo foi publicado originalmente no site da Agência Fapesp.