Continuăm dialogul nostru cu doamna Florina Pantilimonescu-Cioancă, arhitect și doctorand în cadrul Universității de Arhitectură și Urbanism „Ion Mincu” din București, unde cercetează aplicarea metodelor de machine learning în arhitectură. Absolventă a Facultății de Arhitectură și a celei de Matematică, doamna arhitect și cadru didactic și universitar Florina Pantilimonescu-Cioancă urmărește să aducă potențialul cunoașterii matematice în sprijinul procesului creativ și decizional al arhitecților. Ce rol joacă proiectarea parametrică și generativă în arhitectura modernă? Cum poate inteligența artificială să îmbunătățească aceste procese? Vorbim și despre utilizarea algoritmilor pentru a genera design-uri complexe și adaptative. Întreg demersul de proiectare trece de la un summit de creativitate spre pragmatism și raționalizare a deciziilor, pentru a transforma un concept în arhitectură fezabilă care răspunde temei de proiectare. În acest demers arhitecții folosesc diverse unelte / instrumente / tehnici, printre care și proiectarea parametrică și generativă. Să ne concentrăm pe două etape firești din acest demers: concept și detaliere tehnica. Proiectarea parametrică oferă amploare unui demers iterativ care se întâmplă în mod tradițional prin desen și încercări succesive (trial and error). Complexitatea unei clădire sau a unui spațiu urban conduce spre soluții diverse și rareori un singur răspuns corect. Aici, parametrizarea unor elemente care definesc, de exemplu, o volumetrie conceptuală, conduce la un studiu aprofundat al mulțimii de soluții. În matematică, parametrul este o variabilă independentă care definește o funcție sau, mai precis, o familie de funcții. Ce ar înseamnă o funcție parametrică pentru un arhitect? La scară mică, putem privi chiar și o cărămidă ca pe o funcție: un paralelipiped dreptunghic definit de trei parametri simpli – lungime, lățime și înălțime. Deși aparent trivial, cărămizile pline folosite pe fațade în arhitectura modernă sunt de nenumărate dimensiuni și produc echipartiții diverse, percepute diferit. În modelarea parametrică, o întreagă echipartiție poate fi variată în timp real și complet automatizat, fără necesitatea de a produce un desen manual.(1 – de adăugat doar dacă este potrivit) Propunerile poate fi translate în timp real în medii de vizualizare, randări foto-realiste sau realitate virtuală și extinsă. La scară mare, întreaga volumetrie primară a unei clădirii poate fi definită prin funcții parametrice. Să luăm ca exemplu Filarmonica din Hamburg, proiectată de Herzog & de Meuron: reabilitarea fostului depozit de cacao prin adăugarea unui volum superior. Forma complexă a acestei extinderi a fost definită parametric, pornind de la deformarea unei prisme neregulate. Pentru a obține configurația finală, puncte care definesc suprafața superioară sunt translate în spațiu, interpolând în curbe Bezier conexiunea acestora cu perimetrul inițial. Un astfel de proces poate fi controlat doar prin design parametric iar variații ale parametrilor folosiți conduc la un proces generativ. Ce se întâmplă când procesul generativ produce sute de variații? Aici intervine complexitatea adusă de inteligența artificială (AI). AI aduce un pas suplimentar de evaluare pe baza unor metrici, așadar criterii de performanță care pot viza funcționalitatea, eficiența energetică, relațiile spațiale sau impactul asupra utilizatorilor. Colecția de soluții generate este completată de indici de evaluare, întregind procesul de design parametric și generativ. Din infinitatea de soluții, unele culturi s-au atașat de dimensiuni standardizate, cum este cărămida britanică (215 × 102.5 × 65 mm) sau cea daneză (228 × 108 × 54 mm, de văzut proiectul Bircks in Common, AART, NOAA Architects). În paralel cu dimensiunea gestaltistă a echipartiției, proiectarea parametrică poate ajuta și la optimizarea construirii, prin găsirea celor mai eficiente forme. Aș aduce în discuție renumita Operă din Syndey, creație a arhitectului Jørn Utzon și a inginerului Ove Arup. Pentru a rămâne la scara mică a cărămizii, fac referire la plăcile ceramice care îmbracă suprafețele curbe ale clădirii. Fără proiectare parametrică în anii ‘50, procesul constructiv de obținere a formei fiecărui panou ceramic a fost unul manual, in-situ, după ce structura scoicilor a fost finalizată. Cu resursele din prezent și cu suprafețele definite parametric, fiecare panou este obținut din etapa de proiectare, ducând la elemente prefabricate și la o eficientizare economică și temporală a șantierului. Cum poate fi asigurată creativitatea în proiectare atunci când se utilizează instrumente bazate pe inteligență artificială? Această întrebare explorează relația dintre tehnologie și inspirație artistică în arhitectură. Creativitatea în proiectare se manifestă cel mai puternic în etapa conceptuală, de găsire și definire de soluții. Ce anume ne face creativi și de unde vin ideile – sunt întregi arii de cercetare. Mă voi rezuma la cum se manifestă acest impuls creativ pentru arhitecți și care sunt implicațiile tehnologiei. Poate contra-intuitiv, constrângerile ne fac și mai creativi. Îmi imaginez drumul spre obținerea unei soluții sub forma unei ape curgătoare care pronește de la o idee și se ramifică asemenea rădăcinilor. La oricare diviziune, soluția poate urma căi distincte. Alegerea unei ramuri ține, pe de o parte, de tema de proiectare, și pe de altă parte de intuiția arhitectului. Tehnologia ne ajută să navigăm acest spațiu latent al ideilor, de cele mai multe ori amplificând procesul creativ. Pentru arhitecți, multe dintre sarcinile repetitive sunt automatizate și astfel distanța dintre o idee și fezabilitatea acesteia devine semnificativ redusă. Se întâmplă în explorarea creativă ca nu toate ideile să conducă la soluții, cazuri în care efortul este oarecum pierdut. Pe de altă parte, o nereușită aprofundează înțelegerea despre ce este o reușită și se răsfrânge asupra ideilor viitoare. Instrumentele bazate pe inteligența artificială ne asistă cu completări în zone adiacente procesului de proiectare, cum sunt redactarea, vizualizarea sau estimări de costuri și performanțe structurale. Initial doar orientative, pun în perspectivă efectul deciziilor luate în proiectare și ne ajută să fim mai aproape de scop. Am punctat căutarea creativă de idei și cum este legată de practica de arhitectură. Cum rămânem totuși creativi când generarea de imagini pe bază de text produce cu (mare) ușurință ilustrații de calitate? Folosim AI în avantajul nostru. Generarea de imagini este relevantă pentru că se adresează dimensiunii vizuale, cea mai bine ancorată în artă. Cum scopul arhitectului nu este de a produce imagini spectaculoase, ci spații în concret, avem posibilitatea de a folosi o scurtătură în exemplificarea acestor spații. Din propria experiență, realizarea unor randări de calitate necesită timp și resurse, iar AI este un instrument cu adevărat potențial. Din alt punct de vedere, modelele generative primesc un input pe care îl procesează, în cazul de față sub formă de text. Efortul creatorului se concentrează acum pe compunerea unui text în rezonanță cu noul instrument pe care îl are. Așadar, devenim mai creativi în altă direcție… Vă rugăm să ne vorbiți și despre regulile de ordin etic precum și implicațiile sociale ale AI în acest domeniu! Printre motivele cărora se datorează performanța modelelor de AI este fenometul Big Data și cantitatea imensă de informații prezente pe internet. Acest eșantion de ordinul zettabyte (149 miliarde de terabytes) a fost produs de diferite persoane și entități, ceea ce conduce la problema majoră privind etica AI: drepturile de autor și confidențialitatea datelor. Un alt aspect relevant pentru arhitecți este accesibilitatea la date. De exemplu, în antrenarea modelelor de generarea de imagini, pe internet sunt considerabil mai multe imagini cu fețe de persoane comparativ cu desene tehnice de arhitectură. Din acest motiv, MidJourney sau Dall-E sunt exceptionale în generarea unor figuri și mai puțin în definirea unor planuri de arhitectură sau compoziții geometrice precise. Antrenarea continuă, cu seturi de date specifice în aceste sens, este momentan posibilă doar birourilor de arhitectură care dețin în proprietatea intelectuală cantități mari de proiecte, precum Foster + Partners. Chiar și așa, confidențialitatea față de client restrânge utilizarea acestor informații în scop comercial. Găsiți mai multe detalii despre termenii folosiți în DICȚIONARUL AI Episoadele anterioare are rubricii de inițiere în folosirea AI le găsiți AICI Continuare în numărul viitor Marius GHEORGHIU: CONTACT – Email: redactie@ziaruldeiasi.ro, Telefon: 0745 079 523