Diseño generativo: la arquitectura del futuro a partir de la generación matemática
“El diseño generativo no es diseñar un edificio, sino diseñar el sistema que construye el edificio”
– Lars Hesselgren
En un mundo que es tan cambiante, rápido y globalizado como el de la actualidad lo más importante en la industria de las cosas es qué tan rápido y eficaz se puede producir un objeto, el cual consuma la menor cantidad de energía y material en su realización. Es así como el diseño debe ser capaz de adaptarse a los requerimientos de cada cliente con solo unos ligeros cambios, pero lo más importante de todo es que sea novedoso en cuanto a forma y funcionalidad para así marcar una diferencia dentro de la sociedad. De esta manera, el diseño generativo juega un papel importante en la optimización de todos esos procesos y ayuda a garantizar todos estos objetivos. El diseño generativo consiste en elaborar diseños a partir de sistemas de algoritmos, es decir, el diseño surge como respuesta dada, después de haberse realizado un conjunto finito de operaciones y permutaciones para explorar todas las posibles soluciones y aprendiendo de cada iteración que se realizan, las cuales determinan cual es la mejor opción.
Por un lado, se puede decir que en el proceso de diseño “normal” de un proyecto, los arquitectos e ingenieros se encuentran en una constante búsqueda de soluciones, y cada vez que les surge un problema reevalúan y vuelven a comenzar el proceso de diseño, volviendo el mismo lineal cuando no debería serlo. Sin embargo, como lo describe Geoffrey Broadent “El proyecto de arquitectura difícilmente posee una secuencia única de tareas diferenciables y ordenadas, debido a que, entre el problema y la solución, normalmente, se mantiene una continuidad interactiva.”
Por el otro lado, en el proceso con el diseño con algoritmos generativos se plantea un nuevo enfoque, deteniéndose así la búsqueda de soluciones por parte de los diseñadores, los cuales se empiezan a enfocar en formular, de manera minuciosa, la causa de estos problemas. Estos problemas son los parámetros para tener en cuenta y a partir de los cuales se estructura el código. Este proceso del diseño se basa en establecer unos parámetros fácilmente modificables y sus mismas relaciones, de manera que la alteración de un parámetro produce un cambio instantáneo en el diseño.
De la misma manera que en el diseño con algoritmos generativos, en matemáticas un parámetro es una variable que permite identificar en una familia de elementos, a cada uno de ellos mediante un valor numérico, estos valores son los que van a permitirle al programa modelizar la realidad. En otras palabras, estas variables son los datos necesarios para lograr entender en qué situación y condición específica se encuentra el objeto a diseñar y así empezar a procesarlos para generar una forma más óptima según las condicionantes presentadas. Ya en términos más específicos del campo, estas variables vendrían siendo la localización, coordenadas, el flujo tanto de personas como de vehículos, dimensiones, asolación, porcentajes de precipitación, entre muchas otras cosas. Por lo tanto, cada una de estas variables se puede modificar incluso después de que se halla generado un resultado, el sistema procesará la nueva condición y generará un nuevo resultado el cual se adaptó y responde de la mejor manera posible y más optima a las nuevas condiciones presentadas.
En suma, se puede ver que la forma en como funciona el diseño generativo responde inmediatamente a todas las condiciones que el mundo de hoy requiere: produciendo sistemas en vez de productos los cuales son adaptables y modificables de manera rápida y efectiva, solucionando problema de cantidades, materiales y presupuesto y permitiendo así la mayor ganancia posible con el menor gasto de energía.
Aunque si bien este tipo de diseño se acopla bastante bien al mundo industrializado y cambiante esta no es la esencia de la cual surgió. Es posible darse cuenta de que muchas de las características primordiales del diseño generativo como lo son la adaptabilidad, la fluidez, la optimización y la minimización del gasto energético, entre otras, se encuentran también en las formas producidas por la naturaleza. Esto se debe a que la naturaleza también responde a patrones matemáticos y a las leyes físicas, después de todo, como dijo Galileo Galilei: el universo está escrito en el lenguaje de las matemáticas y su carácter son los triángulos, círculos y otras figuras geométricas, sin las cuales es humanamente imposible entender una sola de sus palabras.
¿Entonces, como se ven las matemáticas en la naturaleza? Las matemáticas en la naturaleza se expresan en forma de proporciones, fractales y sucesiones. La proporción que caracteriza la naturaleza es la proporción áureo o de oro, que está dada por una relación de 1,6183… entre sus partes, la cual a su vez surge de la famosa sucesión de Fibonacci, que consiste en una sucesión numérica en donde X(0) = 1 X(1)=1 y X(n+1)= X(n-1) + X(n). En otras palabras, un número de la sucesión está dado por la suma de sus dos antecesores. Estas sucesiones se ven reflejadas en todas las formas naturales, desde en la composición de los pétalos de una flor hasta en la morfología de las alas de una mariposa y hace las formas más resistentes y más aerodinámicas.
Otra forma en la que se encuentran es por medio de fractales. En primer lugar, un fractal se define como un objeto geométrico que mantiene la misma estructura básica en diferentes niveles y esto se ve en la naturaleza por medio de lo que se conoce como repetición fractal. Es así como estos patrones de la naturaleza responden y funcionan bajo la premisa de economizar la mayor cantidad de energía que puedan y hacer el usa de esta misma los más eficientemente posible, pero más allá de esto, las formas repetitivas de la naturaleza suceden cuando una forma funciona lo suficientemente bien como para hacer sobrevivir a un organismo. Pero no es solo esto, sino que, además de todas estas formas, son capaces de cambiar de acuerdo a los cambios del entorno, las especies pueden varias desde sus hábitos y costumbres hasta la misma forma dependiendo de las variaciones y condiciones que el entorno les brinde. Todo esto respondiendo a un orden, una inteligencia y ley de evolución, puesto que en el mundo no sobrevive el más fuerte sino el que mayor capacidad de adaptación posea.
¿Pero de qué manera es que se asemejan las matemáticas de las formas de la naturaleza con las matemáticas del diseño generativo? Bueno, la esencia de las matemáticas en las formas de la naturaleza radican en los siguientes conceptos: sucesiones, proporciones, fractales, repetición, eficiencia, ahorro de energía, adaptabilidad y evolución. Justo así es lo que intenta lograr el diseño generativo, que por medio de algoritmos de computación, diseños que sean adaptables, con ahorro energético y de material, eficientes y en los cuales se diseña desde la escala más pequeña y se regenera como un código genético, es ahí en donde se ven reflejados los conceptos de repetición y fractalidad. Es así como la forma de estructuración y consolidación de naturaleza responde a los limites impuestos por el espacio tridimensional en el que esta existe.
Sin embargo, hace falta una parte importante. La parte de la evolución. La evolución en el diseño generativo funciona de la siguiente manera, anteriormente se había explicado que cuando se ingresan los parámetros o problemáticas dentro del código, el algoritmo va probando configuraciones generando así diferentes generaciones de posibles soluciones, cada una de estas generaciones es evaluada y el programa aprende de esta para heredarle ciertos datos a la siguiente generación averiguando así lo que funciona y lo que no, produciendo así el mejor resultado dentro de todas las posibilidades e imitando el enfoque evolutivo de la naturaleza.
Los diseños que surgen a partir del diseño con algoritmos generativos, con frecuencia tienden a imitar las formas que la naturaleza produce, pero esto no es porque se introduzca dentro de los códigos algún parámetro que tengan que ver con biología. De hecho, los programas de computación solo tienen programadas funciones matemáticas y fica, entonces estas formas surgen de esa manera debido a que la naturaleza también trabaja a partir de los patrones matemáticos y de las leyes física. Ahí es donde radica la profunda conexión entre el diseño generativo y la naturaleza, en que el diseño generativo es capaz de replicar las formas más eficaces del mundo natural para producir diseños completamente eficientes, dinámicos y resistentes. Es por esto por lo que el diseño paramétrico es el futuro del diseño arquitectónico, pero si esto es el ahora, ¿cuál será el futuro del diseño paramétrico? y ¿cómo cambiará esto nuestra forma de proyectar y de generar ciudad?
Es posible decir que el diseño generativo tenga un amplio futuro en todas las áreas del diseño, desde el diseño de producto, pasando por el diseño industrial, el arte y llegando a la arquitectura. Actualmente existen arquitectos y empresas que están usando para grandes proyectos el diseño generativo, el mayor ejemplo de esto es autodesk que tiene un software de diseño generativo para crear nuevos acercamientos al diseño de espacios y de la industria. O incluso, puede llegar a integrarse con la tecnología de digital twin que es concebida como el resultado de integrar modelos tridimensionales, con la realidad virtual y la realidad aumentada e inteligencia artificial que permite producir duplicados virtuales de las cosas físicas para así hacer posibles realizar simulaciones sobre estas. Así se analiza de manera más eficaz y real las condiciones del medio frente al objeto y tener unas variables de las causas de los problemas más exactas para ingresarlos en el algoritmo y así tener resultados más cercanos y que se acomoden de mejor manera a estas condiciones de aproximaciones.
Surgiendo dentro de la ciudad de proyectos como el plan parcial de Estambul que propuso Zaha Hadid Architects en donde se proponía utilizar las leyes de crecimiento y los algoritmos de diseño para controlar y redefinir situaciones y así generar un modelo espacial abierto y capaz de adaptarse surgiendo un trazado complejo que pueda enlazarse e interactuar con el entorno. Estos son solo algunos ejemplos de arquitectos y empresas que usan el diseño generativo como aliado para realizar grandes proyectos innovadores, con formas curvas nunca antes vistas y estructuras complejas que de otra forma no pudieran realizarse. Estas nuevas formas llaman la atención del mundo global que busca lo raro y fuera de contexto, lo llamativo es lo más interesante.
El mundo de la actualidad es el mundo de las redes sociales, de la industria de la conciencia en donde la gente se encuentra inundada de imágenes, como lo dijo Juani Pallasma en su libro la mano que piensa. Y esta cantidad de imágenes produce la perdida de la imaginación, de la empatía y de la compasión, porque se sacan las imágenes de su contexto y se libera al espectador de la realidad. Es por esto que es posible decir que ahora mismo se vive en un mundo de ficción a través de la constante búsqueda de llamar la atención y de ser reconocido, y es así como la arquitectura se vuelve solo llamativa y deja de formar parte de la realidad para así unirse al mundo actual de la ficción. Por lo tanto, la buena arquitectura es el objeto que se coloca en la experiencia existencial de las personas y estas personas le personas les prestana sus obras sus propias sensaciones metafísicas y así estas emociones se asocian al espacio y estas lo reciben y lo interiorizan, generando el acercamiento de la persona a la experiencia sensorial de la obra.
Finalmente, en este mundo en donde todo es ficción, son los artistas los que tienen la obligación de inventar la realidad. Pero las obras arquitectónicas de los tiempos de ahora han estandarizado las emociones y la arquitectura actual, asistida y favorecida por la computación que está produciendo arquitectura ficticia en un mundo de ficción. Entonces solo queda pregunta ¿cómo hacer arquitectura de la realidad y para la realdad? ¿será posible que el diseño generativo contribuya a producir arquitectura para la realidad? o ¿se quedará este también atrapado en la forma novedosa de la arquitectura ficticia?
Pero más específicamente,
¿Como el diseño generativo produciría edificios de la realidad?
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