Complexidade e emergência em estruturas espaciais

• Processo: 15/01228-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Vigência (Início): 15 de outubro de 2015
• Vigência (Término): 14 de junho de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Sociais Aplicadas - Arquitetura e Urbanismo - Tecnologia de Arquitetura e Urbanismo
• Pesquisador responsável: Maria Gabriela Caffarena Celani
• Beneficiário: André Luís de Araujo
• Supervisor: Jane Burry
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FEC). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Local de pesquisa: RMIT University, Melbourne, Austrália
• Vinculado à bolsa: 12/05475-4 - Aplicação dos sistemas generativos para o design estrutural de treliças espaciais como suporte de superfícies complexas, BP.DR
• Assunto(s): Computação científica Fabricação digital Design computacional
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cellular automata | Design Estrutural | Fabricacao Digital | Sistemas Generativos de Projeto | Design Computacional

Resumo

Em alguns contextos, a complexidade representa a qualidade do que é confuso, embaraçado e de difícil apreensão. No entanto, existe uma categoria de problemas científicos relacionados à complexidade organizada, nos quais ferramentas como a Estatística e a Computação Científica podem auxiliar no entendimento dessa organização. Algumas dessas ferramentas são inspiradas em teorias provenientes da Biologia, como os algoritmos evolucionários e a vida artificial. Em design computacional, os mesmos conceitos são utilizados para a geração de formas e estruturas, principalmente quando existe a intenção em simular essa complexidade. Nesse contexto, existem duas abordagem possíveis: a top-down, em que processos de otimização podem ser iniciados com uma forma complexa e estruturalmente ineficiente, para então, se buscar a eficiência por meio do refinamento progressivo da solução; a bottom-up, na qual componentes elementares (agentes) se auto-organizam em um processo que subtende um nível de presciência que culmina na emergência de complexidade. Atualmente, as propostas científicas tem se valido mais dos processos de otimização da forma global do que de interação entre componentes elementares, uma vez que estes últimos são comumente padronizados e, por causa disso, recebem críticas sobre a sua limitação da liberdade formal. Partindo da hipótese de que a construção de um sistema bottom-up, com a variação paramétrica de componentes, permite chegar na mesma liberdade formal dos processos top-down, mas com as vantagens da auto-organização, esta pesquisa tem como objetivo propor um método generativo para o design de estruturas espaciais fundamentado nos conceitos de complexidade e emergência. Como método serão identificadas regras em estudos de caso e, a partir de sua síntese e implementação em sobrotinas de programação, será desenvolvido um algoritmo baseado no método incremental tal como descrito na Computação Científica. As estruturas geradas serão submetidas a métodos experimentais físicos e computacionais para a verificação de aspectos produtivos relacionados a exequibilidade. Dentre os resultados, espera-se propor um novo método para o design de estruturas espaciais complexas. (AU)