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Design Generativo: como aplicar no mercado da construção civil?

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Design Generativo: como aplicar no mercado da construção civil?

Design Generativo é um dos assuntos que vem ganhando mais força na área da tecnologia para projetos da construção civil. 

Em um primeiro contato, o Design Generativo pode ser um pouco difícil de entender. Porém, apesar de se basear em um conjunto de ferramentas complexas, o conceito é simples e será explicado para você nos próximos tópicos.

Fonte: Autodesk

 

Afinal, o que é o design Generativo?

O Design Generativo é uma combinação entre a inteligência humana com o poder computacional de geração de múltiplas opções para uma solução de projeto.

Para explicar o conceito, vamos pensar em um exemplo prático:

 

  • O projetista tem um desafio geométrico para resolver, como um estudo de projeto arquitetônico para um terreno;
  • Este desafio tem um objetivo delimitado, no caso do nosso exemplo, o objetivo é maximizar o Valor Geral de Vendas – VGV
  • Para maximizar o VGV existem parâmetros que precisam ser levados em consideração, como o número de apartamentos, padrão e metragem quadrada de cada um;
  • Cada um desses parâmetros citados acima, dependem de outros que precisam ser estudados. O número de apartamentos que podem ser alocados em um terreno pode variar muito de acordo com as escolhas geométricas do projeto arquitetônico. Nós podemos ter um edifício com poucos apartamentos de maior padrão, ou talvez um edifício com mais apartamentos, reduzindo o padrão.
  • Outro elemento que temos neste estudo são regras. Um edifício tem limites geométricos para sua construção que devem ser levados em consideração. 

 

Uma solução convencional para este desafio seria gerar algumas opções, utilizando de experiências agregadas do time e projetos, e verificar entre essas opções qual delas obteve o maior VGV. 

O design Generativo faz exatamente isso, porém em uma quantidade muito maior de opções (centenas, milhares, milhões, dependendo da necessidade de cada projeto).

Como o design generativo gera milhares de opções? 

Para responder esta questão temos que lembrar sobre os parâmetros e sobre as regras de projeto que citamos acima. Em nosso exemplo falamos sobre quantidade de apartamentos, metragem quadrada, padrão e sobre a altura dos edifícios. 

O desafio aqui é criar um algoritmo capaz de gerar automaticamente a geometria do edifício a partir da atribuição de valores para estes parâmetros, respeitando algumas regras definidas. 

 

Exemplificando: Um pavimento deste edifício hipotético pode acomodar:

5 apartamentos de 100m², ou

3 apartamentos de 100m²  + 2 apartamentos de 60m², ou 

10 apartamentos de 60m²,

etc…

O nosso algoritmo poderia gerar todas as situações possíveis para essa configuração de apartamentos e, a partir de cada uma das situações, gerar um VGV resultante. E ainda mais, podemos repetir 3 vezes todas as configurações, uma considerando baixo padrão, outra padrão médio, e por fim, alto padrão. 

Ao final da geração de todas as opções, seria possível verificar a que resultou em um maior VGV, e escolhê-la, ou optar por uma segunda ou terceira opção devido a algum fator observado pelo humano que interage com os dados.

O vídeo abaixo ajuda a assimilar visualmente o conteúdo:

Fonte: TestFit, software de design generativo voltado para opções arquitetônicas

 

Qual a vantagem de utilizar Design Generativo? 

O Design Generativo tem sempre um objetivo de otimização. Ou seja, encontrar a melhor solução que atenda os requisitos de projeto pré-estabelecidos. 

Como o design Generativo entra em uma fase inicial de projeto, ele tem o potencial de maximizar o valor gerado pelo projeto, e reduzir as perdas de informação e retrabalho ao longo do processo, pois desde o início a solução mais otimizada foi adotada e estudada matematicamente.

 

Alguns benefícios que podemos elencar:

 

  • Soluções otimizadas, maior qualidade
  • Maior velocidade no desenvolvimento do projeto, mantendo a confiabilidade
  • Baixos custos produtivos devido à automatização

 

Em resumo, podemos dizer que o design generativo promete aumentar a produtividade e qualidade no desenvolvimento de soluções para a indústria da construção civil (e também para as demais indústrias). 

 

O Processo do Design Generativo

Segundo a autodesk, o Design Generativo envolve uma sequência de interações entre humanos e computador, seguindo estas etapas:

 

Fonte: Adaptado de Autodesk (Generative design for architecture, engineering & construction | Autodesk)

 

Gerar as opções de design: computador gera múltiplas opções considerando os parâmetros de design

Analisar as opções: computador avalia cada opção estabelecendo valores para as métricas que o usuário determinou (ex: determinar o VGV de cada opção)

Ranquear as opções: O computador ranqueia as opções geradas de acordo com os critérios estabelecidos pelo usuário. Muitas vezes este é um processo complexo, pois requer a análise de mais de um resultado, e cada resultado precisará ter um peso na avaliação a fim de possibilitar a determinação da melhor escolha.

Explorar os resultados: Tendo as opções ranqueadas, é necessário explorar as melhores opções a fim de entender os resultados. Como o algoritmo possui limitações, é possível que a melhor escolha ranqueada computacionalmente não seja viável, exigindo uma análise humana aprofundada entre as opções organizadas pelo algoritmo de ranqueamento.

Integrar a escolha ao projeto: após a análise exploratória, uma escolha é realizada, e é necessário incorporar esta escolha ao projeto. 

 

Em que momento estamos no Design Generativo? 

 

O design generativo é um conceito que muda profundamente a forma como avaliamos soluções de projeto, portanto não é uma tecnologia simples, pois mexe no modo em que os projetistas pensam a solução e exige algoritmos muitas vezes complexos. 

Acreditamos que esta tecnologia está no início de sua adoção e ainda terá muitos desafios pela frente para conseguir se estabelecer entre os projetistas, assim como ocorreu com o BIM há um tempo (e, em partes, ainda está ocorrendo). 

No momento começamos a presenciar uma grande quantidade de soluções surgindo em torno do Design Generativo, soluções que estão encabeçando a disseminação desta forma de projetar. 

A Autodesk, por exemplo, já incorporou em seus principais softwares algumas soluções nativas. No Revit, por exemplo, hoje é possível desenvolver, executar e avaliar opções de Design Generativo através do Dynamo e do Project Fractal.

Muitas startups também estão surgindo com soluções e algoritmos próprios. Nestas soluções, ao contrário do que acontece com o Dynamo e Project Fractal, o algoritmo vem pronto para atender algumas situações em específico, e o projetista pode utilizar o software adquirindo a sua licença. 

No próximo tópico trarei alguns exemplos de startups que estão emergindo neste cenário.

 

Startups voltadas ao Design Generativo

 

Todos os exemplos citados neste tópico foram retirados de uma postagem muito completa do EvolveLab. A postagem deles tem o objetivo de acompanhar tudo o que está acontecendo referente ao design generativo pelo mundo, deixaremos o link abaixo para que você possa se aprofundar no assunto:

The Generative Design Collaborative (evolvelab.io)

 

TestFit.io

TestFit é um conjunto de algoritmos que auxiliam na solução de estudos de viabilidade para empreendimentos, auxiliando na geração de opções para o posicionamento de hotéis, estacionamentos, e edifícios multifamiliares em seus terrenos. 

Fonte: TestFit | Solve site plans instantly with the Ultimate Building Configurator

 

Finch3D

Fonte: Finch (finch 3d.com)

 

É uma ferramenta para arquitetos que auxilia na geração em escala de layouts de apartamentos que se adaptam à variações de tamanho e opções parametrizadas pelo usuário. 

 

Parafin3D

 

Realiza a geração de múltiplas opções para a distribuição de edifícios em terrenos, potencializando a escolha de alternativas inteligentes.

Fonte: Parafin – Generative Building Design | On-Demand (parafin3d.com)

 

Conclusão

 

Esperamos ter te ajudado a entender um pouco mais sobre o mundo do design generativo, e quem sabe ter te incentivado a testar alguma opção e começar a explorar soluções para desenvolver projetos de uma maneira disruptiva e com foco máximo na otimização. 

Por hoje é só, até a próxima!

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