Modelos cognitivos y herramientas de complejidad en la arquitectura, el análisis y el diseño urbano Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

Objetivos del curso Familiarizar con herramientas y modelos heterodoxos de complejidad para el diseño y el análisis del ambiente construido y sus elementos.Familiarizar con herramientas y modelos heterodoxos de complejidad para el diseño y el análisis del ambiente construido y sus elementos. –Comprender posibilidades del diseño y el entendimiento más allá de los modelos lineales, las geometrías convencionales y el sentido común. Introducir una perspectiva cognitiva que esclarezca los procesos de percepción y creatividad involucrados.Introducir una perspectiva cognitiva que esclarezca los procesos de percepción y creatividad involucrados. –Comprender cómo impacta el diseño en la cognición y viceversa. Realizar ejercicios de creación digital o de analítica compleja del que resulten modelos de galería para las herramientas utilizadas y un prototipo de presentación innovadoras para un case study.Realizar ejercicios de creación digital o de analítica compleja del que resulten modelos de galería para las herramientas utilizadas y un prototipo de presentación innovadoras para un case study. Integrar los trabajos realizados a los materiales de las comunidades de desarrollo a nivel global.Integrar los trabajos realizados a los materiales de las comunidades de desarrollo a nivel global.

Agenda Introducción a la psicología y antropología cognitiva de la percepción y de la concepción del espacioIntroducción a la psicología y antropología cognitiva de la percepción y de la concepción del espacio –Pensamiento visual, Cognición situada, Mapas cognitivos Rudimentos de redes y grafosRudimentos de redes y grafos –Qué significa modelar: Realidad empírica y abstracción Diseño creativo con gramáticas recursivasDiseño creativo con gramáticas recursivas –No tanto cómo se componen, sino cómo se generan y transforman los diseños –Desde motivos de tipo Kolam hasta ciudades Modelos micoscópicos de proyección de crecimiento urbano, flujo peatonal, ergonomía y tráfico con autómatas celularesModelos micoscópicos de proyección de crecimiento urbano, flujo peatonal, ergonomía y tráfico con autómatas celulares Comprensión de asentamientos y ciudades en base a la dimensión fractal – Significación cognitiva de la fractalidadComprensión de asentamientos y ciudades en base a la dimensión fractal – Significación cognitiva de la fractalidad Sintaxis espacial aplicada a la comprensión del espacio construido, su uso y sus aspectos cognitivosSintaxis espacial aplicada a la comprensión del espacio construido, su uso y sus aspectos cognitivos Modelos de complejidad híbridos y alternativosModelos de complejidad híbridos y alternativos

Dimensiones cognitivas Fenomenología de la percepción visualFenomenología de la percepción visual Distintos tipos de percepciónDistintos tipos de percepción –Objetos naturales –Objetos culturales –Rostros Carácter constructivo de la percepciónCarácter constructivo de la percepción –Aplicación de reglas generativas Modelo mecánico – Modelos de geones de BiedermanModelo mecánico – Modelos de geones de Biederman –Reconocimiento de patrones Modelo estadístico – Emergencia – Geometría gestálticaModelo estadístico – Emergencia – Geometría gestáltica Fenómenos y efectos visualesFenómenos y efectos visuales –Interpretación adaptativa de lo que se percibe Herramientas de experimentaciónHerramientas de experimentación

Elementos de Complejidad Geometrías que no son euclideanasGeometrías que no son euclideanas –Eventualmente orgánicas, pero no necesariamente Distribuciones que no son normalesDistribuciones que no son normales –Distribución de ley de potencia Proporciones que no son linealesProporciones que no son lineales Modelos que no se atienen a la intuición usualModelos que no se atienen a la intuición usual –Emergencia –Comportamientos colectivos no presentes a nivel individual Caos: Sensitividad extrema a las condiciones inicialesCaos: Sensitividad extrema a las condiciones iniciales –Efecto de las alas de mariposa Clases de universalidadClases de universalidad Complejidad no implica numerosidad, incertidumbre, azar, indeterminismo, subjetividad...Complejidad no implica numerosidad, incertidumbre, azar, indeterminismo, subjetividad...

Teoría de grafos Base topológica (no “geométrica”) de la teoría de redes en general.Base topológica (no “geométrica”) de la teoría de redes en general. –Redes sociales en particular. En rigor, está más vinculada con el álgebra y la combinatoria.En rigor, está más vinculada con el álgebra y la combinatoria. Nodos o vértices para las entidades.Nodos o vértices para las entidades. Vínculos o aristas para las relaciones.Vínculos o aristas para las relaciones. No es un recurso para simplificar la descripción, sino para comprender, diagnosticar o calcular propiedades estructurales subyacentes.No es un recurso para simplificar la descripción, sino para comprender, diagnosticar o calcular propiedades estructurales subyacentes. También es esencial para plantear los problemas desde una perspectiva visual.También es esencial para plantear los problemas desde una perspectiva visual.

Grafos contra natura Esquinas como nodos, calles como uniones: Modelo fundamentalmente ínutilEsquinas como nodos, calles como uniones: Modelo fundamentalmente ínutil Planeamiento de recorridos, asignación de recursos, organización de agendas: implica la misma problemática de el dilema de los cuatro coloresPlaneamiento de recorridos, asignación de recursos, organización de agendas: implica la misma problemática de el dilema de los cuatro colores

Modelo del equilibrio estructural (Heider) ¿Cuáles son tríadas equilibradas?¿Cuáles son tríadas equilibradas? I y III son equilibradasI y III son equilibradas II y IV no lo sonII y IV no lo son

Gramáticas recursivas Basadas en reglas (generalmente) de sustitución.Basadas en reglas (generalmente) de sustitución. Permite comprender el proceso creativo de objetos extremadamente complejos.Permite comprender el proceso creativo de objetos extremadamente complejos. –Algo más de 100 reglas para describir y sintetizar Pompeya (City Engine). Esencial para entender la potencia (y la naturaleza de la recursividad.Esencial para entender la potencia (y la naturaleza de la recursividad. –Douglas Hofstadter – Gödel, Escher, Bach

Aproximaciones modélicas

Xkipché – City Engine

Fractales y dimensión fractal Geometría no convencional.Geometría no convencional. Objetos con dimensiones que no son números enteros.Objetos con dimensiones que no son números enteros. Posibilidad de generar formas recursivas complejísimas en base a funciones de extrema simplicidad.Posibilidad de generar formas recursivas complejísimas en base a funciones de extrema simplicidad. En modo analítico, permite diagnosticar aspectos de la estructura de un edificio, una ciudad o un territorio imposibles de percibir por métodos convencionales.En modo analítico, permite diagnosticar aspectos de la estructura de un edificio, una ciudad o un territorio imposibles de percibir por métodos convencionales. Vinculado a la geometría dinámica del crecimiento de ciudades y de las variaciones en el uso de la tierra.Vinculado a la geometría dinámica del crecimiento de ciudades y de las variaciones en el uso de la tierra.

DF y modelos de crecimiento

Aproximaciones dimensionales

Análisis basado en wavelets Variación del análisis espectral basado en transformadas de FourierVariación del análisis espectral basado en transformadas de Fourier –Toda serie compleja se puede reducir a una suma de senos y cosenos Utiliza “ondículas” bien conocidas, que se ajustan a los meandros y complejidades de la serie temporal o a la imagen en n dimensiones que fuere.Utiliza “ondículas” bien conocidas, que se ajustan a los meandros y complejidades de la serie temporal o a la imagen en n dimensiones que fuere. –Haar, sombrero mexicano, etc. Trabaja sobre el dominio de la frecuencia y del tiempo.Trabaja sobre el dominio de la frecuencia y del tiempo. Solamente identifica cambios (diferencias).Solamente identifica cambios (diferencias). –Si algo no cambia, no pasa nada. Ese proceso produce un coeficiente nomalizado y/o una imagen con otros principios de contraste.Ese proceso produce un coeficiente nomalizado y/o una imagen con otros principios de contraste. Se usa para reconocer o encontrar objetos imposibles de percibir de otra manera.Se usa para reconocer o encontrar objetos imposibles de percibir de otra manera. –Uso destacado en remote sensing. Útil como herramienta de análisis multivariado.Útil como herramienta de análisis multivariado.

Wavelets esenciales

Modulado de contraste con wavelets

Autómatas celulares Modelo matemático minimalistaModelo matemático minimalista Celdas en determinado estadoCeldas en determinado estado Reglas de transición basadas en estado de las celdas vecinasReglas de transición basadas en estado de las celdas vecinas “Juego de la vida” (John Horton Conway)“Juego de la vida” (John Horton Conway) Esencial para comprender imposibilidad de predicción en el largo plazo en contextos de complejidad deterministaEsencial para comprender imposibilidad de predicción en el largo plazo en contextos de complejidad determinista Imposibilidad absoluta de retrodicciónImposibilidad absoluta de retrodicción Surgimiento de orden a partir del desordenSurgimiento de orden a partir del desorden Gran herramienta de modelado de crecimiento urbanoGran herramienta de modelado de crecimiento urbano –Útil para comprender modelos de crecimiento en general Utilizado en predicción de tendencias de uso de la tierraUtilizado en predicción de tendencias de uso de la tierra

DUEM

Spacelle

Autómatas en 3D

Autómatas celulares en 3D

Simulación microscópica

SLEUTH – Ciudad del Cabo,

Modelado en 3D

Sintaxis espacial Herramienta poderosa de análisis del espacio construido.Herramienta poderosa de análisis del espacio construido. Pocas técnicas, fáciles de entender e implementar.Pocas técnicas, fáciles de entender e implementar. –Mapa axial –Mapa convexo –Grafos de visibilidad. Arroja valores de parámetro de inmediata utilidad diagnóstica.Arroja valores de parámetro de inmediata utilidad diagnóstica. –Integración, segregación, inteligibilidad, profundidad, control, centralidad, caminabilidad Análisis local, análisis global y relaciones entre ambos niveles.Análisis local, análisis global y relaciones entre ambos niveles. Ligado a problemáticas socioculturales y de cognición.Ligado a problemáticas socioculturales y de cognición. Grafo justificado

Análisis axial

Grafos de visibilidad

Grafos justificados

Recursos Software específicoSoftware específico –Autómatas celulares, modelos basados en agentes, dimensión fractal, sintaxis espacial, sistemas-L, shape grammars, análisis y diseño diverso. Software genérico – Captura y conversión de datosSoftware genérico – Captura y conversión de datos –FreeCAD Versión de uso libre de diseño asistido por computadoraVersión de uso libre de diseño asistido por computadora –WinTopo – Raster to CAD Programa de conversión de bitmaps (escaneados) a DXFPrograma de conversión de bitmaps (escaneados) a DXF

Referencias básicas

Páginas específicas - Vínculos Blog del curso Herramientas para el diseño y el análisis de la ciudad compleja [Libro]Herramientas para el diseño y el análisis de la ciudad compleja Cognición y Percepción visual – Parte 1 Cognición y Percepción visual – Parte 2 Cognición espacial – Mapas cognitivos Sintaxis espacial – Introducción –Estudios de casos aplicados a museos y galerías Sintaxis espacial – Técnicas y medidas Sintaxis espacial – Herramientas Sintaxis espacial y cognición Bibliografía de sintaxis espacial

Referencias Severos requerimientos de demarcaciónSeveros requerimientos de demarcación –Ciencia compleja o discurso de divulgación sobre el pensamiento complejo. –Absoluta improductividad instrumental.

Referencias Reynoso, Carlos Complejidad y caos: Una exploración antropológica. Buenos Aires, Editorial Sb.

¿Preguntas? Carlos Reynoso UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES