En genetisk algoritme forudsiger byernes vertikale vækst

Stigningen af ​​skyskrabere i en by ligner udviklingen af ​​nogle levende systemer. Spanske forskere har skabt en evolutionær genetisk algoritme, der, på grundlag af de historiske og økonomiske data for et byområde, kan forudsige, hvordan dens skyline kan se ud i de kommende år. Metoden er blevet anvendt med succes på den blomstrende Minato Ward, i Tokyo.

Forskere har indset, at byernes vækst følger mønstre, der ligner dem i visse selvorganiserede biologiske systemer. Inspireret af naturen, de har udviklet genetiske algoritmer, der forudsiger, hvordan antallet af skyskrabere og andre bygninger i et byområde vil stige.

"Vi opererer inden for evolutionær beregning, en gren af ​​kunstig intelligens og maskinlæring, der bruger genetikkens grundlæggende regler og Darwins naturlige selektionslogik til at lave forudsigelser, " forklarer arkitekt Ivan Pazos.

"I denne type computere, et væld af mulige løsninger på et problem kombineres tilfældigt, " tilføjer Pazos, som i øjeblikket arbejder for et japansk arkitektfirma, "og et udvælgelsessystem vælger de bedste resultater. Denne operation gentages igen og igen, indtil algoritmerne får de mest nøjagtige resultater."

På denne måde Pazos og et team af forskere fra University of A Coruña (Spanien) har skabt algoritmer - baseret på andre standard genetiske algoritmer - der lærer bydistrikternes vækstmønstre ved hjælp af historiske data fra byggesektoren og forskellige økonomiske parametre.

Studiet, offentliggjort i Tidsskrift for byplanlægning og udvikling , har fokuseret på et af kvartererne med den højeste vertikale vækst i verden i de seneste år:Minato Ward, i Tokyo, hvor hovedkvarteret for multinationale virksomheder som Mitsubishi, Honda, NEC, Toshiba eller Sony, er lokaliseret. "Denne metode kunne have været anvendt på enhver anden by med et stort antal skyskrabere, " siger Pazos.

I 2015 når alle oplysningerne var blevet indsamlet, forfatterne skabte en række kort og 3-D-repræsentationer af Minato for at kunne forudsige antallet af bygninger og deres sandsynlige placeringer i denne blomstrende afdeling i de følgende år i perioden 2016-2019.

"Algorithmens forudsigelser har været meget nøjagtige med hensyn til den faktiske udvikling af Minatos skyline i 2016 og 2017, " siger Pazos. "Nu, vi evaluerer deres nøjagtighed for 2018 og 2019, og det ser ud til, ifølge observationerne, at de vil være 80 procent korrekte."

Ifølge forfatterne, Algoritmen estimerer ikke kun antallet af fremtidige skyskrabere i et kvarter af byen, men også de specifikke områder, hvor de højst sandsynligt vil være placeret.

"Den endelige konklusion af undersøgelsen er, at evolutionær beregning synes at være i stand til at finde vækstmønstre, der ikke er tydelige i komplekse bysystemer, og ved hjælp af dens efterfølgende ansøgning, det tjener funktionen til at forudsige mulige scenarier for udviklingen af ​​byer, " slutter Pazos.