Современные крупные города часто и вполне обоснованно сравнивают с живыми сложными колониями организмов. Процесс развития и роста мегаполисов действительно напоминает некоторые самоорганизующиеся биологические системы.
Команда исследователей из испанского Университета Ла-Коруньи создала эволюционный генетический алгоритм, который успешно прогнозирует развитие городских кварталов на основании исторических и экономических данных.
Естественный отбор в городах
Наверное, один из самых ярких результатов научных исследований можно сформулировать так: логика естественного отбора Дарвина работает и в больших городах. Процесс увеличения количества и высоты небоскребов в мегаполисах очень схож с ростом и развитием самоорганизующихся биологических систем. Законы развития живых систем вполне применимы и к прогнозированию территориального развития городов.
«Мы работаем в рамках эволюционных вычислений, отрасли искусственного интеллекта и машинного обучения, которые использует основные правила генетики и логику естественного отбора Дарвина для прогнозирования», – так объясняет суть научного достижения руководитель группы исследователей архитектор Иван Пазос (Ivan Pazos). Вдохновленная природными законами испанская команда разработала систему генетических алгоритмов, которые достаточно точно прогнозируют увеличение количества высотных зданий в мегаполисах.
Для проведения широкомасштабного научного эксперимента был выбран регион Минато – городской район Токио с площадью более 20 кв. км. В этом районе огромного японского мегаполиса расположено множество небоскребов, штаб-квартиры крупнейших компаний, таких как Sony, NEC, Honda, Toshiba, Mitsubishi. К 2015 году была собрана все необходимая историческая и экономическая информация, загружены точные карты города и построены подробные трехмерные модели местности вместе со всеми зданиями и городской инфраструктурой.
Результаты прогнозирования территориального развития Минато на 2016-2017 годы оказались достаточно точными и полностью подтвердили эффективность разработанных генетических алгоритмов. На сегодняшний день исследовательская группа проводит предварительную оценку результатов моделирования строительства в 2018-2019 годах и судя по имеющимся реальным данным – точность прогноза составляет более 80%.
Авторы утверждают, что разработанная методология может быть применима к любому городскому району с небоскребами. Алгоритмы не только прогнозируют количество будущих небоскребов в мегаполисе, но и указывают конкретные места, где они, скорее всего, будут расположены. «Окончательный вывод исследования заключается в том, что эволюционные вычисления, похоже, способны находить закономерности роста, которые не очевидны в сложных городских системах. Дальнейшее применение найденных «шаблонов» и законов развития районов позволяет прогнозировать возможные сценарии развития городов«, – так формулирует основные результаты коллективной работы Иван Пазос.
По материалам Agenciasinc