THUYẾT TIẾN HÓA TRONG KIẾN TRÚC: KHI DARWIN DẠY KIẾN TRÚC SƯ CÁCH "IN TIỀN"

TrongThuy KTS
24 thg 8
4 phút đọc

Để có cái nhìn toàn cảnh và hiểu rõ hơn về các khái niệm nền tảng trong thiết kế tham số, các bạn đừng quên tham khảo thêm tài liệu mà page đã chia sẻ nhé! Còn bây giờ, chúng ta sẽ cùng giải phẫu một công cụ mang tính cách mạng mang tên: Galapagos.

Nếu bạn nghĩ kiến trúc chỉ là việc ngồi vẽ vời bay bổng với hình khối, thì bài viết này sẽ thay đổi hoàn toàn tư duy của bạn về việc dùng thuật toán để tối ưu hóa lợi nhuận.

👇 [Chèn Ảnh 1: Ảnh bìa GALAPAGOS]

Bản đồ quần đảo Galapagos và ý tưởng quy hoạch kiến trúc tham số.

1. VẤN ĐỀ THỰC TIỄN: TẦM NHÌN (VIEW) CHÍNH LÀ TIỀN!

👇 [Chèn Ảnh 2: Em bé đội nhà xếp gạch]

Vấn đề tối ưu hóa tầm nhìn view biển trong thiết kế khách sạn cao cấp.

Trong các siêu dự án nghỉ dưỡng hay tổ hợp khách sạn cao cấp, tầm nhìn (view) không chỉ để ngắm cho đẹp. Tầm nhìn chính là tiền!

Một phòng ngủ Master hoặc một căn penthouse có góc view 100% hướng thẳng ra biển có thể được định giá bán hoặc giá thuê cao gấp 2, thậm chí gấp 3 lần so với một căn góc khuất hoặc chỉ nhìn thấy nội khu.

Bài toán sống còn mà các chủ đầu tư đặt lên bàn làm việc của kiến trúc sư là: "Hãy thiết kế, xoay vặn, và sắp xếp 5 tòa tháp khách sạn này sao cho số lượng phòng Master nhìn thấy biển là NHIỀU NHẤT, không tòa nào được chắn tầm nhìn của tòa nào. Chúng ta cần tối ưu hóa từng centimet view biển để lập bảng giá bán chênh lệch, tung ra chiến lược marketing và tối đa hóa lợi nhuận thu hồi vốn!"

2. SỰ LÃNG PHÍ TỪ CÁCH LÀM TRUYỀN THỐNG

👇 [Chèn Ảnh 3: Kiến trúc sư nhắm mắt và núi tiền]

Hạn chế và sự lãng phí của phương pháp dựng hình 3D truyền thống.

Nếu làm theo cách vẽ 3D truyền thống, kiến trúc sư sẽ xoay tay vài góc, ướm thử rồi đưa ra 3 phương án có vẻ "thuận mắt nhất". Nhưng đó là một sự lãng phí kinh hoàng!

Với 5 tòa nhà thay đổi liên tục về chiều cao, góc xoay và tọa độ, toán học chứng minh có tới hàng triệu kịch bản sắp xếp khác nhau. Việc nhắm mắt chọn đại một phương án bằng cảm tính của con người có thể khiến chủ đầu tư đánh rơi hàng chục triệu đô la doanh thu tiềm năng, chỉ vì vài góc khuất tầm nhìn mà não bộ kiến trúc sư không thể tính nhẩm ra hết.

3. GALAPAGOS LÀ GÌ? LỜI GIẢI TỪ MẸ THIÊN NHIÊN

👇 [Chèn Ảnh 4: Bác học Darwin và các sinh vật]

Thuyết tiến hóa Darwin và chọn lọc tự nhiên áp dụng vào thuật toán.

Nếu bạn còn nhớ bài học sinh học, quần đảo Galapagos chính là nơi nhà khoa học vĩ đại Charles Darwin từng đặt chân đến và tìm ra Thuyết Tiến Hóa. Tại hòn đảo khắc nghiệt đó, thiên nhiên có một quy luật tàn khốc: Chọn lọc tự nhiên (Sinh tồn của kẻ mạnh nhất).

Chỉ những sinh vật có cấu tạo cơ thể hoàn hảo nhất, thích nghi tốt nhất mới sống sót và sinh sản. Những con yếu ớt, dị tật sẽ bị tự nhiên đào thải.

Cha đẻ của addon này đã mang đúng triết lý vĩ đại đó ghim thẳng vào thuật toán máy tính (Genetic Algorithm). Galapagos trong kiến trúc chính là một "hệ sinh thái đảo hoang" thu nhỏ. Ở đó, các bản vẽ thiết kế không do con người nhọc nhằn nặn ra nữa. Chúng được trao quyền để tự "sinh sản", tự lai tạo và tự vứt bỏ lẫn nhau y hệt như những sinh vật sống!

4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: KIẾN TRÚC SƯ ĐÓNG VAI TRÒ "TẠO HÓA"

👇 [Chèn Ảnh 5: Giao diện Galapagos]

Giao diện công cụ Galapagos tối ưu hóa khối nhà trên Grasshopper.

Với Galapagos, kiến trúc sư giờ đây lui về phía sau để đóng vai trò của "Tạo hóa". Bạn thiết lập bộ gen (cho phép máy tính tự trượt, tự xoay 5 tòa tháp) và đặt ra một Luật sinh tồn duy nhất: "Bản vẽ nào có số phòng hướng biển nhiều nhất (tạo ra nhiều tiền nhất) thì được sống".

Sau đó, bạn nhấn nút Start, và một cảnh tượng nổi da gà xuất hiện trên màn hình! Galapagos tự động sinh ra ngẫu nhiên 100 phương án quy hoạch đầu tiên (Thế hệ F1). Nó sẽ quét qua một lượt, định giá và nhẫn tâm "giết chết" 80 bản vẽ có góc nhìn xấu nhất, che khuất nhau nhiều nhất. Nó giữ lại 20 bản vẽ xuất sắc nhất, cho chúng... "lai giống" với nhau (ví dụ: lấy tọa độ của bản vẽ này ghép với góc xoay của bản vẽ kia), thậm chí tạo ra các đột biến gen để đẻ ra 100 phương án của Thế hệ F2.

5. KẾT QUẢ: ĐỘT BIẾN HOÀN HẢO - CỖ MÁY IN TIỀN

👇 [Chèn Ảnh 6: Khối nhà rớt xuống và thay đổi]

Quá trình thuật toán tự động sinh ra các phương án khối nhà tối ưu.

Cứ thế, trước mắt bạn, các tòa nhà tự động trượt đi trượt lại, mọc lên sụt xuống và xoay chuyển điên cuồng. Các thế hệ bản vẽ liên tục sinh ra, thanh trừng và tiến hóa hàng ngàn lần chỉ trong vài phút.

Đồ thị tối ưu hóa liên tục tăng vọt, cho đến khi nó chốt lại một phương án "đột biến" hoàn hảo nhất – một cấu trúc tối đa hóa 100% tầm nhìn biển mà không một bộ não thiên tài nào của con người có thể tự tính nhẩm ra được.

Đó chính là sự thán phục tột độ: Thiết kế không còn là môn nghệ thuật cảm tính. Kiến trúc sư giờ đây dùng Thuyết Tiến Hóa của Darwin để thao túng các con số, trực tiếp biến những bản vẽ 3D thành một cỗ máy in tiền hoàn hảo cho các dự án bất động sản!

Câu chuyện của Khang | Dành riêng cho độc giả của drparametric