Modello. Verso una logica della simulazione

Il progresso tecnologico degli ultimi decenni ha portato innovazioni che sono difficili da comprendere appieno. Oggi, abbiamo a disposizione strumenti in grado di amplificare il processo di progettazione, gestione e verifica delle scelte, non più in isolamento ma in un contesto collaborativo che coinvolge diversi attori. Questo cambiamento richiede un aggiornamento culturale da parte dei professionisti dell'architettura per sfruttare appieno le potenzialità dell'informatica.

Introduzione

L'informatica è vista principalmente come uno strumento che offre vantaggi pratici, come la possibilità di manipolare grafiche, accedere a banche dati e visualizzare modelli tridimensionali. Tuttavia, ciò che è davvero innovativo non è tanto la facilità di modificare i dati, quanto la possibilità di gestirli in modo dinamico, interagendo con le relazioni tra essi. Un esempio di questa dinamicità è la simulazione di un cambiamento nei parametri di un progetto, come lo spessore di un muro, che si riflette in vari aspetti del progetto, come costi, valori termici e illuminazione.

La Filosofia della Simulazione

L'architetto, di fronte a queste possibilità, inizia ad adottare una "Filosofia della Simulazione", utilizzando il modello non solo per raffigurare e descrivere, ma per simulare il comportamento del sistema edificio. Questo approccio porta alla creazione di un "modello" che formalizza le relazioni tra vari elementi, consentendo simulazioni ripetute per valutare i vari scenari. Il percorso che segue Saggio si suddivide in tre aree principali: la parte Quantitativa, la Semantica, e la Spaziale-Costruttiva.

Le Quantità e gli Worksheet

L'area quantitativa, potenziata dall'introduzione degli "worksheet" negli anni Settanta, consente di legare dati numerici complessi tramite relazioni matematiche. Questo strumento ha un ampio impatto, permettendo al progettista di creare modelli economici per un progetto, considerando non solo i costi ma anche i benefici. L'integrazione tra worksheet e CAD (Computer-Aided Design) consente di legare i dati numerici alle informazioni grafiche, migliorando l'interattività e la simulazione del progetto. Il progettista non è più limitato a visualizzare il progetto, ma può analizzare simultaneamente costi, benefici e variabili.

I Pareri e gli Expert Systems

Un altro campo di simulazione riguarda l'introduzione degli "Expert Systems", che condensano la conoscenza degli esperti in un programma capace di suggerire soluzioni progettuali. Se, inizialmente utilizzati in medicina per diagnosi, questi sistemi sono ora applicati anche in architettura, attraverso i Design Support Systems. Questi strumenti forniscono suggerimenti per risolvere problemi complessi, ma richiedono competenze avanzate nella loro creazione. Gli expert systems sono utilizzati dai progettisti per ottimizzare le scelte in fase di progettazione.

Area Spaziale-Costruttiva e Strutture Gerarchiche

L'area più interessante per Saggio riguarda la simulazione spaziale e costruttiva, in particolare l'uso delle strutture gerarchiche (SG) nei software CAD. Le strutture gerarchiche consentono di scomporre il progetto in vari livelli, ognuno dei quali può essere modificato autonomamente. La rappresentazione di un progetto con queste strutture permette una gestione dinamica delle relazioni spaziali, funzionali e costruttive, favorendo l'analisi critica e la documentazione del progetto.

Le Strutture Gerarchiche: Un Modello "Vivo"

L'utilizzo delle strutture gerarchiche permette la creazione di un "modello vivo", dove le modifiche a un singolo elemento si riflettono automaticamente sul progetto complessivo. Ciò è particolarmente utile nella progettazione e nel restauro, in quanto consente di modificare parametri specifici senza dover alterare manualmente ogni parte del modello. Inoltre, le strutture gerarchiche supportano la simulazione di scenari alternativi, come il cambiamento dei materiali o delle configurazioni, permettendo di visualizzare e confrontare diverse soluzioni progettuali.

Un Modello Intelligente

Il vero valore di un modello realizzato con una struttura gerarchica è la sua capacità di integrare analisi, simulazione e modifica in tempo reale. A differenza dei modelli tradizionali, che sono statici e limitati, il "modello intelligente" creato con il CAD e le strutture gerarchiche permette di simulare il comportamento di un edificio in modo dinamico. Esso diventa uno strumento potente non solo per il progetto, ma anche per la gestione, la documentazione e l'analisi critica del processo progettuale. Questo approccio contribuisce a una progettazione più consapevole e orientata alla qualità, in cui le scelte sono esplicitate, previste e socializzate.

Perché parliamo di modello?

Il concetto di "modello" è fondamentale nell'architettura e nella progettazione, e merita di essere approfondito da un punto di vista storico e teorico. La parola "modello" ha radici profonde che risalgono al Settecento e Ottocento, quando furono sviluppate le prime tipologie di modelli decisionali. Da allora, questo termine ha assunto significati molteplici, adattandosi alle diverse epoche, esigenze e approcci progettuali.

Il modello oggettivo: esigenze e risposte razionali

Uno dei primi tipi di modello è quello oggettivo, che si sviluppa nell'epoca illuminista. Questo approccio si basa su un'idea fondamentale:
l'esistenza di bisogni oggettivi a cui rispondere con soluzioni altrettanto oggettive.
Un esempio emblematico di questo modello è rappresentato dai lavori di Alexander Klein e dei funzionalisti tedeschi negli anni Venti. Essi studiavano le esigenze dell'essere umano in termini di spazio e funzionalità, traducendole in soluzioni progettuali precise. Il modello decisionale oggettivo trova la sua espressione pratica nei manuali dell’epoca, come il celebre "Neufert – Manuale dell'architetto", che definiva dimensioni, tipologie e schemi distributivi standardizzati.
Con la rivoluzione industriale e la crescita delle città, emergevano nuove tipologie edilizie come scuole, ospedali e accademie, che rispondevano a esigenze sociali e urbane inedite. Anche nel dopoguerra, l'architettura razionalista e i congressi CIAM hanno incarnato questo approccio. Strumenti come il Modulor di Le Corbusier e il concetto di "existence minimum" erano progettati per soddisfare necessità oggettive, razionalizzando tempi e costi.

Il modello prestazionale: verso un'analisi più approfondita

Negli anni Sessanta, l'approccio oggettivo si evolve nel modello prestazionale, introdotto da figure come Christopher Alexander, architetto statunitense, che collabora con il matematico Nikos Salingaros per la definizione di un nuovo approccio teorico all'architettura. In questo modello, i bisogni vengono analizzati e suddivisi fino al loro livello più elementare, per poi essere riorganizzati attraverso una struttura progettuale coerente.
Nel suo libro Notes on the Synthesis of Form, Alexander sottolinea l'importanza di una progettazione analitica e critica la rigidità dello zoning modernista. Propone invece la struttura semilattice, un sistema di relazioni complesse che supera il classico schema ad albero. Questo approccio evidenzia la necessità di integrare variabili e connessioni più articolate nella progettazione urbana.

Il modello strutturalista: la flessibilità delle relazioni

Negli anni Settanta emerge il modello strutturalista, influenzato dagli studi antropologici di Claude Lévi-Strauss e dalla filosofia strutturalista. Questo approccio si basa sull’idea che esistano strutture di base fisse, ma anche sottostrutture con gradi di variabilità che permettono trasformazioni.
In architettura, il modello strutturalista trova applicazione negli studi di John Habraken, autore del libro Supports. Habraken introduce il concetto di open building, un sistema in cui la struttura principale dell’edificio può durare all'infinito, mentre gli spazi interni sono flessibili e adattabili nel tempo. Questo modello favorisce un'architettura partecipativa, capace di evolvere con le esigenze degli utenti, come dimostrano progetti contemporanei di Alejandro Aravena e persino la storica Maison Dom-Ino di Le Corbusier.

Il modello diagrammatico: processi e relazioni dinamiche

L’avvento dei computer negli anni Ottanta e Novanta introduce il modello diagrammatico, che si distingue dagli approcci precedenti. Non è più una prefigurazione statica di un’idea finale, ma una rappresentazione di processi e relazioni dinamiche. Questo modello permette di esplorare variabili e scenari diversi, configurandosi come un "codice DNA" dell’architettura.
Esempi concreti di questo approccio includono i lavori di Peter Eisenman, con i suoi diagrammi intermedi, e gli studi di Ben van Berkel di UNStudio. Van Berkel, ad esempio, paragona l’introduzione del computer in architettura all’invenzione del cemento armato, sottolineando il potenziale trasformativo del digitale nel modo di pensare e progettare.
Progetti come la Mobius House dimostrano come il diagramma sia un punto di partenza per generare infinite possibilità, mentre il Mercedes-Benz Museum di Stoccarda rappresenta un esempio di diagramma generatore in cui le relazioni tra i nuclei funzionali definiscono l’intero edificio.

Concludendo...

Dalla precisione del modello oggettivo alla flessibilità del diagramma, l’evoluzione dei modelli decisionali riflette la capacità dell’architettura di rispondere a bisogni sempre più complessi. Oggi, il modello diagrammatico, con il supporto della tecnologia, apre nuove prospettive per una progettazione sempre più dinamica, empirica e relazionale.

Dal Foglio Elettronico al Database
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Partendo da un foglio elettronico, qual è il salto che ci porta al database? Prima di rispondere, è essenziale definire cosa sia un database. Un esempio storico è il censimento, uno dei primi database creati.
Se volessimo realizzare un censimento della nostra classe, inizieremmo da una griglia con:

• fields (colonne), che rappresentano attributi omogenei come "nome" o "cognome"
• records (righe), che rappresentano le entità o gli individui

Questo modello deriva dal mondo dei vettori: le entità sono le righe, mentre le colonne contengono campi omogenei. Per funzionare, un database richiede che i fields siano ben definiti e coerenti. Inoltre, i database moderni possono contenere non solo dati numerici o testuali, ma anche immagini e altri tipi di informazioni.
Un esempio è il database utilizzato nell'atlas del libro UnLost Territories, dove ogni progetto è associato a un codice, al tipo di corso, al numero dell'area, al punteggio e ai nomi degli studenti progettisti.
Questo rappresenta il salto concettuale: da una semplice griglia a un sistema strutturato di records e fields per descrivere entità e attributi.

Caos vs Ordine: Umano vs Macchina
Ordine Tradizionale: L'Archivio

Un esempio classico di database è l'archivio. Negli anni '40, per organizzare un archivio, si catalogava in modo cronologico, alfabetico o per altre convenzioni. L’obiettivo era garantire un accesso rapido e semplice alle informazioni.

La Rivoluzione Informatica: Search Don't Sort

Con l’avvento di Gmail, il motto è diventato "Search, don't sort" (cerca, non organizzare). Questa filosofia si basa sul fatto che per un computer è più semplice cercare che catalogare, mentre per l’uomo è vero il contrario. Questo concetto ha trasformato il modo in cui gestiamo le informazioni.
Infatti un esempio straordinario è Amazon, uno dei più grandi database fisici al mondo. Nei suoi centri di distribuzione, i prodotti non sono organizzati ordinatamente per categorie, ma in modo apparentemente caotico. Questo approccio:

• facilita la ricerca e il recupero grazie a sistemi automatizzati
• consente al personale di individuare velocemente gli oggetti

Amazon vs Supermercati

Amazon rappresenta il salto dalla logica tradizionale del supermercato a un sistema basato su search, don't sort. Ad esempio, se dovessi acquistare un libro:

• in un supermercato, un libro sarebbe in un reparto specifico
• in un magazzino Amazon, il libro è associato a un codice univoco che ne indica la posizione e verrà recuperato grazie al GPS

L'efficienza deriva dall'integrazione tra intelligenza artificiale e umana. Questo approccio si applica anche ad altri ambiti, come il car sharing, dove una disposizione casuale delle auto ne aumenta l’utilizzo.

Database Geografici e Georeferenziazione
Georeferenziazione: Il Centro del Mondo

Un aspetto chiave della moderna gestione dei dati è la georeferenziazione. Grazie ai sensori degli smartphone, ogni foto scattata può essere associata a una posizione geografica, rendendo possibile ritrovare un luogo specifico su Google Earth.
Quando apriamo una mappa, il nostro puntino blu rappresenta la nostra posizione: il centro di un mondo dinamico. Questo approccio si collega a strumenti come i GIS (Geographical Information Systems), che rappresentano database intelligenti dove le entità sono georeferenziate.

Open Data e GIS

Gli Open Data (dati pubblici disponibili a livello comunale o regionale) sono un esempio di database geografico. Questi dati, spesso forniti in formato georeferenziato, possono essere visualizzati e analizzati con strumenti come QGIS.

In conclusione

Il salto dal foglio elettronico al database rappresenta una trasformazione fondamentale nella gestione delle informazioni. Grazie a strumenti moderni come i GIS e ai principi di "search, don't sort", i database non sono più solo strumenti statici, ma sistemi dinamici e intelligenti, in grado di connettere dati, spazi e persone in modi rivoluzionari.

Caos, Complessità e Modelli Gerarchici
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Immaginiamoci nuovamente nei panni di Leonardo: come possiamo trasmettere dati strutturati – numeri, testi e relazioni – a distanza?
La risposta risiede come sempre nell’uso di una griglia, un metodo organizzato che richiede una convenzione ben definita. Non basta però un’equazione: è necessaria una funzione.
Entra quindi in scena lo Spreadsheet (foglio elettronico), rappresentato al meglio da strumenti come Excel. Questo sistema è composto da righe, colonne e celle, dove ogni cella può:

• contenere dati (celle-contenuto)
• restituire risultati derivati da altre celle (celle-risultato)

Il salto concettuale è che una cella-risultato può contemporaneamente diventare una cella-contenuto. Questo crea una struttura dinamica di interconnessioni, dove ogni elemento è in relazione con gli altri.
Questa caratteristica, definita interconnessione dinamica delle informazioni, rappresenta il carattere rivoluzionario del sistema.

Principi del Foglio di Calcolo

Un foglio di calcolo è una tabella (o foglio di lavoro) composta da celle in cui è possibile inserire dati, numeri o formule. Questa semplicità genera due conseguenze fondamentali:

• interconnessione dinamica dei dati
• modelli gerarchici, come strutture ad albero o a cascata

Questi aspetti danno vita a un modello intelligente, in cui le funzioni e le formule trasformano i dati in informazioni utili.

Rivoluzione in Architettura

Lo spreadsheet ha avuto un impatto rivoluzionario in ambiti come l'architettura parametrica. Qui, modificando parametri in un foglio di calcolo, il modello si aggiorna dinamicamente.
È l'essenza di strumenti come Grasshopper, dove i cambiamenti nei dati influiscono istantaneamente sulla geometria del progetto.

La Logica "What If..."
Deduzione vs Induzione

In italiano, esistono due approcci logici principali:

• Logica induttiva: "Se... allora..." (if... then...)
• Logica deduttiva: "Cosa succede se..." (what if...)

La logica deduttiva è il cuore della nuova architettura, in cui si lavora per ipotesi e non per certezze. Si procede per salti logici, esplorando molteplici scenari. Il modello finale è il risultato di una verifica su una vasta gamma di ipotesi.
Questo approccio è noto come il mondo dell’ipotesi.

Rivoluzione Informatica in Architettura

Sappiamo bene che l’informatica trasforma i dati in informazioni attraverso una convenzione. Secondo lo Zingarelli, "informare" significa modellare secondo una forma. Da qui, nascono due concetti chiave:

• il modello è la forma assunta dalle informazioni
• la modellazione è il processo di dare forma ai dati

Di conseguenza, un progetto architettonico può essere visto come un insieme di equazioni interconnesse, in cui:

• non si progettano forme statiche, ma famiglie di forme possibili
• queste forme variano dinamicamente entro parametri definiti

Questo nuovo approccio sostituisce la geometria euclidea assoluta con famiglie tipologiche.
Il processo progettuale diventa quindi una rete fluttuante di informazioni modellabili, simile a un sistema di equazioni interconnesse.

Conclusione: Il Mondo dei Modelli Informatici

Oggi, l’architettura opera nel mondo dei modelli informatici, dove le informazioni sono collegate tra loro in modo dinamico. Questo approccio consente di:

• creare configurazioni variabili e adattabili
• raggiungere un alto indice di variabilità nei progetti

Progettare significa dunque lavorare all’interno di sistemi dinamici, dove ogni modifica genera nuove configurazioni, mantenendo viva la logica "What if...".