• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • En genetisk algoritm förutsäger den vertikala tillväxten av städer

    3D-representation av Minato-avdelningen (Tokyo) som användes för studien. Kredit:Ivan Pazos et al.

    Ökningen av skyskrapor i en stad liknar utvecklingen av vissa levande system. Spanska forskare har skapat en evolutionär genetisk algoritm som, på grundval av historiska och ekonomiska uppgifter om ett tätortsområde, kan förutsäga hur dess skyline kan se ut under de kommande åren. Metoden har tillämpats framgångsrikt på den blomstrande Minato-avdelningen, i Tokyo.

    Forskare har insett att städernas tillväxt följer mönster som liknar de för vissa självorganiserade biologiska system. Inspirerad av naturen, de har utvecklat genetiska algoritmer som förutsäger hur antalet skyskrapor och andra byggnader i en tätort kommer att öka.

    "Vi arbetar inom evolutionära beräkningar, en gren av artificiell intelligens och maskininlärning som använder de grundläggande reglerna för genetik och Darwins naturliga urvalslogik för att göra förutsägelser, " förklarar arkitekten Ivan Pazos.

    "I den här typen av datorer, en mängd möjliga lösningar på ett problem kombineras slumpmässigt, " tillägger Pazos, som för närvarande arbetar för en japansk arkitektbyrå, "och ett urvalssystem väljer de bästa resultaten. Denna operation upprepas om och om igen tills algoritmerna får de mest exakta resultaten."

    På det här sättet, Pazos och ett team av forskare från University of A Coruña (Spanien) har skapat algoritmer -baserade på andra vanliga genetiska algoritmer- som lär sig tillväxtmönstren i stadsdistrikt med hjälp av historiska data från byggsektorn och olika ekonomiska parametrar.

    Studien, publiceras i Tidskrift för stadsplanering och utveckling , har fokuserat på ett av kvarteren med den högsta vertikala tillväxten i världen de senaste åren:Minato Ward, i Tokyo, där huvudkontoret för multinationella företag som Mitsubishi, Honda, NEC, Toshiba eller Sony, ligger. "Denna metod kunde ha tillämpats på vilken annan stad som helst med ett stort antal skyskrapor, " säger Pazos.

    2015, när all information hade samlats in, författarna skapade en serie kartor och 3D-representationer av Minato för att kunna förutsäga antalet byggnader och deras troliga lägen inom denna blomstrande avdelning under de följande åren under perioden 2016-2019.

    "Algorithmens förutsägelser har varit mycket exakta med avseende på den faktiska utvecklingen av Minatos skyline under 2016 och 2017, " säger Pazos. "Nu, vi utvärderar deras noggrannhet för 2018 och 2019 och det verkar, enligt iakttagelserna, att de kommer att vara 80 procent korrekta."

    Enligt författarna, Algoritmen uppskattar inte bara antalet framtida skyskrapor i en stadsdel, men också de specifika områden där de med största sannolikhet kommer att finnas.

    "Den slutliga slutsatsen av studien är att evolutionära beräkningar verkar kunna hitta tillväxtmönster som inte är uppenbara i komplexa urbana system, och genom sin efterföljande ansökan, det tjänar funktionen att förutsäga möjliga scenarier för utvecklingen av städer, avslutar Pazos.


    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com