Modelagem baseada em agentes

Modelagem Baseada em Agentes (ABM sigla em ingês) é uma técnica computacional usada para simular as ações e interações de agentes autônomos para avaliar seus efeitos em um sistema como um todo. Ao contrário dos métodos de modelagem tradicionais que dependem de abordagens de cima para baixo, a ABM se concentra na estratégia de design de baixo para cima.

O conceito de ABM foi iniciado por Craig Reynolds na década de 1980. Reynolds introduziu a ideia por meio de seu trabalho na simulação do movimento de bandos de pássaros, que ele chamou de "Boids." Seu modelo demonstrou como regras simples para agentes individuais (pássaros) poderiam levar ao surgimento de comportamentos complexos de grupo. Este trabalho influenciou uma ampla gama de disciplinas, da biologia às ciências sociais, e agora desempenha um papel significativo no design computacional.

ABM é uma estratégia computacional que difere significativamente da lógica linear frequentemente usada em ferramentas como o Grasshopper. Em vez de seguir um processo passo a passo, o ABM permite que o designer defina um conjunto de regras que governam o comportamento de agentes individuais. Esses agentes podem representar muitos elementos: um painel, uma coluna ou um ponto simples que orienta a criação de um caminho. O ponto principal é que eles interagem entre si e com o ambiente, e dessas interações surgem formas e padrões complexos.

Existem aplicações de ABM em vários campos, como planejamento urbano, conforto ambiental e simulações de rotas de fuga.

Além disso, a ABM tem sido utilizada em projetos arquitetônicos para simular o comportamento de elementos construtivos. Um exemplo notável é o Pavilhão de Madeira BUGA projetado pelo ICD e ITKE da Universidade de Stuttgart, onde painéis de madeira foram projetados e organizados usando ABM, resultando em uma forma inovadora e estruturalmente eficiente.

Diagrama da posição e tensões do painel BUGA Wood. © ICD/ITKE University of Stuttgart

Vista norte do Pavilhão de Madeira BUGA. © ICD/ITKE University of Stuttgart

Outra aplicação interessante é o uso de ABM em conjunto com robôs para atingir Robótica de enxame, também conhecida como Robótica Distribuída. Os agentes não são apenas parte do processo de design, mas também são uma entidade física que participa da construção. Um exemplo disso, também do ICD & ITKE, é o Pavilhão de Pesquisa 2014-15 onde um braço robótico industrial é usado para aplicar fibra de carbono.

Ferramenta de projeto baseada em agente que negocia parâmetros de projeto para determinar caminhos de colocação de fibras. © ICD/ITKE University of Stuttgart

Fôrma pneumática com reforço de fibra robótica. © ICD/ITKE University of Stuttgart

O processo de design do Life Lamp também aproveitou essa estratégia. Você pode ler mais sobre a publicação Life Lamp aqui.

O ICD lançou em 2022 sua estrutura de modelagem baseada em agentes, que evoluiu de quase uma década de pesquisa sobre este tópico. É chamado ABxM.Core, um plugin para Grasshopper.