Modelos cognitivos y Modelos cognitivos y herramientas de complejidad herramientas de complejidad

en la arquitectura, el análisis y en la arquitectura, el análisis y el diseño urbanoel diseño urbano

Carlos ReynosoCarlos ReynosoUNIVERSIDAD DE BUENOS AIRESUNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

http://carlosreynoso.com.arhttp://carlosreynoso.com.ar

http://www.modelos-cognitivos-de-complejidad.blogspot.com/ http://www.modelos-cognitivos-de-complejidad.blogspot.com/

Objetivos del cursoObjetivos del curso

• Familiarizar con herramientas y modelos heterodoxos de Familiarizar con herramientas y modelos heterodoxos de complejidad para el diseño y el análisis del ambiente complejidad para el diseño y el análisis del ambiente construido y sus elementos.construido y sus elementos.– Comprender posibilidades del diseño y el entendimiento más Comprender posibilidades del diseño y el entendimiento más

allá de los modelos lineales, las geometrías convencionales y el allá de los modelos lineales, las geometrías convencionales y el sentido común. sentido común.

• Introducir una perspectiva cognitiva que esclarezca los Introducir una perspectiva cognitiva que esclarezca los procesos de percepción y creatividad involucrados.procesos de percepción y creatividad involucrados.– Comprender cómo impacta el diseño en la cognición y Comprender cómo impacta el diseño en la cognición y

viceversa.viceversa.• Realizar ejercicios de creación digital o de analítica Realizar ejercicios de creación digital o de analítica

compleja del que resulten modelos de galería para las compleja del que resulten modelos de galería para las herramientas utilizadas y un prototipo de presentación herramientas utilizadas y un prototipo de presentación innovadoras para un innovadoras para un case studycase study..

• Integrar los trabajos realizados a los materiales de las Integrar los trabajos realizados a los materiales de las comunidades de desarrollo a nivel global.comunidades de desarrollo a nivel global.

AgendaAgenda• Introducción a la psicología y antropología cognitiva de la Introducción a la psicología y antropología cognitiva de la

percepción y de la concepción del espaciopercepción y de la concepción del espacio– Pensamiento visual, Cognición situada, Mapas cognitivosPensamiento visual, Cognición situada, Mapas cognitivos

• Rudimentos de redes y grafosRudimentos de redes y grafos– Qué significa modelar: Realidad empírica y abstracciónQué significa modelar: Realidad empírica y abstracción

• Diseño creativo con gramáticas recursivasDiseño creativo con gramáticas recursivas– No tanto cómo se componen, sino cómo se generan y transforman los No tanto cómo se componen, sino cómo se generan y transforman los

diseñosdiseños– Desde motivos de tipo Kolam hasta ciudadesDesde motivos de tipo Kolam hasta ciudades

• Modelos micoscópicos de proyección de crecimiento urbano, flujo Modelos micoscópicos de proyección de crecimiento urbano, flujo peatonal, ergonomía y tráfico con autómatas celularespeatonal, ergonomía y tráfico con autómatas celulares

• Comprensión de asentamientos y ciudades en base a la dimensión Comprensión de asentamientos y ciudades en base a la dimensión fractal – Significación cognitiva de la fractalidadfractal – Significación cognitiva de la fractalidad

• Sintaxis espacial aplicada a la comprensión del espacio construido, Sintaxis espacial aplicada a la comprensión del espacio construido, su uso y sus aspectos cognitivossu uso y sus aspectos cognitivos

• Modelos de complejidad híbridos y alternativosModelos de complejidad híbridos y alternativos

Dimensiones cognitivasDimensiones cognitivas

• Fenomenología de la percepción visualFenomenología de la percepción visual• Distintos tipos de percepciónDistintos tipos de percepción

– Objetos naturalesObjetos naturales– Objetos culturalesObjetos culturales– RostrosRostros

• Carácter constructivo de la percepciónCarácter constructivo de la percepción– Aplicación de reglas generativasAplicación de reglas generativas

• Modelo mecánico – Modelos de geones de BiedermanModelo mecánico – Modelos de geones de Biederman– Reconocimiento de patronesReconocimiento de patrones

• Modelo estadístico – Emergencia – Geometría gestálticaModelo estadístico – Emergencia – Geometría gestáltica

• Fenómenos y efectos visualesFenómenos y efectos visuales– Interpretación adaptativa de lo que se percibeInterpretación adaptativa de lo que se percibe

• Herramientas de experimentaciónHerramientas de experimentación

Elementos de ComplejidadElementos de Complejidad

• Geometrías que no son euclideanasGeometrías que no son euclideanas– Eventualmente orgánicas, pero no necesariamenteEventualmente orgánicas, pero no necesariamente

• Distribuciones que no son normalesDistribuciones que no son normales– Distribución de ley de potenciaDistribución de ley de potencia

• Proporciones que no son linealesProporciones que no son lineales• Modelos que no se atienen a la intuición usualModelos que no se atienen a la intuición usual

– Emergencia Emergencia – Comportamientos colectivos no presentes a nivel individualComportamientos colectivos no presentes a nivel individual

• Caos: Sensitividad extrema a las condiciones inicialesCaos: Sensitividad extrema a las condiciones iniciales– Efecto de las alas de mariposaEfecto de las alas de mariposa

• Clases de universalidadClases de universalidad• Complejidad no implica numerosidad, incertidumbre, Complejidad no implica numerosidad, incertidumbre,

azar, indeterminismo, subjetividad...azar, indeterminismo, subjetividad...

Teoría de grafosTeoría de grafos

• Base topológica (no “geométrica”) de la teoría de redes Base topológica (no “geométrica”) de la teoría de redes en general.en general.– Redes sociales en particular.Redes sociales en particular.

• En rigor, está más vinculada con el álgebra y la En rigor, está más vinculada con el álgebra y la combinatoria.combinatoria.

• Nodos o vértices para las entidades.Nodos o vértices para las entidades.• Vínculos o aristas para las relaciones.Vínculos o aristas para las relaciones.• No es un recurso para simplificar la descripción, sino No es un recurso para simplificar la descripción, sino

para comprender, diagnosticar o calcular propiedades para comprender, diagnosticar o calcular propiedades estructurales subyacentes.estructurales subyacentes.

• También es esencial para plantear los problemas desde También es esencial para plantear los problemas desde una perspectiva visual.una perspectiva visual.

Grafos contra naturaGrafos contra natura

• Esquinas como nodos, Esquinas como nodos, calles como uniones: calles como uniones: Modelo Modelo fundamentalmente ínutilfundamentalmente ínutil

• Planeamiento de Planeamiento de recorridos, asignación recorridos, asignación de recursos, de recursos, organización de organización de agendas: implica la agendas: implica la misma problemática de misma problemática de el dilema de los cuatro el dilema de los cuatro colorescolores

Modelo del equilibrio estructural Modelo del equilibrio estructural (Heider)(Heider)

• ¿Cuáles son tríadas equilibradas?¿Cuáles son tríadas equilibradas?

• I y III son equilibradasI y III son equilibradas

• II y IV no lo sonII y IV no lo son

Gramáticas recursivasGramáticas recursivas

• Basadas en reglas (generalmente) de Basadas en reglas (generalmente) de sustitución.sustitución.

• Permite comprender el proceso creativo Permite comprender el proceso creativo de objetos extremadamente complejos.de objetos extremadamente complejos.– Algo más de 100 reglas para describir y Algo más de 100 reglas para describir y

sintetizar Pompeya (City Engine).sintetizar Pompeya (City Engine).

• Esencial para entender la potencia (y la Esencial para entender la potencia (y la naturaleza de la recursividad.naturaleza de la recursividad.– Douglas Hofstadter – Gödel, Escher, BachDouglas Hofstadter – Gödel, Escher, Bach

Aproximaciones modélicasAproximaciones modélicas

Xkipché – City EngineXkipché – City Engine

Fractales y dimensión fractalFractales y dimensión fractal

• Geometría no convencional.Geometría no convencional.• Objetos con dimensiones que no son números Objetos con dimensiones que no son números

enteros.enteros.• Posibilidad de generar formas recursivas Posibilidad de generar formas recursivas

complejísimas en base a funciones de extrema complejísimas en base a funciones de extrema simplicidad.simplicidad.

• En modo analítico, permite diagnosticar En modo analítico, permite diagnosticar aspectos de la estructura de un edificio, una aspectos de la estructura de un edificio, una ciudad o un territorio imposibles de percibir por ciudad o un territorio imposibles de percibir por métodos convencionales.métodos convencionales.

• Vinculado a la geometría dinámica del Vinculado a la geometría dinámica del crecimiento de ciudades y de las variaciones en crecimiento de ciudades y de las variaciones en el uso de la tierra.el uso de la tierra.

DF y modelos de crecimientoDF y modelos de crecimiento

Aproximaciones dimensionalesAproximaciones dimensionales

Análisis basado en Análisis basado en waveletswavelets

• Variación del análisis espectral basado en transformadas de FourierVariación del análisis espectral basado en transformadas de Fourier– Toda serie compleja se puede reducir a una suma de senos y cosenosToda serie compleja se puede reducir a una suma de senos y cosenos

• Utiliza “ondículas” bien conocidas, que se ajustan a los meandros y Utiliza “ondículas” bien conocidas, que se ajustan a los meandros y complejidades de la serie temporal o a la imagen en complejidades de la serie temporal o a la imagen en nn dimensiones dimensiones que fuere.que fuere.– Haar, sombrero mexicano, etc.Haar, sombrero mexicano, etc.

• Trabaja sobre el dominio de la frecuencia y del tiempo.Trabaja sobre el dominio de la frecuencia y del tiempo.• Solamente identifica cambios (diferencias).Solamente identifica cambios (diferencias).

– Si algo no cambia, no pasa nada. Si algo no cambia, no pasa nada.

• Ese proceso produce un coeficiente nomalizado y/o una imagen Ese proceso produce un coeficiente nomalizado y/o una imagen con otros principios de contraste.con otros principios de contraste.

• Se usa para reconocer o encontrar objetos imposibles de percibir Se usa para reconocer o encontrar objetos imposibles de percibir de otra manera.de otra manera.– Uso destacado en Uso destacado en remote sensingremote sensing..

• Útil como herramienta de análisis multivariado.Útil como herramienta de análisis multivariado.

Wavelets esencialesWavelets esenciales

Modulado de contraste con Modulado de contraste con waveletswavelets

Autómatas celularesAutómatas celulares

• Modelo matemático minimalista Modelo matemático minimalista • Celdas en determinado estadoCeldas en determinado estado• Reglas de transición basadas en estado de las celdas Reglas de transición basadas en estado de las celdas

vecinasvecinas• ““Juego de la vida” (John Horton Conway)Juego de la vida” (John Horton Conway)• Esencial para comprender imposibilidad de predicción Esencial para comprender imposibilidad de predicción

en el largo plazo en contextos de complejidad en el largo plazo en contextos de complejidad deterministadeterminista

• Imposibilidad absoluta de retrodicciónImposibilidad absoluta de retrodicción• Surgimiento de orden a partir del desordenSurgimiento de orden a partir del desorden• Gran herramienta de modelado de crecimiento urbanoGran herramienta de modelado de crecimiento urbano

– Útil para comprender modelos de crecimiento en generalÚtil para comprender modelos de crecimiento en general• Utilizado en predicción de tendencias de uso de la tierraUtilizado en predicción de tendencias de uso de la tierra

DUEMDUEM

SpacelleSpacelle

Autómatas en 3DAutómatas en 3D

Autómatas celulares en 3DAutómatas celulares en 3D

Simulación microscópicaSimulación microscópica

SLEUTH – Ciudad del Cabo, 2010-2040SLEUTH – Ciudad del Cabo, 2010-2040

Modelado en 3DModelado en 3D

Sintaxis espacialSintaxis espacial

• Herramienta poderosa de análisis del espacio Herramienta poderosa de análisis del espacio construido.construido.

• Pocas técnicas, fáciles de entender e implementar.Pocas técnicas, fáciles de entender e implementar.– Mapa axialMapa axial– Mapa convexoMapa convexo– Grafos de visibilidad.Grafos de visibilidad.

• Arroja valores de parámetro de inmediata utilidad Arroja valores de parámetro de inmediata utilidad diagnóstica.diagnóstica.– Integración, segregación, inteligibilidad, profundidad, control, Integración, segregación, inteligibilidad, profundidad, control,

centralidad, caminabilidadcentralidad, caminabilidad• Análisis local, análisis global y relaciones entre ambos Análisis local, análisis global y relaciones entre ambos

niveles.niveles.• Ligado a problemáticas socioculturales y de cognición.Ligado a problemáticas socioculturales y de cognición.

Grafo justificadoGrafo justificado

Análisis axialAnálisis axial

Grafos de visibilidadGrafos de visibilidad

Grafos de visibilidad

Grafos justificadosGrafos justificados

RecursosRecursos

• Software específicoSoftware específico– Autómatas celulares, modelos basados en agentes, Autómatas celulares, modelos basados en agentes,

dimensión fractal, sintaxis espacial, sistemas-L, dimensión fractal, sintaxis espacial, sistemas-L, shape grammarsshape grammars, análisis y diseño diverso., análisis y diseño diverso.

• Software genérico – Captura y conversión de Software genérico – Captura y conversión de datosdatos– FreeCADFreeCAD

• Versión de uso libre de diseño asistido por computadoraVersión de uso libre de diseño asistido por computadora

– WinTopo – Raster to CADWinTopo – Raster to CAD• Programa de conversión de bitmaps (escaneados) a DXFPrograma de conversión de bitmaps (escaneados) a DXF

Referencias básicasReferencias básicas

http://carlosreynoso.com.arhttp://carlosreynoso.com.ar

Páginas específicas - Vínculos

• Blog del curso• Herramientas para el diseño y el análisis de la ciudad

compleja [Libro]• Cognición y Percepción visual – Parte 1• Cognición y Percepción visual – Parte 2• Cognición espacial – Mapas cognitivos• Sintaxis espacial – Introducción

– Estudios de casos aplicados a museos y galerías• Sintaxis espacial – Técnicas y medidas• Sintaxis espacial – Herramientas • Sintaxis espacial y cognición• Bibliografía de sintaxis espacial

ReferenciasReferencias

• Severos Severos requerimientos de requerimientos de demarcacióndemarcación– Ciencia compleja o Ciencia compleja o

discurso de discurso de divulgación sobre el divulgación sobre el pensamiento pensamiento complejo.complejo.

– Absoluta Absoluta improductividad improductividad instrumental.instrumental.

Referencias

• Reynoso, Carlos. 2006. Complejidad y caos: Una exploración antropológica. Buenos Aires, Editorial Sb.

¿Preguntas?¿Preguntas?

Carlos ReynosoCarlos ReynosoUNIVERSIDAD DE BUENOS AIRESUNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

http://carlosreynoso.com.arhttp://carlosreynoso.com.ar

http://www.modelos-cognitivos-de-complejidad.blogspot.com/ http://www.modelos-cognitivos-de-complejidad.blogspot.com/