Estudo apoiado pelo CeMEAI e Rede IARA simula usos de solos para apontar soluções
O autor do trabalho intitulado “An agent-based approach to procedural city generation incorporating Land Use and Transport Interaction models” é o aluno Luiz Fernando Silva dos Santos, do Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos. Ele é orientado pelo professor e pesquisador principal do CEPID-CeMEAI, André Carlos Ponce de Leon Ferreira de Carvalho, também coordenador da Rede IARA, um dos maiores projetos brasileiros de Inteligência Artificial em Cidades Inteligentes.
Neste estudo, ambos desenvolveram um modelo computacional que usa IA para planejar assentamentos como zoneamento e acessibilidade em uma rede viária. Este projeto é uma parceria com o Prof. Claus Aranha, da Universidade de Tsukuba, no Japão, que possui grande experiência em vida artificial e planejamento de cidades. Para o prosseguimento de seu trabalho, o Luiz Fernando foi aceito para cursar o mestrado na Universidade de Tsukuba.
Um mapa da cidade de São Carlos, no interior de SP, foi utilizado para apoiar as simulações. “Aplicamos o conhecimento das configurações urbanas estabelecidas com o estudo dos modelos de Uso da Terra e Interação de Transporte (LUTI) para desenvolver funções de recompensa para um sistema baseado em agentes capaz de planejar cidades artificiais realistas”, explicou Luiz Fernando.
Ainda segundo a proposta da pesquisa, o sistema visa replicar em microescala os principais componentes de assentamentos reais, como zoneamento e acessibilidade em uma malha viária. “Além disso, propomos uma nova representação para o ambiente do agente que combina eficientemente o grafo rodoviário com um modelo discreto para o terreno. Nosso sistema começa a partir de um mapa vazio que consiste apenas no gráfico da rede rodoviária, e o agente o expande gradualmente construindo novos locais enquanto distingue os usos da terra entre residencial, comercial, industrial e recreativo”.
O modelo pode ser entendido como um simulador de cidades, bastante comum em vários jogos como o SimCity, por exemplo. “A intenção é que os usuários do sistema consigam usar os dados reais para realizar planejamentos de construções otimizados que contemplem necessidades não apenas dos moradores, mas também de sustentabilidade, do setor público, de empresários e de todos que irão conviver naquele local. Além da análise de solo, o estudo também se dedicou à rede viária, podendo, dessa forma, contribuir com a proposta e estudo de cenários, definidos no sistema por parâmetros, que permitam o crescimento de uma determinada localidade, observando características de relevo e geográficas, para que sejam obtidos resultados satisfatórios para todos os agentes envolvidos”.
O autor da pesquisa lembra ainda que uma das principais contribuições idealizadas neste modelo de código aberto, que permite simular diferentes cenários por diferentes usuários, é evitar intervenções que não levem em consideração as reais necessidades dos habitantes. “Os parâmetros permitem o estudo de um grande número de variações, pois cada intervenção pública tem um determinado propósito, e cada cidadão um desejo específico. Eu posso ser um morador, por exemplo, que gostaria de um supermercado ao lado de casa, mas o comerciante está pensando em um público-alvo diferente. Já o empresário, em um trajeto facilitador. Então, equilibrar esses vários ótimos acaba sendo o maior desafio. O modelo consegue olhar essas situações de cima para baixo”, explicou.
Contribuições para a Rede IARA
O coordenador da Rede IARA e orientador dessa pesquisa, junto com o Prof. Claus Aranha, observou que se trata de mais uma relevante contribuição para esse amplo projeto cuja principal premissa é estimular a criação de cidades inclusivas e sustentáveis em forte consonância com os objetivos de desenvolvimento sustentável definidos pelas Nações Unidas. “Preconizamos o uso responsável dos modelos de Inteligência Artificial, de forma ética, justa, não preconceituosa e transparente”, explicou André Carlos Ferreira de Carvalho. “ Toda contribuição voltada para a melhoria da qualidade de vida em ambientes urbanos e rurais é bem-vinda”.
Sobre o CeMEAI
O Centro de Ciências Matemáticas Aplicadas à Indústria (CeMEAI), com sede no Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC) da USP, em São Carlos, é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) financiados pela FAPESP.
O CeMEAI é estruturado para promover o uso de ciências matemáticas como um recurso industrial em três áreas básicas: Ciência de Dados, Mecânica de Fluidos Computacional e Otimização e Pesquisa Operacional.
Além do ICMC-USP, CCET-UFSCar / IMECC-UNICAMP / IBILCE-UNESP / FCT-UNESP / IAE e IME-USP compõem o CeMEAI como instituições associadas.
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Por Raquel Vieira – Comunicação CeMEAI
