El diseño robotizado, ¿enemigo o aliado?

Nota del editor: Esta nota se publicó originalmente en la edición de enero de 2018 de la revista Obras,  El diseño robotizado, ¿enemigo o aliado?, publicada exclusivamente en versión digital; búscala aquí 

La posibilidad de que los robots comiencen a desempeñar tareas creativas en la arquitectura está cada vez más cerca y se suma a los avances de diseño y construcción digitalizados, que no son nuevos pero están en un momento clave gracias al acelerado desarrollo de la inteligencia artificial, con la promesa de mejor calidad, más sustentabilidad, menos costo, reducción de riesgos, ciclos más largos de vida e, incluso, un mantenimiento más eficiente, entre otras bondades.

Pero ¿qué sucederá con los arquitectos?, ¿serán desplazados por los procesos de automatización y la posibilidad del diseño generativo?, ¿cómo competirán en la nueva invención de su profesión y del propio mercado?

En entrevista con Obras, Matthias Kohler, director del nuevo Centro Nacional de Competencias en la Investigación (NCCR, por sus siglas en inglés) de Fabricación Digital en Suiza, señala la que podría ser la única diferencia entre el arquitecto y la máquina de pensar (machine learning): la creatividad. El directivo expresa: "Puede sorprender el diseño computacional y los nuevos enfoques de datos de cómo la máquina y la realidad virtual conducen a lo que se ejecuta por fabricación robótica".

Y agrega: "Si se resuelven problemas creativos de forma autónoma, prearreglos de maneras que los humanos no imaginan, los robots podrán emprender labores creativas. La inteligencia artificial ayudará a los robots a completar tareas y resolver problemas que no han encontrado antes, basándose en el conocimiento y la experiencia del pasado".

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Algunos ven esa posibilidad como una amenaza. Roberto Saint Martin, fundador de Robotix, la escuela mexicana de robótica para niños más grande América Latina, menciona, por ejemplo, que hay dos perspectivas respecto al desarrollo de los robots: la optimista, que argumenta que el hombre siempre ha usado la tecnología para ampliar sus capacidades, lo que haría que el ser humano dejara trabajos peligrosos, como estar arriba de una estructura de muchos pisos, y la negativa, en que las máquinas sustituyen a los trabajadores, lo que generaría desempleo.

_{La idea es optimizar, ahorrar recursos y reducir daños ambientales.}

Los especialistas coinciden en que esta última "es una idea equivocada o errónea de lo que sucede o sucederá… Los arquitectos claramente tendrán un conjunto de habilidades diferentes o ampliadas en el futuro, pero que no los harán desaparecer", aprecia Matthias Kohler.

Si bien el desarrollo de sistemas de manejo de datos, la automatización y robótica no desplazarán en el corto plazo a los arquitectos, es un hecho que comienzan a imponer un nuevo perfil de puesto dentro de la arquitectura.

Páginas de bolsas de trabajo como Networkers, plataforma de reclutamiento para el sector tecnológico, ya solicitan arquitectos especialistas en inteligencia artificial (AI).

La descripción del perfil detalla: "Buscamos un profesional para incorporarse al equipo de arquitectura con experiencia en implantaciones de tecnologías relacionadas con la inteligencia artificial (AI), que ayude en la evolución de la arquitectura y la plataforma tecnológica desde el punto de vista de procesos y herramientas necesarias para facilitar la implantación de modelos basados en AI/ML (machine learning) tanto en entornos informacionales/big data como en entornos operacionales".

En el campo específico de la robótica, Jan Dierckx, analista de sistemas de la firma Foster + Partners, expresa que el descubrimiento de la robótica ha sido el desarrollo más emocionante de los últimos años.

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"Históricamente, los robots han sido muy fuertes y rápidos, pero se ven como dispositivos peligrosos que se colocan en jaulas de seguridad, lejos del contacto humano".

Sin embargo, los desarrollos recientes "han permitido que algunos brazos robóticos detecten el contacto por medio de sensores que los hace más seguros para interactuar con los humanos. Mi equipo usa nuestro robot de una manera diferente todos los días, y simplemente se sienta en un escritorio que le permite ser flexible y más versátil como instrumento de investigación y colaboración".

El diseño generativo

En la línea del tiempo, el restirador y el estilógrafo fueron suplidos por el software CAD y éste fue superado por BIM, pero ante la ola del desarrollo en el proceso de datos, todo parece rebasado. La investigación y el desarrollo ahora se centran en ofrecer múltiples soluciones con base en la experiencia acumulada, que no es sino el cúmulo de datos almacenados y procesado bajo ciertos criterios.

Autodesk, uno de los proveedores más activos de CAD y BIM, ya desarrolla una interfaz basada en la investigación de inteligencia artificial y la simulación de fenómenos complejos llamada Dreamcatcher, que busca "una participación activa del software en la invención de la forma", se lee en la descripción que hace la empresa de esta plataforma, y que no es más que la posibilidad de realizar diseño generativo.

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_{Ahora se trata de programar el mundo físico, ya no solo el virtual como ocurrió al inicio. Fotos: Cortesia Gramazio Kohler Architects/Ralph Feiner}

La esencia de Dreamcatcher radica en la posibilidad de generar múltiples opciones de diseños, a partir de su amplia base de datos, una vez que se establecen ciertas restricciones, como especificaciones de las necesidades o requisitos del cliente, tipos de material, métodos constructivos, criterios de modelajes y restricciones del costo. Con esa información la interfaz es capaz de producir varios modelos que satisfagan los requerimientos y que, incluso, contengan el presupuesto que requiere cada solución.

La tarea del diseñador entonces, observa la firma desarrolladora, ya no se centraría en el delineamiento de la forma, sino en resolver problemas de definición o ajustar los objetivos para generar un resultado más preciso.

Humanos, capital siempre rentable

En su estudio The Future of Jobs (2016), el Foro Económico Mundial (WEF) prevé que hacia 2020, es decir, en menos de tres años, se habrán perdido 7.1 millones de empleos a causa del desplazamiento provocado por las soluciones que ofrecen la robótica, la nanotecnología y, por supuesto, la inteligencia artificial en diferentes áreas, pero en el caso particular de la arquitectura y la ingeniería, el WEF prevé un crecimiento en el empleo más que un desplazamiento, "impulsado por la impresión en 3D, la eficiencia sustentable en el manejo de los recursos y la robótica, actividades que demandan de forma continua y acelerada habilidades tecnológicas y especialistas para crear y administrar los avances y los sistemas de producción automatizada".

El WEF calcula en su estudio de 2016 que la fuerza laboral del sector de la arquitectura y la ingeniería asciende a 12.5 millones de empleados, y para 2020 estima que sumarían apenas 339,000 empleos.

En México prevé una tendencia creciente de empleo en la arquitectura y la ingeniería, que por ahora es de 633,000 puestos de trabajo, según sus cálculos.

Los generadores de cambio que se prevé incidirán en este país en los próximos dos años son el cambio de la naturaleza del trabajo, la flexibilidad laboral, el big data y el procesamiento de datos, así como el internet de las cosas.

_{La inteligencia artifi cal permitiría tener varias soluciones de diseño y perfeccionarlas. Foto: Cortesia ICD:ITKE:IIGS Universidad de Stuttgart}

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El WEF recomienda invertir en reencauzar las habilidades de los empleados actuales, captar el talento femenino, impulsar la movilidad y la rotación laboral, ofrecer capacitación, co laborar con instituciones educativas, enfocarse en el talento de las minorías, atraer talento extranjero y hacer equipo con otras industrias del sector.

La evolución del mercado

La inteligencia artificial y la robótica no solo cambian las tareas tradicionales de las profesiones y el perfil de sus profesionistas al requerir empleados más calificados, también es una alerta en el mercado que si no amenaza con desplazar a los arquitectos, sí lo hace con las empresas menos preparadas.

"La industria de la construcción siempre se ha movido a paso lento, pero creo que las personas deberían considerar una oportunidad para delegar tareas laboriosas y aburridas a los robots, permitiendo a los humanos dedicar su tiempo a actividades más creativas", estima Jan Dierckx, analista de sistemas y parte de un equipo de investigación y desarrollo interno en Foster + Partners, una de las firmas globales más activas en el terreno de la investigación tecnológica aplicada a la arquitectura.

"La inteligencia artificial y una ciudad más conectada pueden ayudarnos a vivir, trabajar y movernos de una manera más eficiente, integrada y ecológica; podríamos enviar robots a áreas remotas o sitios de desastre para desplegar rápidamente refugios de emergencia o viviendas permanentes con impresión 3D", considera.

Para Jan Dierckx, "la robótica, y principalmente el robot humano, permitirá a las personas lograr más, ya que combina la creatividad y la inteligencia de los humanos con la velocidad, precisión y confiabilidad de la robótica".

Además, la adopción de las nuevas tecnologías dentro de las oficinas se impone con urgencia en las naciones en desarrollo como México, donde las empresas globales de arquitectura ya han llegado para ofrecer soluciones más precisas y eficaces.

Firmas como Foster + Partners, Zaha Hadid Architects y Gensler son solo algunas con presencia en México que llevan enorme ventaja en el trabajo con diseño paramétrico y tecnología BIM, por ejemplo.

Foster está a cargo, junto con el despacho mexicano FR-EE, de la construcción del Nuevo Aeropuerto Internacional de México, y la firma que creara Zaha Hadid diseñó la torre Bora, que estará en Santa Fe.

Jan Dierckx piensa que "es especialmente importante que los arquitectos piensen y diseñen en 3D en lugar de limitarse a planificar, seccionar y elevar, y que investiguen continuamente nuevos materiales y técnicas de fabricación para construir sus diseños. En Foster + Partners contamos con un equipo dedicado a esto, lo que permite a nuestros edificios estar a la vanguardia de la arquitectura".

La construcción digital

Kohler, autor del libro The Robotic Touch: How Robots Change Architecture (Park Books, 2014), comenta que en Gramazio & Kohler ahora trabajan en el desarrollo de nuevas formas de construcción y sistemas constructivos basados en la idea de que "la cultura de construcción digital debe ser una cultura de construcción más sostenible".

Kohler señala como ejemplo la instalación Rock Print, en la que trabajan con grava suelta y cuerda. "No se usan materiales inteligentes sintéticos. Es simplemente un proceso digital inteligente y su ejecución robótica que 'transforma' un material de construcción que ha existido durante miles de años".

El arquitecto e investigador de origen sueco menciona que su interés especial radica en combinar datos y materiales y las implicaciones que esto tiene en el diseño arquitectónico.

"La posibilidad de fabricar directamente componentes de construcción descritos en la computadora expande no solo el espectro de posibilidades de construcción, sino que, mediante la implementación directa de material y lógica de producción en el proceso de diseño, establece una expresión arquitectónica única y una nueva estética".

Al servicio de la sostenibilidad

Matthias Koehler y Fabio Gramazio han realizado numerosos diseños ganadores de premios. Sus proyectos actuales incluyen el diseño de la plataforma de investigación NEST Empa, un laboratorio sobre el trabajo y la vida en el futuro para la construcción de edificios sostenibles. Esto abarca desde instalaciones prototipo 1:1 hasta el diseño de rascacielos de fabricación robótica.

En el edificio de Empa y Eawag NEST, en Dübendorf, Suiza, ocho profesores de ETH Zurich colaboraron con socios comerciales para construir la casa DFAB de tres pisos con robots que construyen muros e impresoras 3D que imprimen encofrados enteros para losas.

NEST ofrece una estructura de soporte central con tres plataformas abiertas, donde se pueden instalar proyectos de construcción individuales, conocidos como unidades de innovación.

La DFAB HOUSE no solo fue diseñada y planificada digitalmente, también se construyó utilizando procesos predominantemente digitales.

Con este proyecto piloto, los profesores de ETH examinan cómo la tecnología digital puede hacer que la construcción sea más sostenible y eficiente, y aumentar el potencial de diseño. Los componentes individuales se coordinaron digitalmente en función del diseño y se fabrican directamente a partir de estos datos. La fase de planificación convencional ya no es necesaria.

A partir del verano de 2018, el edificio de tres pisos, con una superficie de 200 m2, servirá como espacio residencial y de trabajo para los investigadores invitados y socios de Empa y Eawag de NEST.

Esta investigación se centra en las técnicas de fabricación digital aditiva que se utilizan para construir componentes arquitectónicos no estandarizados. En pocas palabras, la fabricación aditiva se puede describir como un proceso de impresión tridimensional.

Al colocar el material con precisión se entrelazan cualidades funcionales y estéticas en una estructura, explica Kohler. Según el líder del Center for Bits and Atoms del MIT, Neil Gershenfeld, se trata de la nueva revolución digital, "basada en las mismas ideas que condujeron a la digitalización de la comunicación y computación, pero ahora lo que se programa es el mundo físico en vez del virtual".

La manufactura aditiva, como se le conoce al uso de estas máquinas en la industria, ha demostrado sus ventajas en la reducción de costos y tiempos, así como en la personalización de objetos. Su implementación cada vez es más popular, gracias a la diversificación de materiales con los que se trabaja.

En México, la única escuela de arquitectura con esta especialidad es la Universidad Anáhuac, que cuenta con el primer FabLab, un laboratorio de fabricación con máquinas controladas por computadora que cubren una amplia gama de producción a distintas escalas y con distintos materiales para producir casi cualquier cosa.

Bernardo Gómez-Pimienta, considerado por el Colegio de Arquitectos como uno de los pioneros en este tema dentro del país, asegura que en México "estamos apenas en pañales".

Y agrega: "La industria de la construcción es muy artesanal, salvo muy pocos ejemplos... La mayoría de las construcciones todavía se hacen igual que en la época de Babilonia". Pero el arquitecto mexicano piensa que esto tendrá que cambiar, pues no hay forma de que no pase. "No puedes luchar contra la tecnología".