En GoTo, enseñamos a nuestras neuronas, XGBoos, SVM y otros bosques aleatorios, y aquí nos llegó algo: hablamos mucho sobre tecnología y casi nada sobre áreas en las que se pueden aplicar.

Decidimos corregir este descuido mediante una serie de artículos en los que hablamos sobre diferentes áreas con cantidades inesperadamente grandes de datos, tomamos entrevistas con analistas y desarrolladores, hablamos de proyectos que decidimos intentar hacer en la escuela, etc.

Y comenzaremos con algunas áreas exóticas: urbanismo y arquitectura.

Si desea conocer los detalles, lea la entrevista con el director técnico de la compañía analítica Habidatum y el curador de proyectos de programación y arquitectura de MARCHI: le invitamos a cat.

Estudios urbanos

Comencemos con el urbanismo.

Los estudios urbanos son una ciencia que estudia el desarrollo de varios sistemas urbanos (transporte, infraestructura peatonal, ecología, atención médica y otros), su interacción entre ellos y con los residentes de la ciudad.

Los analistas en esta área recopilan datos de una gran cantidad de fuentes: por ejemplo, datos sobre el movimiento del transporte público, datos de operadores móviles, servicios sociales. redes, y úselas para estudiar el funcionamiento del entorno (quién lo usa y cuándo, qué calles son las más cargadas, etc.) y para predecir su comportamiento después de las innovaciones. Todo lo que se mueve y no se mueve en las calles de la ciudad es objeto de estudio para los urbanistas.

Vadim Smakhtin, Director Técnico de Habidatum, una compañía analítica, le dará más información sobre esta área.

Entrevista: Vadim Smakhtin

Conocido

Entonces comencemos. ¿Cuéntanos quién eres y qué haces?

Mi nombre es Vadim, soy el director técnico de Habidatum. Diseño varios sistemas, servicios y dispositivos para trabajar con datos. Durante más de cinco años he estado desarrollando software para visualización y análisis de datos relacionados con temas urbanos. A veces participo directamente en proyectos analíticos.
De hecho, en la empresa soy una "capa" entre programadores y urbanistas.

Cuéntanos sobre Habidatum. Que estas haciendo

Mis amigos y yo fundamos Habidatum hace unos cinco años. Tanto entonces como ahora estamos involucrados en análisis de datos para arquitectos y urbanistas que tienen preguntas sobre las características del funcionamiento del medio ambiente. Si quieren saber cómo se utiliza el medio ambiente, cómo responderá a las innovaciones (construcción de nuevos edificios, alteración de la calzada en una zona peatonal ...), cómo optimizar su uso, etc., se acercan a nosotros. Además, recientemente hemos estado vendiendo nuestro software analítico.
Como CTO, soy responsable de la arquitectura y especificación de nuestras soluciones de software y superviso su desarrollo. Ahora tenemos una línea completa de productos internos y externos, uno de los cuales es el sistema de visualización de datos Chronotope.

Cronotopo

¿Qué es el cronotopo?

Este software es para arquitectos y urbanistas, que necesitan analizar diferentes flujos de datos no solo en el aspecto espacial, sino también temporal. Hemos desarrollado métodos, como un cubo espacio-tiempo, que le permiten hacer esto sin dolor.
Además, Chronotope también es utilizado por empresas que necesitan proporcionar acceso a sus datos a analistas y a la prensa, pero que no pueden hacerlo directamente por razones de privacidad. En cualquier caso, cuando no puede compartir datos en bruto, ayudamos a los clientes a crear visualizaciones listas para usar.

¿Hay análogos del cronotopo?

Un cronotopo es un sistema bastante específico, por lo que es muy difícil hablar de competidores directos. Hay sistemas SIG como QGIS y ArcGIS, hay sistemas de visualización de datos, como "Tableau"; Hay paquetes analíticos que no tienen su propia visualización, y prácticamente no hay productos que combinen ambas funciones. Por supuesto, hay ArcGIS que incluso lanzaron su cubo de espacio-tiempo, pero lo tienen estático, por lo que la funcionalidad es extremadamente limitada. Además, tienen esta aplicación de escritorio, y todo funciona para nosotros en la nube.

Pero debe comprender que básicamente no vendemos Chronotope como un producto separado. Lo utilizamos principalmente como una venta de acceso a datos con una gran funcionalidad para el análisis. Esta es una idea bastante innovadora, parece que ya nadie lo hace. La idea es que tenemos algunas fuentes de datos de socios con los que tenemos un acuerdo (por ejemplo, operadores móviles u operadores de datos fiscales), y vendemos a los diseñadores acceso a ellos no en forma cruda, sino en la interfaz. Por lo tanto, nuestro modelo de negocio con respecto a Chronotope es un modelo híbrido de venta de software y datos juntos. Sí, otras compañías tienen su propio mercado de fechas, pero allí solo obtienes fragmentos de datos que no están sincronizados en el tiempo, y aquí obtienes todo en una forma conveniente y alineada entre sí en el tiempo y el espacio.

¿Hay modelos matemáticos o estadísticos en el Chronotope o se trata solo de visualización?

Inicialmente, sí, solo se trataba de visualización. Por supuesto, había algunas estadísticas básicas, pero nada de eso. Pero ahora, después de que logramos lanzar con éxito el motor de gráficos en la nube, le aplicamos un sistema de detección de anomalías, que indica al analista lugares interesantes a los que vale la pena prestarles atención. El sistema también tiene una API abierta que le permite escribir sus propios detectores. Esto todavía es algo bastante experimental, pero el lanzamiento llegará pronto.
También ahora estamos tratando de usar el "Cronótopo" para modelar el comportamiento del entorno, analizar los post-efectos y predecir construir un cubo espacio-tiempo.

¿Post efectos?

Los efectos posteriores son cambios en el estado del entorno después de la ejecución de algunas decisiones de diseño. Por ejemplo, aquí instalamos un café en este punto y queremos predecir cómo esto afectará el flujo de personas en el distrito, las ganancias de otros negocios y más. Es decir Realizamos un cambio en el sistema y observamos los cambios en todos sus indicadores.

¿Puedes hablar de tu pila?

El motor de renderización en sí está escrito en los profesionales, utilizamos activamente sombreadores CUDA y OpenGL que dibujan un volumen de vóxel. El respaldo está escrito principalmente en Python (Django). Por supuesto, quizás esta no sea la mejor decisión de diseño, sino porque Al principio tratamos de minimizar el umbral para los nuevos desarrolladores, Python parecía la mejor opción. Por supuesto, Python es conveniente para escribir módulos analíticos, pero escribir toda la infraestructura en él es bastante extraño. Ahora estamos utilizando una infraestructura de microservicio, por lo que muy pronto reescribiremos los módulos de servicio. En la parte frontal, todo es bastante estándar, excepto, probablemente, TypeScript, que presentamos en una de las primeras versiones de lanzamiento. De frameworks - React y Redux

Departamento analítico

¿Qué tipo de investigación lleva a cabo el departamento analítico?

Básicamente, este es un análisis de las funciones del territorio, a qué hora trabajan, análisis de sociodemografía en el territorio, qué tipo de personas y cuándo consumen el territorio, análisis de flujos financieros, cuánto gastan las personas y en qué períodos de tiempo, e intentos de construir mapas mentales, qué piensan las personas sobre el territorio como dicen de ella y demás.

¿Puedes decir un par de ejemplos?

En principio, todos los proyectos están en nuestro sitio web, allí puedes ver más detalles.

A partir de cosas interesantes, hicimos análisis para varias áreas de Londres, donde estudiamos la dependencia del valor de la tierra y los apartamentos del comportamiento de las personas en las calles, sus revisiones de las instituciones locales, etc. Esto le permite determinar los factores más importantes cuando una persona elige un lugar para vivir y mejora la calidad de las nuevas áreas.

Hay proyectos para eventos deportivos . Aquí estamos comprometidos en la coordinación espacio-temporal. Por ejemplo, si tenemos una coincidencia con una gran cantidad de fanáticos, entonces podemos entender cómo podemos separar a la población local en el espacio y el tiempo. Esto le permite aumentar la densidad del uso del espacio y, por supuesto, evita conflictos.

Hay un proyecto en Dubai donde investigamos datos móviles y observamos cómo se pueden analizar los diferentes patrones de comportamiento humano en función de ellos. Como, por ejemplo, el patrón de comportamiento dentro del centro comercial es diferente del área residencial.

¿Qué tipo de personas trabajan los analistas para usted?

Básicamente, todos los analistas son geógrafos o personas que se graduaron de la Escuela Superior de Urbanismo. También hay arquitectos que a menudo participan en la gestión de proyectos. Todas estas personas no necesariamente saben programar, pero tratamos de desarrollar una atmósfera en la que las personas estarán más cerca de la tecnología: desarrollamos la comunicación entre desarrolladores y analistas. Esto le permite "untar" el examen un poco, por lo que es mucho más fácil para las personas detectar errores y problemas a su nivel. Y, por supuesto, los desarrolladores no pueden desarrollar un sistema para visualizar datos, cuya naturaleza no comprenden en absoluto.

¿Los programadores participan en el trabajo de los analistas?

Se dedican principalmente al desarrollo de herramientas. Aunque, por supuesto, tenemos un equipo de investigación de fechas que se está desarrollando para las necesidades de los analistas para proyectos específicos. Es decir Los analistas miran el proyecto, lo analizan a través del kit de herramientas y luego compilan una descripción técnica si necesitan hacer algo más allá del alcance.

Por ejemplo?

Hay análisis de sentimientos, word2vec para buscar sinónimos, modelado de temas y otros PNL. Esto, por supuesto, no es algo súper avanzado, pero nuestro trabajo no consiste tanto en desarrollar métodos innovadores como en el uso de algoritmos listos para las necesidades de la ciudad y la construcción. Por lo tanto, también estamos buscando desarrolladores en el departamento de citas, aquellos que estén interesados ​​en los estudios urbanos y todo lo relacionado con ellos. Sería difícil para nosotros trabajar, por ejemplo, para personas aficionadas al aprendizaje automático deportivo, en las que la naturaleza de los datos casi no es importante. Nuestras tareas no consisten en eliminar el porcentaje adicional del modelo, sino en comprender los detalles de los datos, por lo que es importante interesarse en el tema y la capacidad de comunicarse con especialistas relevantes.

En general, ¿cuánto deben poder programar los analistas si tiene comandos especiales para esto?

Por supuesto, siempre tuvimos la idea de crear una especie de soldado universal que pueda programar y analizar, pero en general este concepto no funciona del todo. De todos modos, el equipo al final es equilibrado, por lo que las personas que programan mejor, programan más, aquellos que escriben historias bien basadas en datos, escriben historias. Pero en general, por supuesto, sí, la programación no hará daño a nadie. Es más fácil calcular algunas estadísticas usted mismo o hacer un preprocesamiento de datos simple, la única pregunta es cuánto tiempo dedicar a esto.

¿Dónde le aconsejas al futuro analista del mundo de los estudios urbanos que vaya a estudiar?

Tenemos una gran cantidad de niños de la Escuela Superior de Estudios Urbanos. No sé cómo es desde el punto de vista de la programación, pero desde el punto de vista de la educación urbana, esta es una buena educación. Bueno, para la programación, hay una gran cantidad de cursos en línea y solo cursos.
Desde el punto de vista del programador, me parece que puede ir a cualquier escuela que analice datos (como ShAD, por ejemplo), obtener los conceptos básicos de aprendizaje automático y estadísticas allí, y luego comenzar a hacer algún tipo de proyectos relacionados con la ciudad.

Arquitectura

Pero no solo el urbanismo, camaradas.

La arquitectura también tiene una serie de tareas en las que TI simplifica enormemente la vida. Estas son tareas relacionadas con el estudio de la operación de edificios y tareas de diseño automático.

Sobre esto le diremos al Profesor Asociado del Centro Científico y de Formación en Arquitectura y Tecnología de Computadores MARCHI Milan Stankevich.

Conocido

Cuéntanos quién eres y qué haces.

Arquitecto, Maestro de Arquitectura,
Profesor Asociado del Centro Educativo y Científico de Arquitectura e Informática MARCHI.
Miembro de la Unión de Arquitectos de Moscú.
Curador de Intensivos-Pro "Diseño Algorítmico y Producción Digital" en MARZO
Arquitecto jefe de proyectos en Tsimailo-Lyashenko and Partners.

Me dedico principalmente al diseño de edificios y todo lo que se puede llamar arquitectura.
Jefe de tesis de maestría en el Instituto de Arquitectura de Moscú.

Todo lo que está arriba es formalidades.

De hecho, trabajo dentro de la oficina de arquitectura en un equipo de arquitectos en varios proyectos. Principalmente edificios residenciales y públicos. Además de las soluciones arquitectónicas, nos dedicamos al modelado de información de edificios. Como parte del trabajo con los estudiantes, con mayor frecuencia participamos en proyectos de investigación relacionados con el uso de herramientas digitales, tanto en el proceso de diseño como en los conceptos mismos.

¿Por qué te convertiste en arquitecto?

Ingresé a la arquitectura por consejo de familiares, pero solo en el tercer año me di cuenta de qué tipo de arquitecto quiero ser, después de ingresar al grupo al profesor alemán. Michael Eichner.
Además, como invitado en Múnich, Barcelona, ​​Rotterdam, Delft, Londres, es decir, en las escuelas de arquitectura ubicadas allí, me impresionaron mucho las ideas y la visión del mundo de las escuelas locales.

¿Por qué decidiste hacer TI en arquitectura? ¿Qué te atrae de esto?

Muy simple
Estoy interesado en las causas fundamentales de ciertos procesos y por qué están tan organizados. Por lo tanto, en un momento en que todos estaban interesados ​​en el resultado obtenido en 3Ds max, por ejemplo, (visualización espectacular), parecía que era mucho más importante descubrir por qué y cómo una computadora modela una forma tridimensional particular, por qué se digitaliza de esta manera. En este momento, Rhinoceros 3D comenzó a mostrar un interés creciente, donde la alfabetización de la construcción de formas geométricas está indisolublemente unida a la comprensión de la lógica del programa en sí.

Sobre el INFIERNO en arquitectura

Descubrimos por qué programar para urbanistas. ¿Y por qué es para arquitectos?

Esta pregunta se responde mejor con ejemplos.
En general, sin el conocimiento y la comprensión de los principios de programación, no es tan fácil para los arquitectos comprender las capacidades de la tecnología informática, la configuración, por ejemplo, y cómo una computadora modela un entorno tridimensional, procesa la información.

Algunos ejemplos de aplicación:
http://www.zha-code-education.org/
http://drl.aaschool.ac.uk/portfolio/osteobotics-3/

En general, en el proceso de diseño, los arquitectos se enfrentan a todo tipo de datos e información que necesitan. La arquitectura como profesión requiere trabajar con parámetros cuantitativos y cualitativos, porque hay tantas escalas y niveles en los que la programación tiene y puede tener lugar.

Lo más claro sobre la programación en arquitectura es muy probable que pueda decir
Michael Hansmeyer
o Mark Burri .

Por el momento, hay más y más direcciones en la actividad arquitectónica en la que se lleva a cabo la programación.
La arquitectura funciona con plantillas, elementos y bloques, por lo que al diseñar, la interacción entre "patrones" o plantillas se presta muy bien a las tareas de programación, lo principal es saber cómo formalizar las tareas.

¿Qué área de investigación le interesa más en la intersección de programación y arquitectura? Cuéntanos sobre proyectos interesantes en tu área.

Análisis de datos ambientales y la adaptación de elementos arquitectónicos a las necesidades individuales si en general.

De las áreas de interés, podemos distinguir aquellas que están involucradas en algunas de las empresas europeas.

La empresa Unsense está comprometida en una dirección interesante. Están explorando las posibilidades de integrar la tecnología digital en la arquitectura para conectar esto de alguna manera con los sentimientos humanos.

O un proyecto para Londres , que propone hacerlo más peatonal. Toda la parte analítica permitió identificar el "patrón" final de las zonas peatonales en la ciudad y encontrar espacios antiestéticos para mejorarlos.

¿Tiene alguna idea con respecto a la aplicación de tecnologías de TI en la arquitectura, que aún no han llegado a las manos?

Si en general: modelado de partículas y formación espacial teniendo en cuenta los flujos de energía y los estados emocionales. Una combinación compleja de conocimiento para modelar la dinámica de los fluidos (partículas), el análisis del entorno y el uso efectivo y cómodo del espacio para cada persona.

Pero en particular, ahora el tema cubierto en mi disertación está más interesado, a saber, la renovación de los barrios residenciales de poca altura y su transición a un entorno inteligente "regenerado". En la práctica, este es el uso efectivo de elementos arquitectónicos en una ciudad inteligente, la conexión de Iot (internet de las cosas, Industria 4.0 con las capacidades de los edificios residenciales existentes, la autoorganización de la sociedad, la participación de los residentes en la arquitectura de la renovación de sus casas)

¿Pueden los programadores comunes ayudarlo con su investigación?

Pueden, si los arquitectos se dan cuenta de que los programadores mismos pueden. Hasta ahora, este entendimiento es muy pequeño, al menos en la Federación de Rusia.
Más específicamente, es necesario diferenciar las tareas del arquitecto.

Algunos, conceptuales y analíticos , ayudan a tomar decisiones donde se requiere la recopilación y el análisis de datos, es decir. consideración de la información inicial sobre el sitio o área de diseño. Hay muchas subtareas para el análisis, dependiendo de la escala, la planificación de la ciudad es un nivel o bastante elemental, el nivel de un tirador de puerta.

Otros conceptos y técnicas son cálculos preliminares, conclusiones que permiten tomar una decisión, cálculos constructivos, cálculos climáticos y de otro tipo, flujos humanos, indicadores económicos, etc.

- — , , , .. .

— ( , ..) , , ).
, .

.
, , . , , , — .

, , .. , , , , ..

?

.
. , .

.
4 , . 1,2 — . . 3dsmax.
3 — , , , .
— .
.

? Como? Donde correr ? open-source / ?

, . , . , .
-, , IT .
.

-, , , open source , .
.
, .
, , .
IT https://www.smartgeometry.org/

ETH Zurich
ITKE
SciArch
MIT
AA School of Lonson, DRL
, IT.

, , , .
, :
PRO: , SimplexNoise, ShukhovLab, Softculture.
IT .

, .. , Grasshopper, Dynamo Revit. - , .
. 2011 — .

,
https://thinkparametric.com/
http://www.grasshopper3d.com/page/tutorials-1

http://designalyze.com/software/grasshopper
http://digitaltoolbox.info/ ..
www.lynda.com
.
,
https://provingground.io
https://kierantimberlake.com/
http://www.carloratti.com
http://www.co-de-it.com
https://theverymany.com/

?

— .
, , .
, ( ), , .
, ( ). , , ( ) . , , , .
. .

? ? ?

, , .
, .
, .
, .
.
— , , .

- .

.
“” “”, .
. . -.
.
, .
“”, , , , , , , .

— , , . Architecture 101.

, , , .
,

“ — . . .. 2006
—
— “ ++”,
Parametricism 2.0: Rethinking Architecture's Agenda for the 21st Century

— — .
Branko Kolarevic Architecture in the Digital Age: Design and Manufacturing

IT , AD .

GoTo?

GoTo .

, , Habidatum, , .

.

, , goto (). .

En general, fue increíblemente interesante, no entendimos completamente qué dirección queríamos, y espontáneamente junto con Olya decidimos participar en el último momento y enganchamos a Kirill con él) Y en general, fue genial, si la programación solía ser aterradora, ahora quiero entenderlo y comience a usar, hay una comprensión de lo que puede hacer en general y cómo actuar en las etapas iniciales. Es importante que los arquitectos comprendan cómo funciona la información y qué hay detrás de un sinfín de números. Gracias a este curso, comenzamos a comprender cómo funciona Python, de dónde descargar datos y, en general, cómo conectarlo con programas de tipo pasto y qué cosas útiles se pueden hacer). Fue difícil para mí porque no sé bien inglés, creo que fue muy interesante hablar con pyrogrammers. necesita comenzar a comunicarse desde el comienzo de la escuela)

Olya

Primero, obtuvimos porciones de la teoría sobre sintaxis, conceptos clave, operaciones en Python. Aprendimos más sobre cómo se construye Internet, sobre la relación entre proveedores y usuarios, cómo ocurre la interacción, por ejemplo, la transferencia de paquetes, claves.

Utilizamos el servicio Face API de Microsoft para hacer filtros para fotos. Aprendimos cómo obtener datos sobre los usuarios de la red social vk.com e intentamos analizar esta información en una muestra de estudiantes de la marcha, visualizándola de diferentes maneras: en forma de diagramas circulares, de columnas y de burbujas.

Nos familiarizamos con una gran cantidad de jóvenes motivados, lo que incentivó el desarrollo en el campo de la programación lo más rápido posible.

Proyectos

También realizamos varios proyectos relacionados con temas arquitectónicos o dirigidos a las necesidades de MARCHI. Aquí hay descripciones de algunos de ellos.

Modificación y generación de fachadas.

Imagínese que es un arquitecto y se le acerca un cliente que no sabe en absoluto qué casas le gustan y qué quiere exactamente del proyecto. Tú, con la conciencia tranquila, haces tu propia versión del diseño, pero después de pensarlo un poco, te envía a rehacer todo. Y ahora, después de 100 iteraciones, se acepta el proyecto con pena a la mitad. Imagine lo maravilloso que sería si hubiera una oportunidad de comprender de inmediato lo que le gusta o no le gusta al cliente, y al mismo tiempo no confiar en sus explicaciones (que a menudo no coinciden con sus gustos reales).

Hemos estado desarrollando cosas que pueden generar diseños de fachada basados ​​en estilos que le gustan al cliente y cambiando los diseños existentes en su dirección.

Para hacer esto, entrenamos VAE en las fotos de las fachadas, entrenamos un clasificador que predeciría el estilo de la fachada, y luego, usando el descenso de gradiente, cambiamos el vector de estado oculto con la función objetivo en forma de entropía cruzada de acuerdo con la distribución objetivo de los estilos y la real.

Sin embargo, los datos con fotografías de las fachadas resultaron ser demasiado diversos y pequeños para entrenar normalmente a VAE en ellos, por lo que tuve que reformular un poco la tarea.

Generamos nuevas letras (ala una mezcla de B c H) y cambiamos una letra a las otras (por ejemplo, hacer F de E). Sí, esta tarea parece estar lejos del objetivo, pero aquí teníamos buenos datos (no MNIST), y los detalles de la tarea en sí no son diferentes. En consecuencia, después de ensamblar un buen conjunto de datos con fotos de las fachadas, será posible configurar el mismo modelo en la primera tarea.
La implementación de la Prueba de concepto se puede ver aquí .

Ahora estamos planeando varios proyectos urbanos más. ¡Así que estad atentos!

Generación de miniaturas

La arquitectura es una profesión creativa.

Los arquitectos generan constantemente nuevas ideas para el diseño de fachadas, interiores y otros excesos burgueses. Una corriente de fantasía es buena, pero tiene un efecto secundario desagradable: una gran cantidad de dibujos sin terminar, que luego deben llevarse a una forma divina durante un tiempo largo y doloroso. Decidimos venir al rescate.

Entrenamos una neurona que toma un dibujo borrador y dibuja en él detalles en forma de paredes, puertas y otros detalles interiores. Esto le permite acelerar las primeras etapas de diseño.

Arquitectura de red: CycleGAN. Hicimos una muestra de entrenamiento eliminando las partes objetivo de los dibujos terminados.

Puedes ver el proyecto aquí .

ScheduleBot

Todos los estudiantes y profesores universitarios están familiarizados con el eterno problema de los horarios de clases. Un día tienes que pasar por conferencias difíciles, luego cruzar todo el campus para una conferencia para un descanso de diez minutos: oscuridad. Decidimos librar (o al menos iniciar la liberación) del equipo MARCHI de estos problemas.

Para hacer esto, creamos un chatbot que puede enviar a los estudiantes un horario para un día específico y les permite a los maestros reservar aulas para consultas o conferencias. ¡La característica principal del bot es que la comunicación con él tiene lugar en un lenguaje natural!

El principio del bot se puede leer aquí y ver la implementación aquí .

Adios

Esperamos que haya aprendido algo nuevo de este artículo y tal vez incluso haya querido echar una mano a estas ciudades, pueblos y casas.

Nosotros, a su vez, descubriremos nuevas áreas en las que se necesitan analistas y científicos de datos, remacharemos proyectos en la rodilla y te lo contaremos.