Dùng thuật toán để dự báo vị trí các tòa nhà chọc trời

Theo Journal of Urban Planning and Development, lấy cảm hứng từ các hệ sinh học, các nhà khoa học đã áp dụng các thuật toán di truyền (genetic algorithms) để mô tả chiều cao và vị trí xuất hiện các tòa nhà chọc trời trong thành phố.

Kết quả là trên cơ sở dữ liệu đầu vào như lịch sử và kinh tế của khu vực đô thị được nghiên cứu, các nhà khoa học có thể dự báo các phác thảo của thành phố sẽ thế nào và tính toán các địa điểm có khả năng nhất sẽ mọc lên các công trình nhà cao tầng mới.

Nhằm tối ưu hóa tính toán, người ta hay ứng dụng cái gọi là các thuật toán di truyền, dựa trên lựa chọn ngẫu nhiên. Cơ chế hoạt động của các thuật toán tương tự như lựa chọn tự nhiên. Kiến ​​trúc sư và tiến sĩ khoa học máy tính Ivan Pazos, tác giả chính của công trình nghiên cứu giải thích rằng tính toán như vậy có vô số các giải pháp có thể kết hợp một cách ngẫu nhiên và hệ thống lựa chọn sẽ sàng lọc và quyết định phương án tốt nhất.

Thao tác này được lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi các thuật toán cho kết quả chính xác nhất. Trong công trình nghiên cứu mới, Ivan Pazos và các đồng nghiệptại Đại học Corunna,Tây Ban Nha, đã sử dụng thuật toán di truyền để nghiên cứu chiều cao và sự phân bố các tòa nhà cao nhất trên cơ sở dữ liệu lịch sử về xây dựng và các yếu tố kinh tế khác nhau.

Công trình nghiên cứu đã đề cập chi tiết đến khu vực đặc biệt Minato của thủ đô Tokyo, nơi có trụ sở của nhiều tập đoàn quốc tế. Khu vực này đã được chọn vì nhịp độ xuất hiện dày đặc của các tòa nhà chọc trời trong trong 20 năm qua, một trong nhữngnơi có nhiều tòa nhà cao tầng nhất trên thế giới.

Tuy nhiên, phương pháp này cũng có thể được áp dụng cho các thành phố khác với một số lượng lớn các tòa nhà chọc trời. Thuật toán này được đào tạo trên cơ sở dữ liệu trước năm 2015 để có thể kiểm tra những dự đoán của thuật toán.

Các tác giả của công trình nghiên cứu nhận xét rằng kết quả dự đoán dáng dấp thành phố trong các năm 2016 và 2017 là rất chính xácvà chính xác tới 80% cho các năm 2018-2019. Ngoài ra, trong các khu vực mà thuật toán xác định là có khả năng mọc lên nhiều tòa nhà chọc trời nhất, đã có 5 trong số 6 tòa nhà cao tầng được khởi công sau năm 2015.

Các nhà khoa học đưa ra kết luận cuối cùng rằng các thuật toán di truyền có thể phát hiện các mô hình tăng trưởng nhà chọc trời vốn không rõ ràng nhận ra trong một môi trường đô thị phức tạp. Trong tương lai, đây có thể là một phần của một hệ thống dự báo các kịch bản phát triển có thể có của các thành phố.