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Prima dell’industrializzazione il rapportotra architettura e ambiente può distin-guersi in due visioni archetipe: quella

dell’arte della medicina, ove il santuario di Escula-pio era l’esempio di un ambiente di totalità cosmi-ca (Periechon) entro cui si realizzavano i destini disofferenza e guarigione e quella, come la definì ilmatematico bresciano Niccolò Tartaglia, regolatadall’ars diabolica della balistica e dall’ingegneriamilitare che erige mura e fortificazioni a protezio-ne di un ambiente ostile. L’industrializzazione ag-giunse una nuova visione assoggettando l’ambien-te al paradigma utilitaristico già in nuce nella tradi-zione giudaico-cristiana poi condotta alle sueestreme conseguenze nella declinazione protestan-te e supportata dal nuovo paradigma gnostico dellascienza sperimentale. La capanna primitiva, checampeggia sul frontespizio della seconda versionefrancese dell’opera di Marc-Antoine Laugier, Es-sai sur l’Architecture (1755), è il suggello di unavisione ostile dell’ambiente da cui ripararsi, ma an-che esempio della natura come risorsa d’insegna-mento (Fig. 1) e, dall’immagine incisa nello stessoanno nella versione inglese, materiale da sfruttare(Fig. 2). In sintesi, problema e soluzione per la co-struzione dell’habitat umano comunque ‘altro’ dal-l’umanità. Col sopravvento della marcatura lingui-stica sulle cose (Foucault, 1988), che diverrà poi‘calculus’, l’utile sarà sottoposto – come sostenevaHutcheson – a una sorta di matematica e la trasfor-mazione dell’ambiente a descrizioni oggettive o,come invocava Mondrian per il disegno, esatte allamaniera della matematica e delle scienze.

La storia dell’architettura identifica luogo emomento di tale mutazione nel Bauhaus e in parti-colare nel suo trasferimento a Dessau. Mutamentogià avviato dalla svolta produttivista della Russiapost-rivoluzionaria, ma che – sino alla direzione diMeyer – rimase più nei proclami che nella prassi.Mettendo in pratica una visione che Gropius avevaper lo più teorizzato, Meyer portò avanti unaprofonda revisione del ruolo del progettista e delladisciplina tagliando legami con visioni autoriali,romantico-espressioniste e puro-visibiliste. L’at-tenzione si concentra sulle metodologie operative,sui processi e sull’organizzazione oggettiva dellerelazioni determinanti esistenza umana e costru-zione come testimonia l’ingresso nella scuola didocenti come Hans Wittwer (bioclimatica) e AlcarRudelt (statica e scienza dei materiali).

Ciò nonostante, il periodo in cui tali metodolo-

ABSTRACTL’articolo affronta la questione ambientale criticando lavisione antropocentrica, ancora viva nel dibattito e nelprogetto, come permanenza del soggiacente dualismoumanità/ambiente. A essa oppone le tesi co-evoluzioni-ste e del Nuovo Realismo rielaborate alla luce di unnuovo metalinguaggio (Matema digitale) capace di ‘darvoce’ alla moltitudine d’agenti e di attivare forme d’in-telligenza collaborativa (Intelligenze Computazionali)abilitanti esplorazioni progettuali oltre la norma e il giànoto. Segue la descrizione dei suoi dispositivi nelle for-me del Parametric e Generative Design e le esperienzedel laboratorio di ricerca Mailab. La conclusione è uninvito a riflettere sugli effetti collaterali che potrebberoscaturire dalla marcatura digitale e da un’eccessiva en-fasi sul ‘saper fare’.The article addresses the environmental question by cri-tiquing the anthropocentric vision, still alive in the de-sign debate and practice, as a remnant of the underlyingdualism humanity/environment. It opposes the co-evolu-tionist and New Realism theses re-elaborated in the lightof a new metalanguage (Digital Mathema) capable of‘giving voice’ to the multitude of agents and to activateforms of collaborative intelligence (Computational In-telligences), enabling design explorations beyond estab-lished norms and the already known. Following is a de-scription of Parametric and Generative Design and theMailab research laboratory’s experiences. The conclu-sion is an invitation to reflect on the possible side effectsthat could arise from digital marking and from an exces-sive emphasis on the ‘know-how’.

KEYWORDSco-evoluzionismo, ecologia, progettazione ambientale,progettazione parametrica, progettazione generativaco-evoluzionism, ecology, environmental design, para-metric design, generative design

There is no singular point in time that marks the begin-ning of this book, nor is there an “I” who saw the pro-ject through from beginning to end, nor is writing a pro-cess that any individual “I” or even group of “I’s” canclaim credit for.

(Karen Barad)

gie furono realmente applicate per concepire e pro-gettare l’ambiente risale a qualche decennio indie-tro quando, nell’ultimo quarto del XIX secolo, laGermania Guglielmina si trovò alle prese con leforti trasformazioni socio-economiche e con il di-namico sviluppo della produzione industriale inne-scati da, e subito dopo, la guerra franco-prussiana.Il luogo di queste trasformazioni furono gli ufficitecnici municipali che, a dispetto degli studi di ar-chitettura ancora organizzati alla maniera dell’ate-lier d’artista, iniziavano a strutturarsi in un impo-nente e qualificato numero di tecnici reificando,più prosaicamente, quelle Brigate Verticali di pro-gettazione concepite da Meyer.

Nel 1874, Budapest fu il primo banco di provaove l’ambiente urbano e il suo disegno diventaro-no campo applicativo di tecniche multidisciplinaridi differente matrice (economia, igiene, statistica,demografia, fisco, viabilità, clima, impiantistica,ecc.). Suo prodotto sarà lo zoning, discendente di-retto del funzionalismo e del management scienti-fico ove i fenomeni, per loro complessità, vannoscomposti e poi ricomposti secondo criteri di con-formità e differenziazione o, come scrisse qualchedecennio più tardi Alexander, muovendo una palli-na alla volta nella loro posizione finale (Alexan-der, 1967, p. 48).

Progetto ambientale antropocentrico – È da questepremesse che il progetto si assoggettò alla praticascientifica e l’ambiente assunse le definitive vestidella res extensa da colonizzare e ‘commodificare’in favore del comfort. Oltrepassando il dualismolusso/necessità, il progetto riformulò in maniera‘oggettiva’ il concetto del benessere umano primaidentificato dal termine ‘convenience’ (Crowley,2001). Dal Secondo dopoguerra l’ambiente fu ana-lizzato a partire dalla meteorologia (Fitch, 1947) el’umanità sulla base di bisogni e motivazioni, inuna piramide che, dalle necessità fisiologiche, sieleva all’autorealizzazione (Maslow, 1992). Com-fort ed ergonomia si avviarono a diventare scienzedi un progetto in grado di produrre oggetti certi everificabili oltre che replicabili nei modi dell’indu-stria; l’abitazione diventa bene di consumo tran-seunte «del tutto indifferente dunque nei confrontidei valori affettivi che tradizionalmente legavanol’umanità alla casa e lo radicavano sentimental-mente al luogo nel quale essa sorge» (Vagnetti,1973, p. 681).

L’esperienza dell’Hochschule für Gestaltung

ISSN: 2464-9309 (print) - ISSN: 2532-683X (online) - DOI: 10.19229/2464-9309/542019

Giuseppe Ridolfi a, Arman Saberi b

INTELLIGENZE COMPUTAZIONALI

NEL PROGETTO POST-AMBIENTALE

ESEMPI DA MAILAB

COMPUTATIONAL INTELLIGENCES

IN THE POST-ENVIRONMENTAL DESIGN

EXAMPLES FROM MAILAB

AGATHÓN – International Journal of Architecture, Art and Design | n. 05 | 2019 | pp. 31-40

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(1953-68) fu probabilmente il maggior emblema diun progetto che indaga scientificamente l’ambien-te come risorsa a vantaggio dell’umanità. È con-vinzione di quegli anni che l’avventura del proget-to si governi con il metodo scoprendo nella ciber-netica e nei sistemi di autoregolazione i suoi riferi-menti operativi. Mosso da reazioni anti-autoriali ilprogetto cercò fondamento su causalità circolari eapprocci sistemici (Alexander, 1967; Asimow,1968), il cui punto di partenza e d’arrivo continua-va a essere l’umanità ma ormai deprivata della pie-nezza della vita che credenze e narrazioni mito-poetiche gli offrivano.

La ricchezza del genere umano si ridefiniscenella molteplicità delle discipline lanciando il pro-getto in una complessità crescente ove la speranzadi governo è appunto quella di un metodo logico-razionale: un metodo, poi formalizzato nella famo-sa triade ‘esigenze-requisiti-prestazioni’ con cuicondurre a sintesi i desiderata degli utenti che, no-nostante i successivi tentativi d’affrancamento‘umanistico’, permarrà nella sua incapacità di esse-re progetto per offrirsi invece come strumento digoverno tecnocratico. È in questa breve storia cheil progetto nell’interesse dell’umanità colonizzal’ambiente sino ad assurgere, in pericolose quantodubbie interpretazioni, a fenomenologia negazio-nista dell’emergenza ambientale, svalutata a purozeitgeist che distoglie dal vero obiettivo che è e do-vrebbe rimanere il genere umano.

Qualis artifex pereo? – Se la dimensione multidi-sciplinare, sistemica e cibernetica aveva offertoquella speranza per un progetto a servizio dell’u-manità e della società, sul finire degli anni ‘70 fu-rono proprio queste epistemologie, già preparatedalla teoria della dinamica non lineare e divulgatecome rivoluzione della scienza della complessità aminare ogni pretesa antropocentrica (Capra, 1988).Gli sviluppi della fisica, i sistemi vivi e le ricerchenella micro-biologia evolutiva del neo-darwinismo(Dawkins, 2006, 1996; Lovelock, 2000) aprironola strada per un profondo ripensamento del rappor-to umanità/ambiente e sui processi di trasformazio-ne. L’ambito d’indagine zoocentrista delle scienzenaturali cedette il passo al microcosmo di batteri egeni riconsegnando un mondo azzerato nelle gerar-chie. Dalla dimensione microscopica rimbalzarono

certezze e consapevolezza che aprirono un nuovoorizzonte: dalla vita dell’uomo e della donna, allavita nella sua totalità giacché anche l’inorganico ècoinvolto nelle trasformazioni dei sistemi viventidi qualsivoglia tipo e dimensione.

Si dimostrava che le trasformazioni nella«longue duree» (Christian, 2004), a partire dal-l’Oxygen Holocaust (Margulis, 1997, p. 99), nonsono il risultato di processi ubbidienti a casualità‘esterne’, a disegni razionali né tantomeno supe-riori. Erano invece guidate da logiche di coopera-zione concorrente e di mutuo supporto che demoli-scono lo stereotipo della selezione naturale darwi-niana come spietato processo di sopraffazione delpiù forte sul più debole con tutte le ricadute etico-morali che ne erano conseguite. Emergenze auto-poietiche (Maturana, 1980) tali da escludere chel’umanità possa ancora attribuirsi qualsiasi inven-zione: dall’agricoltura, al microchip (Margulis,1997). Genere umano, ogni altra forma vivente einanimata sono strettamente e mutuamente inter-connessi. Nel pianeta Daisyworld1 margheritebianche e nere procedono simbioticamente in unprocesso co-generativo ove non vi è adattamentoall’ambiente ma lavorio incessante per alterarel’albedo verso condizioni omeostatiche favorevolialla loro sopravvivenza (Lovelock, 2000).

Alla luce di queste ricerche la terra non è piùparte passiva di un rapporto duale e risorsa dasfruttare a vantaggio del comfort e del benessereumano. La specie umana non è l’unica capace diapportare modifiche; gli agenti responsabili delletrasformazioni restano ancora e largamente quellialla scala microscopica dei batteri e dei geni. Èperò innegabile quanto nell’intricato rapporto co-evolutivo l’azione dell’umanità stia guadagnandonegli ultimi istanti della storia universale capacitàdi leverage prima sconosciute. Prometeo non im-maginava che quel fuoco, rubato agli dei, avrebbediffuso calore, vapori e miasmi cosi tragicamenteovunque rivelando l’altra faccia della techne: la‘thanototechne’2, ove la conoscenza si fa strumen-to di domino sulla vita e quindi di potere sulla mor-te (Serres, 2011).

Una condotta già apparsa agli albori dell’uma-nità con l’addomesticamento della cugina Lucy daparte degli uomini Habilis ed Erectus, che conti-nua con l’agricoltura ed evolve in tecnologie at-traverso cui, come scrisse Mumford sottostiman-do le distanze attuali, «he can kill at a distance offive thousand yards and converse at a distance offive thousand miles» (Mumford, 1952, pp. 15,16). Siamo al cospetto di volontà neghentropiche3

in contraddizione con il progressivo aumento dienergia immessa. Controllo e ordine si perseguo-no, infatti, con intensificazione delle azioni e de-gli artefatti sino a diventare ‘world-objects’4 (Ser-res, 2011) capaci di travalicare la dimensioneumana e incrementare l’asimmetria tra possidentie posseduti; dare potere sulla vita e sulla morte si-no a lasciarci nel dubbio: qualis artifex pereo?

La condizione post-ambientale oltre l’antropocen-trismo – Alla luce di queste consapevolezze, magià sulla spinta dei movimenti per l’emancipazionee la parità dei diritti, la questione ambientale iniziaa diffondersi nelle forme ecologiste (Carson, 1994;Meadows, 1972; Naess, 1989) sino a porsi comequestione politica e ottenere primi riconoscimentiper un suo status giuridico. A questo proposito è in-teressante rilevare come Serres iniziò la sua pre-

sentazione alla Simon Fraser University (Serres,2006) facendo notare che nella sua famosa operaLe Contract Naturel (Serres, 1998) non aveva maiusato la parola ecologia focalizzandosi, viceversa,sul fatto che dalla firma del contratto sui diritti eraesclusa la natura. È una grave ingiustizia pari aidanni subiti e una asimmetria ingiustificabile, con-siderando che il patto sociale muoveva per il riscat-to di deboli e perdenti. Ma come poteva essereascoltato qualcuno privo di voce? Come potevanofirmare oggetti neutri?

La possibilità di un ‘contratto’ naturale comin-cia a emergere quando, per i meccanismi di retroa-zione circolare, l’umanità diventa oggetto-naturaverso cui rimbalzano gli effetti delle proprie azionie l’ambiente diventa natura-soggetto che si mani-festa attraverso un sistema di forze e di effetti. Nonè più necessaria una voce o una mano per firmarepoiché in questo ‘entanglement’ l’umanità è diven-tata il sistema nervoso di un unico e totale macroorganismo. Sono la totalità delle nostre conoscen-ze, atti, dispositivi visibili e invisibili che parlanoper l’ambiente. Registrano i loro effetti lasciandoemergere un sistema globale di appartenenze chedissolve ogni dualismo conflittuale: un nuovo ma-cro organismo di nome Gaia (Lovelock, 2000; La-tour, 2017) la cui cura e progettualità non possonoessere che fisiologici, volti a conoscere funzioni emanifestazioni prima che le cause. È questo il pri-mo e decisivo passo invocato da Latour per acco-gliere al tavolo della negoziazione sulla scelta delfuturo la prodigiosa moltiplicazione di potenzialiagenti che si muove, agisce, riscalda, ribolle. È l’u-nica alternativa possibile all’evidente irragionevo-lezza del progetto della razionalità antropocentricaove si perpetua la baconiana e ‘funzionale’ visionedell’ambiente e, ancor peggio, l’interesse al mante-nimento di privilegi che, anche nella più sofisticataversione dell’Universal Design, continuano a rea-lizzarsi entro il meme5 capitalista (Johnston, 2005)e nel dualismo West/Rest. Oltre l’inattuabile ricon-ciliazione con la natura o ubbidienza alla sua mora-le – perché ogni dualismo è perso (Morton, 2018) –soltanto un progetto co-evolutivo può quindi ga-rantire la salvaguardia del nostro benessere e per-petuare il nostro essere in società.

Materialità digitale e Nuovo Realismo nella mo-dellazione performativa – A distanza di sessantaanni dai monitoraggi delle concentrazioni atmosfe-riche di diossido di carbonio al Mauna Loa Obser-vatory nelle Hawaii (Meadows, 1972), un’infinitàdi datalogger locali e orbitanti nello spazio ha in-nervato un efficiente sistema senziente. Esso ci re-stituisce la multiforme vita del nostro pianeta erappresenta il primo passo nel ‘dar voce’ alla mol-titudine di agenti che influenzano la vita. Insieme,hanno visto la luce ‘cose’ abilitanti modi di co-agi-re non più per mimesi delle forme e delle tipologie,ma ai livelli intimi della materia. ‘Mastering mat-ter’ è diventata un’attività che lavora per relazioni,parametri, forze di campi energetici. Le tecnologiee il metalinguaggio digitale abilitano nuovi modi difar emergere e interagire ‘cose’ di un Nuovo Reali-smo che non è il materialismo delle ‘cose’ morte,né quello della superstizione animista. ‘Materiaprima’ e ‘materia operata’ si manifestano per le lo-ro qualità performative, oltre che connotative dellaforma, attraverso una nuova materialità che è il da-to digitale. Una materialità intangibile (Un-mate-riality) comunque fisica e in grado di produrre ef-

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Fig. 1 - Eisen, C. E. (1755), “Frontispiece”, in Lauger, M.A. (ed.), Essai sur l’architecture, 2nd French edition (cred-it: The New York Public Library Digital Collections).Fig. 2 - Wale, S. (1755), “Frontispiece”, in Lauger, M. A.(ed.), Essai sur l’architecture, 1st English edition (credit:The Bancroft Library).

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fetti reali e concreti; che abilita informazioni, me-morie, conoscenze e consapevolezze; capace di fi-gliare ‘cose’ objectile6, mutanti e co-agenti; che of-fre nuove forme d’intelligenza: Intelligenze Com-putazionali (IC) che dialogano nella nuova linguadel Matema digitale7 e si pongono come unica op-portunità di fuoriuscire da comportamenti osse-quiosi alla tradizione, al progresso e alla quinta li-bertà8 che il padre delle cibernetica additava comeminaccia incombente di rovina e disperazione(Wiener, 1966, pp. 203, 204).

Computazione parametrica, algoritmi genera-tivi e intelligenza artificiale sono i prodotti di que-sto metalinguaggio che aprono promettenti traiet-torie del progetto poiché in grado di condurreesplorazioni di soluzioni oltre il già noto, la regolad’arte, la norma, le esperienze rivelatesi spesso er-ronee anche per la semplice esposizione solarecom’è accaduto ai grandi maestri Le Corbusier eStirling (Frazer, 1995, p. 32). L’acronimo che oggiidentifica questo nuovo paradigma è il BIM, Buil-ding Information Modeling sottintendendo unamoltitudine di ‘cose’ più o meno intelligenti e chia-rendo definitivamente la centralità del modello nelDesignerly Thinking (Ridolfi, 2016). Il BIM è la‘vulgata’ di un dispositivo che marca una forte dif-ferenza dai precedenti sistemi computazionaliCAD. È, infatti, un data-base object-oriented, cioèindicizzato mediante ontologie degli elementi co-struttivi e architettonici ove, come e in altri contestidichiarava Kahn, una colonna sa davvero di esserecolonna. È un sistema informativo interrelatod’informazioni di vario tipo e natura tenuto insie-me dalla ‘macchina’ parametrica: implicita nelCAD, sin dai primi esperimenti di Ivan Sutherland,e poi esplicita nel BIM. Allo stato attuale è possibi-le riconoscere due differenti filoni applicativi e diricerca: il primo definibile come Informative BIM,ancora relazionato all’automazione della produzio-ne progettuale e finalizzato a istruire attività con-trattuali, esecutive, di collaudo e gestione; il secon-do identificabile con Performative BIM riguardan-te attività esplorative e di simulazione tipiche dellefasi ideative, soprattutto dell’Early Design Stage(Ridolfi, 2018), ma tuttora osteggiato o scarsamen-te riconosciuto (Bottazzi, 2018).

Questa seconda tendenza è evidente nelle stra-tegie Autodesk che in pochi anni, grazie ad acquisi-zioni e i recenti avanzamenti nelle interfacce grafi-che, ha promosso una progressiva trasformazionedella propria piattaforma BIM (Revit) incorporan-do funzionalità di simulazione destinate a supporta-re le scelte progettuali. Funzionalità, strumenti emetodologie che iniziano a diffondersi dagli anni‘70 come ambiti specialistici del Parametric Mode-ling e Performance-Based Design per emergere nel-le fenomenologie linguistico-architettoniche delParametricism (Schumacher, 2008): nuovo organi-cismo co-evoluzionista «in the sense that each andevery part and piece is interacting and communica-ting simultaneously so that every instance is affec-ted by every other instance» (Lynn, 2004, p. 12).

In un’aperta critica al riduzionismo modernista,il Parametricism è la manifestazione di una visionea-gerarchica e cooperativa degli elementi architetto-nici che consentono il superamento della modularitàe della serie per aprire a differenziazioni inattese.Continuità e unitarietà formale risultano dalla ‘intri-cacy’ di elementi da non trattare più come dettagli diun insieme superiore o emergenze di conflitti, masingolarità irriducibili di un sistema continuo ove

micro e macro-scala risultano mutualmente costitui-ti (Lynn, 1998, pp. 162, 163). È la realizzazione diun nuovo realismo già anticipato dalla biologia lad-dove «the manufacture of a body is a cooperativeventure of such intricacy that it is almost impossibleto disentangle the contribution of one gene fromthat of another» (Dawkins, 2006, p. 24).

Esperienze di modellazione e simulazione compu-tazionale in Mailab – Oltre la revisione del lin-guaggio architettonico (in alcune accezioni, spec-chio della società liquida neoliberista) la poeticadel Parametricism ebbe il merito di rendere eviden-ti alla grande platea le potenzialità delle IC. Questeintelligenze avevano infatti la capacità di elaborarefunzioni matematiche di crescente grado di com-plessità; procedure morfogenetiche multi-agente;funzioni multi-obiettivo; processi «anexact yet ri-gorous», cioè capaci di confrontarsi con la materiaamorfa e affrontare con precisione la mutazione lo-cale sebbene irriducibile nella totalità (Deleuze,2005, pp. 20, 367); forme generative autopoietichee mimetiche dei processi naturali oltre il conformi-smo antropocentrico e autoriale. Le accresciute di-sponibilità di calcolo a buon mercato e la semplifi-cazione user friendly dei software hanno poi am-plificato queste potenzialità offrendosi a una vastapletora d’utenti interessata alla generazione di mo-delli virtuali rappresentativi della moltitudine deifenomeni e sui quali condurre esplorazioni dell’i-nedito. Un ruolo significativo in questa democra-tizzazione nell’accesso alle IC va assegnato all’in-troduzione di Grasshopper (2007), poi emulato daAutodesk con il lancio di Dynamo nel 2011 e da Ne-metschek con Marionette per Vectorworks (2015).Sono interfacce di programmazione visuale open-source che offrono ambienti di progettazione para-metrica e associativa o, più precisamente, strumen-ti con cui visualizzare e manipolare la ‘storia’ delprocesso operativo (Explicit History) a differenzadei precedenti software ove le ‘storie’ si limitavanoalla registrazione delle azioni.

In ambito accademico, Mailab (MultimediaArchitecture Interaction Lab), laboratorio con-giunto Università-imprese dell’Università di Fi-renze, è uno degli esempi che hanno beneficiato diqueste disponibilità a basso costo rendendo possi-

bile, oltre la modellazione computazionale e simu-lazioni prestazionali, la realizzazione prototipica disistemi edilizi robotici adattivi (Ridolfi, 2019). Lecompetenze acquisite sono state impiegate anchenella didattica. L’introduzione all’uso di GreenBuilding Studio (ambiente cloud di Autodesk perla simulazione energetica) e di plugin per Gras-shopper ha consentito la visualizzazione della mol-titudine di agenti e valutazioni data-driven attra-verso cui gli studenti hanno potuto acquisire consa-pevolezze e condividere scelte che, altrimenti, l’in-tuizione offrirebbe con approssimazione a voltefallace e la formalizzazione numerica in modo dif-ficoltoso (Ridolfi, 2016).

Oltre la modellazione e simulazioni tipiche delprogetto energetico, l’impiego di software di flui-dodinamica, anche se elementari come Flow Desi-gn, hanno consentito di ‘dar voce’ anche a fenome-ni dinamici altamente complessi rivelandosi utiliper impostare strategie di ventilazione passiva de-gli edifici e sul microclima degli spazi esterni. Incasi più avanzati, un software di simulazione flui-dodinamica professionale (Simscale) ha consentitodi materializzare e quindi guidare le scelte proget-tuali dello skin di una torre in modo che la riduzio-ne delle turbolenze dei venti dominanti facilitassele fasi di atterraggio e decollo di droni destinati altrasporto persone (Figg. 3-5).

Il filet de fumé è stato, invece, il dispositivoper affrontare la generazione morfologica ripercor-rendo i primi esperimenti basati su software di ani-mazione e rendering volumetrico come Maya rila-sciato nel 1998. Usando emettitori particellari eagendo su un limitato numero di condizioni sonostati generati processi stocastici di morfogenesifluidodinamica. Qui la collaborazione di forze evincoli contestuali ha prodotto una mutazione con-tinua che si fissa in singoli fotogrammi, ove giacelatente una moltitudine di letture da selezionare econdurre a forme architettoniche (Fig. 6).

Analoga esperienza, in cui è possibile ricono-scere le informazioni delle forze che le hanno de-terminate (Lynn, 1999, pp. 10, 11), ha riguardato lamodellazione di una struttura a grande scala sche-maticamente identificabile come sistema funicola-re tridimensionale (Fig. 7) e affrontata con impiegodi un Particle-Spring System in ambiente Rhino-

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Figg. 3-5 - Droneport in Tokyo (M. Badiani, 2019): Gen-eral view; CFD simulation in Simscale for the evalua-tion of landing and take-off trajectories; Skin roughnessstudies for the regularization of leeward turbulence inSimscale.

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Grasshopper (Kangaroo). Il processo in questioneè uno dei più economici per la simulazione morfo-logica per questo tipo di strutture (Kilian, 2005).Agisce su parametri di rigidezza ed elasticità delle‘molle’ per simulare il comportamento degli ele-menti sottoposti a campi di forze che, in questoprogetto, è quello gravitazionale agente entro unsistema di vincoli eterogenei quali accessibilità, vi-ste panoramiche, contesto ai bordi del manufatto(Fig. 8). Le alternative progettuali nascono dallamanipolazione manuale delle proprietà fisico-geo-metriche degli agenti e dei vincoli. Ne consegueche, sebbene la ricerca dell’equilibrio sia automati-ca, l’esplorazione si restringe a un numero limitatodi alternative. Inoltre, tali ‘motori’ non risolvono laforma architettonica in maniera integrata all’otti-mizzazione strutturale che, in questo caso, si èscelto di affrontare in fase successiva con un altroplugin di Grasshopper (Millepede) da cui leggeregli stati tensionali e quindi guidare l’adattamentostrutturale (Fig. 9). Infine, testimoniando la varietàdi ‘agenti’ anche qualitativi che possono agire sulla

forma, si cita l’elaborazione di un ‘motore’ para-metrico capace di valutare il daylight e, nello stes-so tempo, ‘attrarre’ gli affacci di un edificio per uf-fici verso i punti d’interesse nel paesaggio circo-stante (Figg. 10-13).

Esperienze di progettazione generativa verso l’in-telligenza artificiale – Oltre a queste esperienze, ilsettore di maggior interesse per Mailab è oggiorientato al Generative Design (GD): nuova fron-tiera del Parametricism, ora Parametricism 2.0(Schumacher, 2016), o meglio Post-ParametricAutomation (Andia, 2015) a segnalare le sue po-tenzialità autogenerative in grado di affrancare de-finitivamente il progettista da quel tedioso lavorodi manipolazione manuale (Woodbury, 2010, p.24) che continua a permanere anche nelle procedu-re parametriche. Il GD sfrutta forme d’intelligenzadi ottimizzazione su base prestazionale, ma secon-do processi automatizzati che consentono, cioè, dieseguire – in continuità – la generazione della for-ma, la misurazione della performance e, a seguitodi feedback, l’individuazione di soluzioni soddi-sfacenti il problema dato.

Oltre al Fuzzy System e Neural Networks, i si-stemi d’intelligenza maggiormente in uso nel GDsono quelli dell’Evolutionary Computation (EC) edella Swarm Intelligence (SI). Sono entrambe pro-cedure euristiche che, a fronte di problemi com-plessi e non riconducibili a solver lineari, riscopro-no il vecchio metodo di procedere ‘per prova ed er-rore’, ma con la possibilità di generare un numerosconfinato di tentativi da cui far emergere soluzio-ni, talvolta inaspettate. Le logiche di funzionamen-to discendono dai processi morfogenetici naturalisegnando la mutazione del progetto ispirato alleforme a quello risultante delle forze ove è lecito as-similare l’Architettura a una sorta di vita artificiale(Frazer, 1995, p. 9). Pur condividendo la stessa ma-trice, EC e SI si differenziano per approcci e dispu-tate economie computazionali: la prima emulante iprocessi di selezione genetica del darwinismo clas-sico; la seconda emulante i processi collaboratividegli individui di un gruppo.

Nelle diverse accezioni e sfumature gli algorit-mi che alimentano l’EC si basano sul concetto disopravvivenza a partire dall’individuazione dei ge-ni e da cui generare stocasticamente una popola-zione di fenotipi che evolverà, attraverso processid’incrocio e selezione, verso quelli più rispondentialle funzioni obiettivo (Bansal, 2019). I sistemi diSI perseguono l’ottimizzazione emulando compor-tamenti autorganizzanti delle singolarità che, inve-ce della soppressione, sono salvaguardate e chia-mate a una condivisione delle loro ‘intelligenze’.Queste logiche sono evidenti nei nomi dei vari sol-ver che, dal Particle Swarm Optimization (PSO)inventato da Kennedy ed Eberhart nel 1995, trag-gono ispirazione dal comportamento di popolazio-ni di viventi in cerca di cibo, di configurazioni ae-rodinamiche o di difesa, impegnati in processi dicolonizzazione (Kennedy, 2001).

Anche in questo caso gli ambienti di program-mazione visuale offrono alcuni plugin di ottimiz-zazione a oggi prevalentemente basati su algorit-mi di evoluzione genetica. Il primo e più utilizzatoè Galapagos, rilasciato nel 2008 da David Rutten,inventore di Grasshopper, cui sono seguiti Goat(2010-15), Octopus (2013) e Opossum (2016).Unico plugin disponibile che fa ricorso alla SI èoggi limitato a Silvereye (Cichocka, 2017). In Dy-

namo è attualmente disponibile solamente il sol-ver evolutivo Optimo (2014) anche se Autodesk,sul modello di Green Studio, ha recentemente lan-ciato Rafinery un ambizioso progetto cloud di GDbasato su algoritmi di ottimizzazione genetica. Atestimonianza delle loro potenzialità si citano al-cune delle recenti esperienze svolte all’interno ocon il supporto di Mailab mediante l’impiego dialgoritmi evolutivi:- consulenza per il layout illuminotecnico in spaziper ufficio con individuazione del miglior compro-messo tra qualità dell’illuminazione e riduzione dicosti iniziali e d’esercizio nel ciclo di vita utile se-lezionando e localizzando i corpi illuminanti;- ottimizzazione di un sistema di terrazzamenti perla coltivazione all’interno di una colonia marzianamediando tra rispetto dei minimi delle superfici dicoltivazione, valori d’irraggiamento e contenimen-to delle altezze di piano (Figg. 14-16);- collocazione di una torre in ambito urbano proce-dendo, su base di dati GIS, dalla ricerca delle areelibere e affinando la scelta in rapporto alla densitàurbana e infrastrutture presenti (Fig. 17);- ottimizzazione dei layout funzionali e generazio-ne morfologica in rapporto a efficienza energetica,visual comfort e riduzione globale delle emissioni(Fig. 18).

Altri tipi di algoritmi hanno interessato proble-mi tipici della progettazione ambientale di tipopassivo risolvendo l’ottimizzazione morfologicaattraverso manipolazioni genetiche del posiziona-mento climatico, orientamento, radiazione, esposi-zione ai venti, illuminazione naturale, oltre a quelledei comportamenti e abitudini degli occupanti.

Conclusioni – Gli ultimi secondi dell’universohanno aperto un nuovo capitolo dell’intelligenzaglobale ove nuovi artigiani adattano nuovi utensiliper arricchire, piuttosto che ridurre, singolaritàmutanti e corresponsabili del molteplice. Dall’ar-senale dell’Intelligenza Artificiale il suo ultimoutensile è il Big Data, un nuovo ambito di ricercadell’Intelligenza Artificiale e del Machine Lear-ning che è stato accolto anche in Mailab in formeancora semplificate e piuttosto orientate al ‘Lear-ning through Machine’.

Un primo progetto, tuttora in corso di sviluppoe testato su un limitato numero di coloniche stori-che toscane, ha prodotto uno strumento che consen-te di restituire una conoscenza statistica sulla distri-buzione percentuale degli orientamenti e degli af-facci dei loro spazi caratteristici (Figg. 21-26). Puòquindi assimilarsi alla fase di apprendimento deldeep learning, ma con limitazioni che risiedono nel-la preparazione del dato e assegnazione tassonomi-ca che, nel caso specifico, sono ancora demandate aoperazioni manuali. In ambito architettonico l’ac-quisizione del dato per il pattern recognition è unproblema noto per la frammentarietà ed eteroge-neità delle sorgenti, ma attivamente studiato (Liu,2017) poiché è evidente come la diffusione del si-stema senziente, dal cucchiaio al paesaggio, potràoffrire quella miniera necessaria a un ulteriore avan-zamento dell’intelligenza (Deutsch, 2015).

Big Data è l’ultimo esemplare di «soft archi-tecture machines» che apre il progetto del mondo auna sorta di nuovo empirismo capace di svelare larazionalità nascosta e adattiva del «pack-donkey’spath» in luogo di quelle direttrici lineari delle cer-tezze logico-razionali propugnate da Le Corbou-sier (Schumacher, 2009, pp. 17, 18), ma ormai ina-

Fig. 6 - Teogonia Naturale (L. Armogida, 2018): genera-tive process sequences using particle agents and fluid dy-namics modeling.

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datte dinanzi alla magnifica opera di un orologiaiocieco. La strada è segnata. Procediamo quindi inquesti sentieri, ma senza mai dimenticare che stia-mo affidandoci a una marcatura digitale che adom-bra due possibili e pericolosi effetti collaterali: l’e-clisse delle conoscenze nella semplificazione del‘saper fare’, sino al gamification a uso dei ‘dilet-tanti’; l’aggrovigliamento nelle tautologie tiranni-che del Matema digitale che è al tempo stesso ar-ricchimento e riduzione simbolica del mondo.

ENGLISHBefore Industrialization the relationship betweenarchitecture and the environment can be distin-guished in two archetypal visions: one related tothe art of medicine, where the sanctuary of Aescu-lapius was an example of an environment of cosmictotality (Periechon) within which the destinies ofsuffering and healing were realized; the other one,as defined by the mathematician Niccolò Tartagliafrom Brescia, which is governed by the ars diabolicof ballistics and by military engineering that erectswalls and fortifications to protect from a hostileenvironment. Industrialization added a new visionby subjecting the environment to the utilitarianparadigm already in nuce in the Judeo-Christiantradition then carried out to its extreme conse-quences in the Protestant declination and support-ed by the new Gnostic paradigm of experimentalscience. The primitive hut, which stands on thefrontispiece of the second French version of Marc-Antoine Laugier’s work, Essai sur l’Architecture(1755), is a symbol of a hostile vision of the envi-ronment from which to shelter, but also an exampleof nature as teaching resource (Fig. 1). Or, fromanother image engraved in the same year in theEnglish version, the environment is a material tobe exploited (Fig. 2). In synthesis, the environmentis a problem and a solution for the construction ofthe human habitat, however it is ‘other’ than hu-manity. With the appearance of the linguistic‘marking’ on things (Foucault, 1988), which laterbecame ‘calculus’, the useful will be subjected – asHutcheson argued – to a sort of mathematics, andthe transformation of the environment to objectivedescriptions or, as Mondrian invoked for Design,exact in the manner of mathematics and science.

The history of architecture identifies time and

place of this transformation in the Bauhaus and, inparticular, in its transfer to Dessau. It was achange, already initiated in Russia in the post-revo-lutionary productivist shift, that remained – untilMeyer’s direction – more in proclamations than inpractice. By putting into practice a vision thatGropius had mostly theorized, Meyer carried out aprofound revision of the role of the designer and thediscipline of Design by cutting ties with authorialvisions, romantic-expressionism and pure-visibility.The focus was on operational methodologies, pro-cesses and the objective organization of relation-ships determining human existence and construc-tion, as evidenced by the entry into the school ofteachers such as Hans Wittwer (bioclimatic) andAlcar Rudelt (static and materials science).

Nevertheless, the period in which thesemethodologies were actually applied to conceiveand design the environment dates back a fewdecades when, in the last quarter of the nineteenthcentury, Wilhelmine Germany found itself strug-gling with socio-economic transformations andwith the dynamic development of industrial pro-duction triggered by, and immediately after, theFranco-Prussian war. The place of this transfor-mations was the municipal technical officeswhich, despite the architectural studies still orga-nized in the manner of the artist’s atelier, began tobe structured in a massive number of qualifiedtechnicians reifying, more prosaically, those Verti-cal Brigades conceived by Meyer.

In 1874, Budapest was the first test-bed wherethe urban environment and its design became anapplication field of multidisciplinary techniques ofdifferent matrix (economy, hygiene, statistics, de-mography, tax, traffic, climate, plant engineering,etc.). The product of this methodology was zoning,a direct descendant of functionalism and scientificmanagement where the phenomena, due to theircomplexity, must be broken down and then reassem-bled according to criteria of conformity and differ-entiation or, as Alexander wrote some decades lat-er, moving one ball at a time into their final position(Alexander, 1967, p. 48).

Anthropocentric environmental design – It is fromthese premises that Design was subjected to scien-tific practice and the environment assumed the

definitive features of the res extensa to be colonizedand ‘commodified’ in favor of comfort. Surpassingthe duality of luxury/necessity, Design reformulat-ed, in an ‘objective’ manner, the concept of humanwell-being first identified by the word ‘conve-nience’ (Crowley, 2001). After World War II, theenvironment was first analyzed from meteorology(Fitch, 1947) and humanity was analyzed based onneeds and motivations. This formed a pyramidthat, from physiological needs, rises to self-fulfill-ment (Maslow, 1992). Comfort and ergonomics setout to become the sciences of Design capable ofproducing certain and verifiable objects as well asreplicable in the ways of industry; the dwelling be-comes a transient consumer good «del tutto indif-ferente dunque nei confronti dei valori affettivi chetradizionalmente legavano l’umanità alla casa e loradicavano sentimentalmente al luogo nel qualeessa sorge» (Vagnetti, 1973, p. 681).

The experience of the Hochschule für Gestal-tung (1953-68) was probably the greatest emblemof Design that scientifically investigates the envi-ronment as a resolving resource for the benefit ofhumanity. It is a conviction of those years that De-sign’s adventure is governed by method, discover-ing its operational references in cybernetics and insystems of self-regulation. Moved by anti-authori-al reactions, Design sought grounding on circularcausality and systemic approaches (Alexander,1967; Asimow, 1968), whose starting and finishingpoint continued to be humanity but now deprivedof the fullness of life that beliefs and myth-poeticnarratives offered him.

The richness of the human race is redefined inthe multiplicity of the disciplines launching De-sign in a growing complexity where the hope ofgovernment is precisely that of a logical-rationalmethod: a method, then formalized in the famoustriad ‘needs-requirements-performance’ throughwhich to satisfy users’ wishes. Despite the subse-quent attempts at ‘humanistic’ liberation, it re-mained in its inability to be a project and offereditself as a tool for technocracy. It is in this briefhistory that Design, in the interests of humanity,colonizes the environment to the point of rising, indangerous as well as dubious interpretations, tothe negationist phenomenology of the environ-mental emergency, devalued to pure zeitgeist

Figg. 7-9 - Application of a parametric morphogenetic process with the advice of M. Carratelli for the Green Bridge /Walking Mall (N. Golrokh, 2017): View from the entrance to the Marina; Excerpt from the form finding sequences ap-plying a reverse gravity of 23 m/s2 in the upper layer and 20 m/s2 in the lower one; Display of tensional states forstructural optimization.

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ence of negentropic3 will in contradiction with theprogressive increase in energy input. Control andorder are pursued, in fact, with the intensificationof actions and artifacts to become ‘world-objects’4(Serres, 2011) capable of going beyond the humandimension and increasing the asymmetry betweenowners and owned; capable of giving power overlife and death until leaving us in doubt: qualis ar-tifex pereo?

The post-environmental condition beyond an-thropocentrism – In the light of these scientificparadigms and in the wake of the movements foremancipation and civil rights, the environmentalquestion begins to spread in ecological forms(Carson, 1994; Meadows, 1972; Naess, 1989) tothe point that nature became a political issue andobtained recognition for its legal status. In this re-gard, it is interesting to note how Serres began hispresentation at Simon Fraser University (Serres,2006) pointing out that, in his famous work LeContract Naturel (Serres, 1998), he had neverused the word ecology, focusing on the fact thatfrom the signing of the contract of civil rights, na-ture was excluded. It is a grave injustice equal tothe damages suffered and an unjustifiable asym-metry, considering that the social contract wasmoving for the redemption of the weak and the

lost. But how could anyone without a voice beheard? How could neutral objects sign?

The possibility of a natural contract begins toemerge when, due to the circular feedback mecha-nisms, humanity becomes a nature-object towardswhich the effects of its actions bounce off and theenvironment becomes a subject-nature manifestedthrough a system of strengths and effects. It is nolonger necessary to have a voice or a hand to signbecause in this ‘entanglement’ humanity has be-come the nervous system of a single and totalmacro-organism. It is the totality of our knowledge,and our acts, visible and invisible devices thatspeak for the environment. They record effects ofevery transformation by letting emerge a globalsystem of belonging that dissolves any conflictingdualism: a new macro organism named Gaia(Lovelock, 2000; Latour, 2017) whose care andplanning can only be physiological, aimed at know-ing functions and manifestations before the causes.This is the first and decisive step invoked by Latourto welcome the prodigious multiplication of poten-tial agents that moves, acts, heats and boils at thenegotiation table. It is the only possible alternativeto the evident unreasonableness of the rational an-thropocentric project where the Baconian and func-tional vision of the environment is perpetuated.Even worse, the interest in maintaining privileges(even in the more sophisticated version of the Uni-versal Design) continues to be realized within thecapitalist meme5 (Johnston, 2005) and in the West /Rest dualism. Beyond the impracticable reconcili-ation with nature or obedience to its morality – be-cause every dualism is lost (Morton, 2018) – only aco-evolutionary project can therefore guaranteethe safeguarding of our well-being and perpetuateour being in society.

Digital materiality and New Realism in performa-tive modeling – Sixty years after the monitoring ofcarbon dioxide atmospheric concentrations at theMauna Loa Observatory in Hawaii (Meadows,1972), an infinite number of local and orbiting dat-aloggers have innervated an efficient sentient sys-tem. These dataloggers gives us the multi-facetedlife of our planet and represents the first step in‘giving voice’ to the multitude of agents that influ-ence life. At the same time, other things emerged,enabling ways of co-acting no longer by mimesis offorms and typologies, but at the intimate levels ofmatter. ‘Mastering matter’ has become an activitythat works for relationships, parameters, andforces of energy fields. Technologies and the digi-tal metalanguage enable new ways of bringing outand interacting ‘things’ of a New Realism that isnot the materialism of ‘dead things’ or ones of ani-mist superstition. ‘Raw material’ and ‘operatedmatter’ manifested themselves by their performa-tive qualities – as well as the connotative qualitiesof the form – through a new materiality which isthe digital datum. This is an untouchable material-ity (Un-materiality), however physical and capa-ble of producing real and concrete effects; whichenables information, memories, knowledge andawareness; capable of nurturing objectile6‘things’, mutants and co-agents. These materialsoffer new forms of intelligence: Computational In-telligences (ICs) that dialogue in the new languageof Digital Mathema7 and present themselves as theonly opportunity to escape from obsequious behav-iors to tradition, to Progress and to the fifth free-

which distracts from the true objective which isand should remain the human race.

Qualis artifex pereo? – If the multidisciplinary, sys-temic and cybernetic dimension had offered thehope for Design at the service of humanity and so-ciety, at the end of the 1970s it was these episte-mologies, already prepared by the theory of non-linear dynamics and disseminated as a science rev-olution of complexity to undermine every anthro-pocentric claim (Capra, 1988). Physical develop-ments, living systems and research in the evolution-ary micro-biology of neo-Darwinism (Dawkins,2006, 1996; Lovelock, 2000) opened the way for aprofound rethinking of the relationship between hu-manity and the environment and on the transforma-tion processes. The field of zoocentric investigationof the natural sciences gave way to the microcosmof bacteria and genes, giving back a world that waszeroed in hierarchies. From the microscopic dimen-sion, certainties and awareness bounced back,opening up a new horizon: from the life of man andwoman, to life in its totality, since even the inorgan-ic is involved in the transformations of living sys-tems of any type and size.

It was shown that the transformations in the«longue durée» (Christian, 2004), starting from theOxygen Holocaust (Margulis, 1997, p. 99), are notthe result of processes obedient to ‘external’ ran-domness, rational or even superior designs. In-stead, they were guided by the logic of concurrentcooperation and mutual support that demolishedthe stereotype of Darwinian natural selection as aruthless process of oppression of the strongestagainst the weakest with all the ethical and moralrepercussions that followed. They are autopoieticemergencies (Maturana, 1980) that exclude the at-tribution to humanity of any invention: from agri-culture, to the microchip (Margulis, 1997). Humankind, every other living and inanimate form areclosely and mutually interconnected. In the planetDaisyworld1 black and white daisies proceed sym-biotically in a co-generative process where there isno adaptation to the environment but incessantwork to alter the albedo towards homeostatic con-ditions favorable to their survival (Lovelock, 2000).

In the light of this research, the earth is nolonger a passive part of a dual relationship and aresource to be exploited for the benefit of humancomfort and well-being. The human species is notthe only one capable of making changes; theagents responsible for transformation are stilllargely those on the microscopic scale of bacteriaand genes. However, it is undeniable that in the lastmoments of universal history, humanity’s action isgaining an unknown leverage in the intricate co-evolutionary relationship. Prometheus did notimagine that fire, stolen from the gods, wouldspread heat, vapors and miasma so tragically ev-erywhere revealing the other side of techne: the‘thanototechne’2, where knowledge becomes an in-strument of dominion over life and therefore powerover death (Serres, 2011).

This conduct already appeared at the dawn ofhumanity with the domestication of cousin Lucy bythe men Habilis and Erectus, which eventuallycontinues with agriculture and evolves into tech-nologies through which, as Mumford wrote «hecan kill at a distance of five thousand yards andconverse at a distance of five thousand miles»(Mumford, 1952, pp. 15, 16). We are in the pres-

Figg. 10-13 - Development of parametric application byA. Saberi for the Redevelopment of the Aboca HeadQuarter (G. Gallo, 2018): Points of interest of the land-scape; Diagram of the attractor algorithm; Result of ro-tations of facade modules; Entrance view.

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dom8 that the father of the cybernetics pointed outas a looming threat of ruin and despair (Wiener,1966, pp. 203, 204).

Parametric computation, generative algo-rithms and artificial intelligence are the productsthat open up promising trajectories for Designsince they are able to conduct exploration of solu-tions beyond the already known, the rule of art,norms, and experiences that have often proven tobe wrong even for simple sun exposure as hap-pened to the great masters Le Corbusier and Stir-ling (Frazer, 1995, p. 32). The acronym that todayidentifies this new paradigm is BIM, Building In-formation Modeling, implying a multitude of moreor less intelligent ‘things’ and definitively clarify-ing the centrality of the model in Designerly Think-ing (Ridolfi, 2016). BIM is the ‘vulgate’ of a devicethat marks a significant difference from previousCAD computational systems. It is, in fact, an ob-ject-oriented database, indexed by ontologies ofthe constructive and architectural elements where,as in another context Kahn declared, a column re-ally knows to be a column. It is an interrelated sys-tem of information of various types, and natureheld together by the parametric ‘machine’. Sincethe first experiments of Ivan Sutherland the para-metric ‘machine’ is implicit in CAD and subse-quently explicit in BIM. At present it is possible torecognize two different lines of application and re-search: the first one can be defined as InformativeBIM, still related to the automation of design pro-duction and aimed at instructing contractual, ex-ecutive, testing and management activities; thesecond one Performative BIM concerning explo-ration and simulation activities typical of theideational phases, especially of the Early DesignStage (Ridolfi, 2018), but still opposed or poorlyrecognized (Bottazzi, 2018).

This second trend is evident in the Autodeskstrategies that in a few years, thanks to acquisi-tions and recent advances in graphical interfaces,has promoted a progressive transformation of itsBIM platform (Revit) by incorporating simulationfunctionalities designed to support decision-mak-ing. Since the 70s’ new functionality, tools andmethodologies began to spread as specialist areas

of Parametric Modeling and Performance-BasedDesign, emerging in the linguistic-architecturalphenomenologies of Parametricism (Schumacher,2008), a new co-evolutionist organicism «in thesense that each and every part is interacting witheach other» (Lynn, 2004, p. 12). In an open criti-cism of modernist reductionism, Parametricism isthe manifestation of an a-hierarchical and cooper-ative vision of architectural elements that allow theovercoming of modularity and series opening up tounexpected differentiations. Continuity and formalunity result from the ‘intricacy’ of elements thatshould no longer be treated as details of a higherwhole or emergencies of conflicts, but irreduciblesingularities of a continuous system where microand macro-scale are mutually constituted (Lynn,1998, pp. 162, 163). This is the realization of a newrealism already anticipated by biology where «themanufacture of a body is a cooperative venture ofsuch intricacy» (Dawkins, 2006, p. 24).

Experiments in modeling and computational simu-lation in Mailab – Beyond the revision of the archi-tectural language (in some interpretations a mir-ror of the neoliberal liquid society) the poetics ofParametricism had the merit of making the poten-tial of the ICs evident to the greater audience. Infact, those intelligences were capable of process-ing mathematical functions of increasing complex-ity; multi-agent morphogenetic procedures; multi-objective functions, ‘anexact yet rigorous’ process-es, that are capable of confronting amorphousmatter and accurately addressing the local muta-tion although irreducible in totality (Deleuze,2005, pp. 20, 367); autopoietic and mimetic gener-ative forms of natural processes beyond anthro-pocentric and authorial conformism. The in-creased availability of cheap calculations and us-er-friendly simplification of tools have amplifiedthis power by offering a vast plethora of users in-terested in the generation of virtual models onwhich to conduct explorations of the new. A signif-icant role in this democratization in access to ICsis thanks to the introduction of Grasshopper(2007), later emulated by Autodesk with the launchof Dynamo in 2011 and by Nemetschek with Mari-

onette for Vectorworks (2015). They are open-source visual programming interfaces that offerparametric and associative design environmentsor, more precisely, tools with which to visualize andmanipulate the ‘history’ of the operational process(Explicit History) unlike previous software where‘history’ was limited to recording actions.

In the academic field, Mailab (Multimedia Ar-chitecture Interaction Lab), a joint university-busi-ness laboratory of the University of Florence, hasbenefited from these low-cost facilities, making itpossible, in addition to computational modelingand performance simulations, the prototyping ofadaptive robotic building systems (Ridolfi, 2019).The acquired skills have also been used in teach-ing. The introduction to the use of Green BuildingStudio (Autodesk cloud environment for energysimulation) and Grasshopper plugins has allowedthe visualization of a multitude of agents and data-driven evaluations through which students can ac-quire better awareness and share their decisions;decisions that are otherwise supported by intu-ition, with sometimes fallacious approximation, orby numerical formalization that are difficult to un-derstand (Ridolfi, 2016).

Beyond modeling and simulations, typical ofthe energy project, the use of fluid dynamics soft-ware, even as elementary as Flow Design, have al-lowed us to ‘give voice’ to highly complex dynamicphenomena, revealing themselves useful for settingpassive ventilation strategies of buildings and onmicroclimate of outdoor spaces. In more advancedcases, a professional fluid dynamics simulationsoftware (Simscale) has made it possible to mate-rialize and then guide the design choices of theskin of a tower so that the reduction of turbulenceof the dominant winds facilitates the landing andtakeoff phases of drones intended for transport ofpeople (Figg. 3-5).

The filet de fumé was, instead, a device to facemorphological generation retracing the first exper-iments on animation software and volumetric ren-dering like Maya released in 1998. Using particleemitters and acting on a limited number of condi-tions, stochastic processes of fluid dynamic mor-phogenesis were generated. Here the collaboration

Figg. 14-16 - From Earth to Mars & Back (A. Saberi,2015), conceptual model of terraces to be used for the cul-tivation of a Martian base generated by an evolutionaryalgorithm integrated with energy simulation plugins: Out-line of space allocation objectives; Seen from the housingmodules; Family of optimized solutions.

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of forces and contextual constraints has produced acontinuous mutation that is fixed in single frames,where a multitude of readings lie to be selected andlead to architectural forms (Fig. 6).

A similar experience, in which it is possible torecognize the information of the forces that deter-mined them (Lynn, 1999, pp. 10, 11), concerned themodeling of a large-scale structure schematicallyidentifiable as a three-dimensional funicular sys-tem (Fig. 7) and using a Particle-Spring System inthe Rhino-Grasshopper environment (Kangaroo).The process in question is one of the cheapest formorphological simulation for this type of structure(Kilian, 2005). It acts on the parameters of stiff-ness and elasticity of the ‘springs’ to simulate thebehavior of the elements subjected to force fields.In this project that force fields are gravitationalacting within a system of heterogeneous con-straints such as accessibility, panoramic views,context at the edges of the building (Fig. 8). Thedesign alternatives arise from the manual manipu-lation of the physical-geometric properties ofagents and constraints. It follows that, althoughthe search for equilibrium is automatic, the explo-ration is restricted to a limited number of alterna-tives. Moreover, these ‘engines’ do not solve the ar-chitectural form in an integrated manner to thestructural optimization. In this case, the structuraloptimization was developed in a later phase usinganother Grasshopper plugin (Millepede) fromwhich to read the stress states and then drive struc-tural adaptation (Fig. 9). Finally, witnessing thevariety of ‘agents’, even qualitative ones that canact on the form, we elaborate a parametric ‘en-gine’ capable of evaluating the daylight that, at thesame time, ‘attracts’ the windows of an officebuilding towards the points of interest in the sur-rounding landscape (Figg. 10-13).

Generative design experiences towards artificialintelligence – In addition to these experiences, thesector of greatest interest for Mailab today is ori-ented towards Generative Design (GD): the newfrontier of Parametricism, now called Parametri-cism 2.0 (Schumacher, 2016), or even better Post-Parametric Automation (Andia, 2015). Post-Para-metric Automation signals its auto-generative po-tentials capable of definitively freeing the designerfrom that tedious work of manual manipulation(Woodbury, 2010, p. 24), which continues to per-sist even in parametric procedures. The GD ex-ploits forms of intelligence of optimization on aperformance basis, but using automated processesthat allow to execute – in continuity – form genera-tion, measurement of the performance and, basedon feedback, identification of satisfactory solutionsto the given problem.

In addition to the Fuzzy System and NeuralNetworks, the intelligence systems mostly used inthe GD are those of Evolutionary Computation(EC) and Swarm Intelligence (SI). They are bothheuristic procedures that, in the face of complexproblems that cannot be traced back to linearsolvers, rediscover the old method of proceeding‘by trial and error’, but with the possibility of gen-erating an endless number of attempts from whichto let emerge solutions, sometimes unexpected.Their logics derive from the natural morphogenet-ic processes, marking the mutation of Design orig-inally inspired by forms, to now a Design deter-mined by forces where it is legitimate to assimilate

Architecture to a sort of artificial life (Frazer,1995, p. 9). While sharing the same matrix, ECand SI differ in approaches and disputed computa-tional econo-mies: the first emulating the geneticselection processes of classical Darwinism; thesecond emulating the collaborative processes ofthe individuals of a group.

In the different meanings and nuances the al-gorithms that feed the EC are based on the conceptof survival starting from the identification of genesand from which stochastically generate a popula-tion of phenotypes that will evolve, through pro-cesses of crossing and selection, towards those thatare more responsive to the objective functions(Bansal, 2019). SI systems pursue optimization byemulating self-organizing behaviors of singulari-ties, which, instead of their suppression, are safe-guarded and stimulated to share their ‘intelli-gences’. These logics are evident in the names ofthe various solvers that, from the Particle SwarmOptimization (PSO) invented by Kennedy andEberhart in 1995, draw inspiration from the be-havior of living populations in search of food,aerodynamic or defense configurations, engagedin processes of colonization (Kennedy, 2001).

Also in this case the visual programming envi-ronments offer some optimization plugins, nowa-days, mainly based on genetic evolution algo-

rithms. The first and most used is Galapagos, re-leased in 2008 by David Rutten, inventor ofGrasshopper, followed by Goat (2010-15), Octo-pus (2013) and Opossum (2016). The only pluginavailable that makes use of SI is now limited to Sil-vereye (Cichocka, 2017). In Dynamo, only the Op-timo evolutionary solver (2014) is currently avail-able, although Autodesk, looking at the Green Stu-dio model, has recently launched Rafinery, an am-bitious GD cloud project based on genetic opti-mization algorithms. As evidence of their potential,we cite some of the recent experiences carried outwithin or with the support of Mailab through theuse of evolutionary algorithms:- consultancy for the lighting design layout in of-fice spaces with identification of the best compro-mise between lighting quality and reduction of ini-tial and operating costs in the useful life cycle byselecting and locating lighting fixtures;- optimization of a terracing system for cultivationwithin a Martian colony mediating between re-spect for the minimum of the cultivation surfaces,values of irradiation and containment of floorheights (Figg. 14-16);- placement of a tower in an urban environment, pro-ceeding based on GIS data, from the search for freeareas and refining the choice in relation to the urbandensity and available infrastructures (Fig. 17);- optimization of functional layouts and morpholog-ical generation in relation to energy efficiency, visu-al comfort and global emission reduction (Fig. 18).

Other types of algorithms have involved typi-cal problems of passive environmental design bysolving morphological optimization through genet-ic manipulations of climate positioning, orienta-tion, radiation, wind exposure, natural lighting, aswell as those of occupants’ behaviors and habits.

Conclusions – In the last seconds of the universewe have opened a new chapter of global intelli-gence where new artisans adapt new tools to en-rich, rather than reduce, mutating and co-respon-sible singularities of the multiple. The last toolfrom the arsenal of Artificial Intelligence is BigData, a new field of research of Artificial Intelli-gence and Machine Learning that has also beenaccepted in Mailab in forms still simplified andrather oriented to the ‘Learning through Machine’.

A first project, still under development andtested on a limited number of historical Tuscanfarmhouses, has produced a tool that return a sta-tistical knowledge on the percentage distributionof orientations and views of their characteristicspaces (Figg. 21-26). It can therefore be comparedto the learning phase of Deep Learning, but withlimitations that reside in the preparation of the da-ta and taxonomic assignment that, in this specificcase, are still referred to manual operations. In thefield of architecture, the acquisition of data for pat-tern recognition is a known problem due to thefragmentation and heterogeneity of the sources,but actively studied (Liu, 2017) since it is evidenthow the diffusion of the sentient system, from thespoon to the landscape, can offer that data miningnecessary for a further advancement of intelli-gence (Deutsch, 2015).

Big Data is the last example of «soft architec-ture machines» that opens the project of the worldto a sort of new empiricism capable of revealingthe hidden and adaptive rationality of the ‘pack-donkey’s path’ instead of those linear guidelines of

Fig. 17 - Search for the optimal site in an urban context forthe location of a residential tower with the use of an evolu-tionary algorithm and plugin for automatic extraction ofGIS data; the selected phenotypes maximize goals withlower population density, greater facilities and services.

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over time, space, speed and energy on a global scale orexceeding humanity dimension.5) Meme is a concept coined by R. Dawkins in his workThe Selfish Gene (1976). In analogy with biological evo-lutionism, in which the gene is the minimum element ofperpetuation of living species, the meme represents theminimum unit of information which, by imitation, spreadand support a socio-cultural system.6) Objectile. Concept launched by the philosopher G.Deleuze that identifies objects of indeterminacy and ca-pable of topological mutations. The theme had a vast im-pact on parametric design thanks to the work of B. Cache.7) Digital Mathema. Neologism used to emphasize thecharacter of universality and efficiency that binary lan-guage is acquiring, but also a new way of thinking aboutthe world. The term mathema was introduced by Lacan toindicate a language that, through a sort of scientific for-malization of mathematics, could confer features of ob-jectivity to psychoanalytic discourse. Antecedents of this‘project’ of integral transmission of knowledge are to befound in G. Leibniz’s Characteristica Universalis throughwhich philosophical disputes could have been resolvedthrough forms of calculation and even before in the for-mal logic of Aristotle. Mathematics as a way of thinkingdraws inspiration from the developments of Badiou inwhich the mathema, beyond notation, becomes a form ofthought of being outside of any factual manifestation.8) The Fifth Freedom identifies the freedom of the freemarket according to a definition given in 1941 by thepresident of the United States H. Hoover in a speech tosupport the shipment of weapons to Europe. In a broaderview of classical liberalism, this concept includes freeinitiative, private property and the right to exploit anykind of resources.

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the logical-rational certainties advocated from LeCorbousier (Schumacher, 2009, pp. 17, 18), butnow unsuitable in front of the magnificent work ofa blind watchmaker. The road is marked. We thenproceed along these paths, but without ever forget-ting that we are entrusting ourselves to a digital‘marking’ that overshadows two possible and dan-gerous side effects: the eclipse of knowledge bysimplified ‘know-how’, up to gamification for useby ‘amateurs’; the entanglement in the tyrannicaltautologies of the digital Mathema that is both anenriching and symbolic reduction of the world.

ACKNOWLEDGEMENTS

The article is the result of an integrated work between aresearch investigation and theoretical reflections whereA. Saberi’s collaborated on the development and applica-tion of some operational tools.

NOTES

1) Daisyworld is the famous experiment conducted in1983 by J. Lovelock and A. Watson in which, through asoftware, the interaction between inorganic elements andliving organisms was demonstrated. The model simulat-ed the energy homeostasis of a planet populated by whitedaisies (responsible for cooling the planet thanks to ahigher light reflection coefficient) and black daisies (re-sponsible for warming the planet thanks to their light ab-sorption capacity).2) Thanatotechne. A concept in which technology offersitself as a tool of death to satisfy the needs of the powerfor domain, obtaining, in exchange, resources to fuel itsdevelopment. In this dimension, technology becomes anab-solute, that is – as Marcuse affirmed – untied from anybond and judgment that is not that of the instrumental ra-tionality of sciences and economy. Finalité sansfin, ac-cording to Serres, since he is deprived of any project thatis not that of his immense growth. More generally, forFoucault, technologies also become instruments of domi-nation over life when they operate on behalf of politics asa biological normative instrument. Recently, Agambenhas also faced the link between technology and death ar-guing how power can dispose of life and death withoutguilt. According to the philosopher, this condition derivesfrom the fact that power placed itself in a state of perenni-al exceptionality where any law is suspended and human-ity is thrown into a state of absolute ‘nakedness’, de-prived of every right that could derive from the animaland social condition.3) Negentropy is the term introduced in 1943 by E.Schrödinger to indicate the negative entropy or the condi-tions of order of a system. It is also used as a measure ofdeviation from normality.4) Word-objects. Term coined by M. Serres to indicate ar-tifacts (primarily for military uses) that produce effects

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Figg. 18-20 - Application based on evolutionary algorithms for architectural morphological generation at the conceptual mass level (2016): Functional adjacency matrix; Rationaliza-tion of spaces based on frontier and punctual attractors; Families of phenotypes arranged on two energetically optimized planes in the Mediterranean climate.

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a GIUSEPPE RIDOLFI, Architect, he is Associate Pro-fessor at the Department of Architecture, Univer-sity of Florence (Italy) teaching EnvironmentalDesign. Member of the Teaching Committee forthe BIM Master in Project and Collaborative Pro-cesses in New and Existing Buildings, he carriedout planning for University and hospital complex-es, studies and consultancy for public and govern-ment agencies. He is the Director of the Mailablaboratory. E-mail: giuseppe.ridolfi@unifi.it

b ARMAN SABERI, PhD student in Architectural Tech-nology at the University of Florence, he is involvedin architectural visualization, animation, paramet-ric and generative design mainly in the energyfield, carrying out research, design consultancy,teaching assistance and teaching. He is a memberof the Mailab research laboratory. E-mail: arman.saberi@unifi.it

Figg. 21-26 - Instrument for statistical knowledge of the room orientation: Farmhouse main view; Application of the scanning grid on the plan layout; Layers for assigning functions; Spacedistribution output of the single house; Some specimens of the sample of historical colonies of the agricultural landscape in Volterra; Output of the rooms in the totality of the sample.

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