Protótipo de um sistema especialista baseado em espaços criativos: uma ferramenta para auxílio ao usuário na avaliação, experimentação e adequação do espaço híbrido doméstico

Abstract

A criatividade é uma das bases essenciais na inovação e desenvolvimento humano, dependente e influenciadora da sociedade, do indivíduo e do contexto onde ocorre. E o espaço criativo oferece suporte às demandas, o pensamento e as tarefas de seu usuário e, recentemente, o avanço tecnológico tem permitido a produção individual e coletiva dessas atividades no espaço tipicamente de morar, mesmo que de forma remota. Apesar disso, o espaço muitas vezes não atende a esses requisitos, e o usuário pode não possuir discernimento, experiência ou os meios para promover uma intervenção. Visto isso, o objetivo deste trabalho visou criar um processo baseado em um sistema especialista para auxiliar a avaliação, experimentação e obtenção de conhecimentos necessários à adequação do espaço doméstico buscando maior suporte para este fim. O desenvolvimento consiste em três grandes partes: a exploração das temáticas do espaço criativo, do ambiente doméstico como suporte a essas atividades e do uso de ferramentas digitais para assegurar a qualidade projetual e tomada de decisões assistidas; o desenvolvimento de ferramentas digitais, incluindo o sistema especialista em suas definições e implementações; e a experimentação prática do projeto. O método, que iniciou-se como uma oficina piloto observando premissas iniciais para auxílio a avaliação, como levantamento de dados das condições contextuais apresentadas, automatização da extração de informações para visualização, interação e inferência, serviu de base para idealização do sistema especialista que visa simular as condições e possíveis interações do usuário com seu ambiente, a fim relatar possíveis impactos e indicar autonomamente conhecimento necessário para a formulação de ações corretivas. Os dois grandes componentes do SE são a base de conhecimentos, a qual contém a relação aspectos, métricas, impactos e critérios para verificação das situações variadas que possivelmente afetam por meio do espaço físico o desempenho criativo do usuário; e os processos adotados para formulação do sistema, nos quais um conjunto de regras e lógicas de decisão são utilizados para determinar quais as condições válidas para cada análise e conhecimento a ser fornecido para adequação de dado contexto. O protótipo foi implementado sobre um conjunto de ferramentas, o Autodesk Revit e o MS Power BI, permitindo a interação com o sistema, com o controle da reprodução do espaço, suas variáveis e objetivos de avaliação, e a interface com os resultados, respectivamente. E o ambiente de programação visual Grasshopper, como meio de armazenamento, interoperabilidade entre plataformas, simulação e scripting para o motor de inferências. Os resultados das atividades experimentais (pré sistema e com sistema) permitiram identificar, primeiramente, a coesão dos critérios adotados para a avaliação dentro das limitações do contexto doméstico para a validação da base de conhecimentos, assim como a obtenção de informações para ajustes e reformulações metodológicas e do uso das ferramentas. O processo projetual de adequação mostrou-se ser efetivo e potencializado pelo emprego do sistema, evidenciado a capacidade de suporte à avaliação, experimentação e tomada de decisões. Ademais, identificou-se a possibilidade de aquisição e aumento de conhecimentos e habilidades que facilitaram a exploração de soluções espaciais, fornecendo maior assertividade e segurança na proposição projetual.

Abstract: Creativity is one of the most essential bases in human innovation and development, dependent and influenced by society, the individual, and their context. And the creative space supports the thinking and tasks of its user and, recently, technological advancement has allowed individual and collective production of these activities in the home environment, even if remotely. Despite this, the referred space often does not meet these requirements, and the user may not have the discernment, experience, or means to intervene. Therefore, the objective of this work was to create a process based on an expert system (ES) to assist evaluation, experimentation, and obtainment of necessary knowledge, to help improve home space quality towards creative performance. The development consists of three main parts: the exploration of themes such as the creative space, the domestic environment to support these activities and the use of digital tools to ensure design quality and assisted decision-making; the development of digital tools, including the expert system in its definitions and implementations; and the practical experimentation of the process. The method, which began as a pilot experiment observing the initial premises to aid evaluation, such as data collection of the contextual conditions presented, automation of extraction of information for visualization, interaction, and inference, served as a basis for the idealization of the expert system that aims to simulate the conditions and possible interactions of the user with their environment, to report possible impacts and autonomously indicate necessary knowledge for the formulation of corrective actions. The main components of the ES are the knowledge base, which contains the list of aspects, metrics, impacts, and criteria for verifying the various situations that possibly affect the user's creative performance through physical space; and the processes adopted to formulate the system, in which a set of rules and decision logics are used to determine which are the valid conditions for each analysis and knowledge to be provided to suit a given context. The prototype was implemented on a set of tools, Autodesk Revit and MS Power BI, allowing interaction with the system, with the control of the space replica, its variables and evaluation objectives, and the interface with the results, respectively. And Grasshopper visual programming environment, as a storage medium, cross-platform interoperability, simulation, and scripting for the inference engine. The results of the experimental activities (pre-system and with the ES) made it possible to identify, firstly, the cohesion of the criteria adopted for the evaluation within the limitations of the domestic context for the validation of the knowledge base, as well as obtaining information for adjustments and methodological reformulations and use of tools. The design approach proved to be effective and improved by the use of the system, demonstrating the ability to support evaluation, experimentation, and decision-making. Furthermore, it was identified the possibility of acquiring and increasing knowledge and skills that facilitated the exploration of spatial solutions, providing greater assertiveness and security in the design proposition.