Muito se tem falado na Inteligência Artificial (IA), mas, curiosamente ainda se observa alguma dificuldade na sua implementação na Arquitetura, nomeadamente para que o ato de projetar seja mais rápido, eficiente e inclusivo, para que as cidades e os edifícios sejam mais sustentáveis e para que a construção tenha melhorias na comunicação e colaboração entre os vários intervenientes e redução de erros (atrasos de obra, etc.), havendo uma previsão e controlo maior.

Foi neste sentido que foi apresentado o artigo “Shapes Grammar in Artificial Intelligence: an Analytical Model in Architecture and Urbanism”, em co-autoria com o arquiteto Décio Ferreira, na 5ª Conferência Internacional de Engenharia Civil e Arquitetura (CEAC 2025) no dia 30 de março de 2025, em Tóquio.

As Gramáticas da Forma, por exemplo, introduzidas por Noam Chomsky’s começaram a ser desenvolvidas em 1970 por George Stiny e James Gips e, mais tarde, Terry Knight continuou essa abordagem. No entanto, ainda hoje, pouco se recorre a estes modelos no ato de projetar. Trata-se de um conjunto de regras e vocabulário, onde, por meio de componentes da forma é possível gerar uma gramática voltada para um propósito específico que pode criar uma linguagem para um novo projeto, mas também analisar um já concebido. Uma estrutura computacional (pensamento lógico e matemático) que pode introduzir novas metodologias para a conceção no modo como pensamos e desenvolvemos projetos, sendo a principal função das Gramáticas da Forma a programação. Claro que os Arquitetos o podem fazer, mas as gramáticas tornam o processo mais rápido. Podem criar uma linha de conceção através de um tipo de linguagem, mas também reconstruir espaços totalmente devastados. A título de exemplo, é possível gerar novos modelos de conceção arquitetónica a partir do que foi o estilo e método de um Arquiteto, introduzindo todos os fatores necessários dentro desse programa: localização, propósito, etc.

A parte interessante está na exploração do seu potencial como alternativa aos métodos convencionais de projeto como ferramenta auxiliar para a conceção formal. Explorar a sua interação com tipos específicos de software facilita a compreensão da sua verdadeira utilidade.

O seu modelo paramétrico – uma das suas tipologias – tem o potencial de impactar e transformar o projeto ao introduzir maior precisão, permitir atualizações em tempo real, facilitar a automação e integrar fatores funcionais, espaciais e multidisciplinares, para gerar projetos mais complexos, adaptáveis e responsivos. Isto leva ao desenvolvimento de novas metodologias de projeto que combinam regras tradicionais com o poder computacional, oferecendo aos Arquitetos e Urbanistas um nível inédito de criatividade e controlo. Como resultado, a relação entre forma e função torna-se cada vez mais fluida, permitindo que os projetistas criem soluções inovadoras, baseadas em dados e adaptadas ao contexto.

Por outro lado, ainda no campo do projeto, diversas ferramentas tecnológicas ou processos de trabalho auxiliam no desenvolvimento da sua execução. Entre estes, destacam-se o Building Information Modeling (BIM), o Design Generativo, a IA e o Machine Learning (ML). Estas ferramentas oferecem novas maneiras de analisar, visualizar e otimizar soluções de projeto, expandindo os limites do que é possível no ambiente construído.

O uso destas ferramentas computacionais são um complemento e auxílio para Arquitetos e Urbanistas. Embora estas tecnologias sejam valiosas para criar soluções inovadoras e aumentar a eficiência no projeto, não são os únicos fatores determinantes para o seu sucesso. A integração dessas ferramentas com outros métodos de projeto, tanto tradicionais quanto modernos, é essencial para alcançar espaços urbanos equilibrados e sensíveis ao contexto.

O Design Generativo, que utiliza algoritmos para gerar múltiplas soluções com base em parâmetros definidos, tornou-se uma das técnicas mais poderosas na Arquitetura e no Urbanismo contemporâneos. Ao combinar algoritmos generativos com IA e Machine Learning, os projetistas podem criar soluções otimizadas que respondem a uma ampla gama de variáveis, desde fatores ambientais até necessidades sociais. Essas ferramentas permitem simular uma variedade imensa de cenários, gerando alternativas de projeto que seriam impossíveis de visualizar ou criar manualmente.

O BIM, por exemplo, revolucionou os sectores da Arquitetura e do Urbanismo ao permitir uma modelação 3D precisa, a colaboração em tempo real e a gestão integrada de informações. Esta abordagem holística proporciona uma visão abrangente do projeto, garantindo que todos os componentes, desde o projeto até à construção, estejam alinhados e coordenados. Trata-se de uma tecnologia transformadora que revolucionou as indústrias de Arquitetura, Engenharia e Construção (AEC) ao possibilitar processos de projeto e construção mais integrados, colaborativos e eficientes. Como uma ferramenta que fornece representações digitais detalhadas das características físicas e funcionais de um ativo construído, o BIM aprimora significativamente a maneira como os projetistas abordam a geração e transformação das formas. A sua capacidade de criar modelos paramétricos altamente detalhados oferece um nível de precisão que permite a geração de formas complexas e precisas desde o início do processo de projeto. Uma das principais vantagens do BIM é a sua capacidade de responder em tempo real às mudanças feitas no modelo, garantindo que todos os aspetos do projeto sejam automaticamente atualizados entre diferentes disciplinas (Arquitetura, Estrutura, MEP). Esse ciclo de feedback em tempo real cria uma oportunidade para que as gramáticas da forma evoluam em resposta a uma variedade de fatores inter-relacionados. Em vez de depender apenas de regras predefinidas, a gramática pode adaptar-se dinamicamente à medida que os projetistas fazem modificações. A integração do BIM permite um processo de projeto mais iterativo e responsivo, no qual as regras podem evoluir com base no feedback imediato do modelo.

Existem vários modelos de software que nos ajudam neste processo, destacando, o Dynamo (para o Revit), o Grasshopper (para o Rhino) ou o CityEngine (Esri).

Ainda a referir que a integração da IA com as Gramáticas da Forma apresenta novas oportunidades para automação do projeto, otimização e tomada de decisões inteligentes tanto na Arquitetura quanto no Urbanismo. A IA pode aprimorar os sistemas tradicionais das Gramáticas da Forma ao aprender padrões, gerar soluções inovadoras de projeto e otimizar configurações espaciais com base em diversos parâmetros, como sustentabilidade, eficiência e preferências dos usuários.

Além de gerar novas formas, a IA também desempenha um papel fundamental na aprendizagem e automação das regras das Gramática da Forma. Especialmente o ML e a aprendizagem por reforço, pode automatizar esse processo ao analisar grandes conjuntos de dados de edifícios, fachadas e layouts espaciais para identificar padrões recorrentes. Tudo se pode tornar mais orientado por dados, adaptáveis e otimizados para aplicações no mundo real.  É possível analisar grandes volumes de dados urbanos – incluindo demografia, fluxo de tráfego, condições ambientais e padrões de uso do solo – para gerar e aprimorar layouts urbanos.

Concluindo, o uso das Gramáticas da Forma e de ferramentas computacionais no projeto arquitetónico e urbano representa uma mudança significativa na maneira como abordamos a criação do ambiente construído. Ao combinar geometria, pensamento lógico e tecnologias inovadoras, Arquitetos e Urbanistas são capacitados a explorar novas possibilidades e alcançar soluções que sejam tanto funcionais quanto visualmente impactantes. A chave para o sucesso está na integração criteriosa destas ferramentas com métodos tradicionais, garantindo que os projetos resultantes atendam às necessidades da sociedade atual e aos desafios do futuro.

NOTA: A Autora escreve segundo o Novo Acordo Ortográfico