Computer self-generated architecture, cellular automata and generative architecture

As numerical tools become increasingly important across various human activities, this thesis explores the potential application of generative methods in architectural design. Specifically, it examines the use of cellular automata in generating architectural forms while considering the physical and practical boundaries imposed by building engineering. This research delves into multiple design-related concepts, including feasibility, efficiency, usability and processes. The rules and parameters that define the evolution of cellular automata are analysed in depth, using statistical analysis to provide precise quantitative data aiming to support the discussion and guide further development. Evaluation features that rate building and architectural characteristics are elaborated, and modifications to the fundamental program are proposed to enhance its potential and expand the application range of possible outcomes. Finally, a genetic algorithm is integrated with the cellular automata-based system to provide accurate, optimized and meaningful results to the user depending on inputs requirements and needs. The whole system results in an integrated generative method to be used in the building and architectural fields, underlying the interest of such processes and stimulates the need for further research.

Poiché gli strumenti numerici diventano sempre più importanti in varie attività umane, questa tesi esplora la potenziale applicazione dei metodi generativi nella progettazione architettonica. In particolare, esamina l'uso degli automi cellulari nella generazione di forme architettoniche, tenendo conto dei limiti fisici e pratici imposti dall'ingegneria edilizia. Questa ricerca approfondisce diversi concetti legati alla progettazione, tra cui la fattibilità, l'efficienza, l'usabilità e i processi. Le regole e i parametri che definiscono l'evoluzione degli automi cellulari sono analizzati in profondità, utilizzando l'analisi statistica per fornire dati quantitativi precisi volti a sostenere la discussione e a guidare ulteriori sviluppi. Vengono elaborate caratteristiche di valutazione che valutano le caratteristiche edilizie e architettoniche e vengono proposte modifiche al programma fondamentale per aumentarne il potenziale e ampliare la gamma di applicazioni possibili. Infine, un algoritmo genetico viene integrato con il sistema basato sugli automi cellulari per fornire all'utente risultati accurati, ottimizzati e significativi in base ai requisiti e alle esigenze degli input. L'intero sistema si traduce in un metodo generativo integrato da utilizzare nel campo dell'edilizia e dell'architettura, che sottolinea l'interesse di tali processi e stimola la necessità di ulteriori ricerche.