Modelli matematici per interpretare le caratteristiche urbane. La matematica per lo sviluppo e lo studio delle città. Modelli matematici per migliorare la vita dei centri urbani e studiarne la crescita.
Gli scienziati del "Los Alamos National Laboratory" con sede a Los Alamos in New Mexico, hanno messo a punto alcuni modelli matematici per descrivere le caratteristiche urbane e il loro ruolo nella società in generale. Senza destare alcuna sorpresa è la popolazione il più grande fattore nel determinare le caratteristiche urbane ma anche la storia della una città, anche la geografia e il design giocano un ruolo fondamentale. I ricercatori hanno scoperto che le città tendono a conservarsi quasi per inerzia ovvero trattengono le loro caratteristiche positive per decenni, mentre le città in declino impiegano altrettanto tempo per migliorare la qualità della vita all'interno dei loro confini.
Luis Bettencourt del Centro di Scieza non lineare di Los Alamos ed i suoi colleghi hanno ideato diverse metriche per misurare e comparare le caratteristiche socio - economiche delle città e hanno trovato alcune costanti inaspettate.
Una di queste costanti è la regola del 15%: se la popolazione cresce, aumentano sia i fattori negativi che quelli positivi a un tasso però molto più rapido, appunto il 15% più veloce. In altre parole con il crescere della popolazione aumentano anche i salari, la congestione del traffico, e la criminalità, questi fattori però crescono tutti del 115% su una popolazione raddoppiata invece che crescere al ritmo della popolazione stessa.
Un altro risultato sorprendente di questa ricerca è la scoperta dell' inerzia urbana; ovvero la tendenza di una città a conservare le proprie caratteristiche specifiche per un periodo di tempo piuttosto lungo invece di reagire rapidamente a nuovi stimoli. Infatti una volta che la città inizia a cambiare certi aspetti del suo "carattere" tende a continuare questa mutazione per decenni, indipendentemente della crescita della popolazione.
Questi parametri e la matematica applicata possono essere utilizzati per prevedere le esigenze delle aree urbane e contribuire a determinare l'allocazione appropriata delle risorse e dei fattori di altre forme di programmazione necessari per governare con successo le città e le sue periferie. Questi fattori possono anche aiutare a prevedere quanto tempo ci vorrà per ottenere risultati dalle nuove politiche intraprese e quindi fornire metriche per la misurazione della loro efficacia. TFOT ha collaborato in precedenza con altri progetti di pianificazione urbana tra i quali spiccano:
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Software per rimuovere i pedoni dalle strade urbane in Google Street View.
Software di mappatura basati sulle fotocamere.
Strumenti GPS per la gestione del traffico.
Il robot AVENUE; un robottino in grado di esplorare autonomamente le aree urbane e creare delle mappe di siti e di regioni.
Gli alberi solari; particolari piante che assorbono energia durante il giorno ed emettono luce proprio come i lampioni delle strade dopo il tramonto.
Metodi e modelli matematici nelle città:
Ultimamente la matematica sembra essersi avvicinata parecchio all'urbanizzazione delle città, allo studio e alle esigenza che i centri urbani esprimono. Un'altra ricerca interessante su questo tema è senza dubbio quella svolta dal professor Sergio Albeverio dell'accademia di architettura dell'università della svizzera italiana (USI). Il professore ha infatti sviluppato un modello matematico per rispondere alle esigenze dei centri urbani.
Per saperne di più sulla ricerca dei modelli matematici in considerazione delle caratteristiche urbane potete dare un' occhiata al seguente comunicato stampa di Los Alamos, trovate inoltre ulteriori informazioni sulla pagina del progetto di Los Alamos per questa ricerca.
Infine è possibile leggere il documento del Dott. Bettencourt e dei suoi colleghi sulla rivista PLOS One on-line.
La cosa dell’inerzia urbana era prevedibile, infatti se un gruppo di persone nasce e cresce in un determinato luogo, è del tutto naturale che quel luogo continua a lungo a restare pressocheè invariato e con gli stessi ritmi.
Per quel che riguarda il traffico e cose affini, un pò di tempo fa avevo visto un modello matematico probabilistico che aiutava a stimare le code ai semafori. ora non ricordo assolutamente dove l’ho trovato, ma era carino.
Ho sentito dire anche che alcuni “ricercatori” utilizzano videogiochi come sim city per vedere come potrebbe essere l’accessibilità dei servizi in una città. Non hanno tutti i torti. Anche se sim city è un videogioco, permette di valutare qualitativamente molti aspetti. Probabilmente la cosa migliore è però realizzare un sistema di intelligenza artificiale più mirato.
Una mia amica mi stava dicendo che per il loro esame di pianificazione urbanistica hanno usato un software particolare. Ora la chiamo e le chiedo come si chiama questo software
Questi modelli sono molto interessanti, a suo tempo avevo letto il libro “L’atomo sociale” di Mark Buchanan in cui si cerca di dare spiegazione , attraverso la teoria delle reti, a molti fenomeni sociali come perché all’improvviso un quartiere malfamato diventa una zona alla moda etc
Ovvio che è meglio come libro di divulgazione “Link” di Barabasi.
Quando il padre della sociologia Auguste Comte ne coniò il termine aveva però in mente “la fisica sociale” cioè che il comportamento umano avrebbe dovuto sottendere alle stesse regole della fisica.
Per allora il massimo risultato del genio umano era appunto la fisica di Newton,,
Lo studio dei semafori non l’ho mai visto Giovanni, ma se t’interessa ti consiglio “Simulation of Pedestrian Crowds in normal and Evacuation Situations” di Dirk Helbing..
mi ha stupito la cosa che se la popolazione cresce del 15% il resto cresce moolto di più…la regola del 15%…
Guarda, non sono sicuro, ma oltre che la popolazione uno forse deve considerare anche l’afflusso turistico e lavorativo. Se una città passa da 100mila abitanti a 200mila, molto probabilmente nella seconda versione ci saranno anche più fabbriche o più servizi (per fare un esempio) e magari i lavoratori non sono solo quelli autoctoni, ma vengono anche da fuori. Magari in una città più grande viene realizzata un’università e allora sono ancora di più le persone a usare servizi pubblici e privati per recarsi in quella città, sostare oppure prendere casa… dipende da tante cose. Forse sto dicendo una fesseria, ma mi sembra una cosa verosimile…
In fondo queste regole vengono implementante, anche se in modo diverso, in molti giochi di intrattenimento, il primo che ricordi di aver avuto tra le mani, fu Populus, altri tipi di giochi che si basavano si basano sulla costruzione di città dell’antichità che oggi si possono trovare anche on line come Cityville o altri molto simili.
Praticamente tutti i giochi di strategia fatti in questo modo, dove devi gestire un villaggio, un isola, una città o comunque una popolazione si basano su questi algoritmi. Per questo a volte sembrano tanto reali =)
molti giochi utilizzano lo stesso principio, mi è capitato di imbattermi in parecchi titoli con queste caratteristiche!