Developing a knowledge based design education method : using generative systems and onthology to teach landscape design

O objetivo deste trabalho é propor uma nova abordagem para o ensino de arquitetura paisagística, baseada nas teorias computacionais aplicadas ao projeto, como a linguagem de padrões de Alexander, a gramática da forma e a modelagem paramétrica. A pesquisa propõe um modelo que relaciona os conceitos, relações, regras e propriedades que formam o universo de discurso de um arquiteto paisagista como precendentes de projeto, por meio de uma ontologia. Os conceitos são apresentados aos alunos no formato de regras esquemáticas e derivações semelhantes às existentes em uma gramática da forma. Cada um deles representa um padrão e está, como na linguagem de padrões de Alexander, conectado a outros formando assim uma rede. Por outro lado, diferentemente do sistema de Alexander, os precedentes não estão encapsulados nos padrões. Estes formam uma segunda estrutura em rede que relaciona as referências com diferentes padrões. No protótipo desenvolvido nesta pesquisa o sistema está preenchido com conceitos e precedentes extraídos da obra do paisagista Roberto Burle Marx. Este projetista pode ser considerado um especialista, pois sua obra contém uma parcela expressiva dos conceitos pertencentes ao universo de discurso em arquitetura paisagística aplicados em soluções que podem ser consideradas importantes referências de projeto. Além dessa estrutura que relaciona conceitos e precedentes, o sistema possui ainda um módulo interativo em que o aluno pode gerar e inserir automaticamente, em um modelo geométrico digital, diferentes componentes para criar um projeto paisagístico, como conjuntos de árvores, arbustos, esculturas, etc., definidos e agrupados de maneira paramétrica. A hipótese deste trabalho é que o uso de sistemas generativos e referências de projeto podem colaborar no aumento da eficiência do ensino sem que haja a redução da qualidade do trabalho ou o cerceamento da criatividade do aluno. Para comprovar a eficácia do sistema foram realizados workshops com alunos de graduação nos quais estes desenvolveram propostas de projeto com e sem o auxílio das ferramentas desenvolvidas. Esses testes colaboraram para a verificação da eficácia do sistema e permitiram introduzir ajustes no mesmo. Espera-se futuramente desenvolver um sistema online que possa ser utilizado como apoio no processo de ensino de paisagismoThe purpose of this research is to present a case based system to support students during the search for a solution to a landscape design problem. The system model is based on computational theories applied to design, such as Alexander's pattern language, shape grammar and parametric modeling. In the system, a design concept, also called pattern, can be represented as a schematic shape grammar rules or by its derivations - rule application. The patterns are connected to each other framing a network similar to Alexander's pattern language hierarchy structure. However, differently from Alexander's system, the precedents (or design references) are not encapsulated in a pattern. In this case, precedents are responsible to structure the other branch of the network. The prototype developed in this research is filled with concepts and design precedents extracted from Roberto Burle Marx landscape designs. Burle Marx can be seen as an expert, since his work contains an expressive parcel of concepts that belong to the landscape architecture universe of discourse. These are the sort of reference that students should research during design process. Beyond the structure to search for design concepts and precedents, it's also proposed an interactive module implemented in a parametric design tool. This module allows students generate and insert automatically different parametric components, such as a group of trees, bushes, sculptures, in a digital 3D model. Using that module students can create design solutions, assisted by the precedent based system, entirely through a digital media. Some tests were performed with undergraduate students in a workshop to prove the system efficacy. The tests helped to verify the hypothesis and showed how design references are a very important design tool. In the near future is expected that the implementation of an online system can help students, supporting them during design process. The work hypothesis is that the use of generative systems and design references can collaborate to increase teaching efficiency without the reduction of work quality or creating boundaries in student's creativit