En Japón, la EQ House futurista utiliza IA y BIM para que el mundo exterior entre a casa
“La arquitectura moderna se está viendo sumamente influenciada por la industria automotriz”, comenta Ikuya Hanaoka, director del grupo de diseño avanzado de la Takenaka Corporation, un despacho de arquitectos y diseño internacional con sede en Osaka, Japón. “Desde el nacimiento de la línea de ensamblaje a principios del siglo XX, el diseño en su conjunto ha pasado por una revolución, con resultados trascendentales”.
No es una sorpresa entonces que Takenaka haya diseñado y construido un prototipo de vivienda llamado EQ House en colaboración con Mercedes-Benz Japón. La estructura, ubicada en el distrito Roppongi de Tokio, busca conectar a las personas, la arquitectura, la movilidad y el espacio habitable. Se puede personalizar y conectar, e integra plenamente la tecnología de sensores.
La prueba de concepto de este ambicioso proyecto incorpora aspectos de la gama de vehículos eléctricos EQ de Mercedez-Benz y la plataforma de movilidad intuitiva CASE de Daimler. Aunque es cierto que su metodología se origina en la línea de ensamblaje hace más de un siglo, la EQ House existe gracias a los espectaculares avances del Internet de las Cosas (IdC) y las tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) que están volviendo a definir la relación entre la movilidad y la vivienda. Junto con los dispositivos inteligentes de sus dueños, el coche eléctrico puede formar parte de un ecosistema más vasto al compartir información.
“Cuando la movilidad penetra los espacios habitables, la relación entre el exterior y el interior cambia”, explica Hanaoka. “El mundo exterior llega al interior de la vivienda, creando a su vez entornos habitables complejos que trascienden los marcos convencionales de la arquitectura”. Este nuevo tipo de arquitectura necesita interfaces y avanzados controles ambientales basados en las tecnologías de la información, que puedan aprender los hábitos de las personas para optimizar el entorno habitable. “Conforme las personas empiezan a exigir entornos que respondan a sus necesidades, la arquitectura se vuelve cada vez más personalizada”.
Aunque ahora mismo solo se trata de un modelo de exposición, la EQ House también es un espacio perfectamente habitable (además de tener una estética agradable). La estructura cuenta con revestimientos en paneles. Cada uno se corta con láser pensando siempre en la eficiencia constructiva. Los recortes de cada panel han sido diseñados para permitir que pase la cantidad óptima de luz solar, dispersando a la vez la iluminación artificial. Entre los 1 200 recortes se cuenta con más de 1 000 patrones únicos, que crean a su vez un efecto de iluminación como el de la luz que pasa entre los árboles del bosque.
En el interior de la EQ House, la movilidad y los espacios habitables se entrelazan en una suerte de túnel. En el centro del edificio una interfaz de vidrio muestra información sobre la condición del edificio y del vehículo. La información proviene de los sensores que detectan a las personas en las habitaciones, que monitorean la temperatura ambiente y gestionan otro tipo de información. Los datos se recopilan gracias a los dispositivos inteligentes en el hogar, como el reloj inteligente de sus dueños. El sistema Building Communication System, creado por Takenaka, agrega los datos de los sensores y los almacena en la nube.
En la cocina de EQ House, los paneles fueron diseñados con algoritmos genéticos que seleccionan los valores óptimos de luminosidad, exposición a la luz y costos de fabricación. El diseño informático se utilizó en muchos elementos de planificación y construcción. En la fase de diseño se utilizó la optimización multivariable (en la que se tienen en cuenta variables múltiples, como la comodidad, el respeto del medio ambiente o el costo) para conseguir un equilibrio entre la captación de luz, la dispersión del calor y la eficiencia. Estas variaciones se generaron a partir de los mejores diseños presentados utilizando algoritmos genéticos.
En la estructura en sí, los paneles de aluminio intercalan barras de contención de acero plano, escondiéndolas. Esto se logró mediante el cálculo de la disposición ideal para reducir la cantidad de abrazaderas y evitar ponerlas en lugares difíciles de instalar.
Los sensores de la casa unen la infraestructura de la información con el espacio habitable, brindando una vasta cantidad de información: una estación meteorológica mide la dirección y velocidad del viento, la pluviosidad, la presión atmosférica y la luz del sol. Los datos se almacenan en sensores multifunción que detectan la temperatura de las superficies, los niveles de dióxido de carbono y la presencia de seres humanos, los relojes y teléfonos inteligentes, los medidores de electricidad, los sensores magnéticos de las puertas, las cámaras que miden la luminosidad y analizan imágenes, los micrófonos para el reconocimiento de voz, las baterías de energía solar y medidas de carga y descarga, y las instalaciones de control climático.
Los datos recopilados se estudian gracias a la IA, que envía información a través del Building Communication System para controlar la casa, repitiendo este proceso en un bucle de retroalimentación continuo. Las paredes de cristal pueden ser controladas electrónicamente para cambiar los niveles de transparencia. En un día soleado y con mucha luminosidad pueden opacarse, o pueden configurarse para que solo se vuelvan transparentes cuando se acerca una persona. Las paredes de la recámara cuentan con películas de encendido gradual que pueden ajustar la iluminación de la habitación dependiendo de las necesidades o la hora del día.
“El edificio se comunica con sus habitantes y aprende lo que les gusta y les disgusta”, comenta Hanaoka. “Se trata de un edificio vivo que respira y coexiste con las personas que lo habitan. Hemos decidido llamar a este nuevo tipo de edificio ‘archiphilia’, pues parecería que el edificio inanimado cobra vida. La casa reacciona ante las voces y los movimientos de las personas, vigila sus vehículos, se encarga de su comodidad y su uso energético, y comparte la información con otros dispositivos”.
Se utilizaron datos BIM (Modelado de información) en todo el proceso de diseño y construcción de la EQ House. Los datos BIM creados con Revit de Autodesk añaden a los modelos 3D la información de gestión de proyectos, como el tiempo, la mano de obra, los requisitos de costos de material, así como los paneles de información y otros componentes de la casa de distintos colores para indicar el orden de construcción. Los datos de la fase de diseño también se utilizan más adelante para cortar con láser los paneles de aluminio. El procedimiento para sujetar los paneles a la armazón del edificio se consiguió gracias a la realidad mixta (MR por sus siglas en inglés): al escanear el código QR de cada panel mediante un dispositivo Microsoft HoloLens, los trabajadores logran ver su lugar de instalación y guía de trabajo. Cuando cada Código QR se escanea, la pieza se ingresa con fecha para gestionar el avance de la obra.
Los datos BIM jugaron un papel vital en la solicitud de construcción y el trabajo de inspección. Gracias a BIM 360 Docs de Autodesk, los dibujos de diseño, documentos y modelos pudieron distribuirse, gestionarse, revisarse y aprovecharse de la mejor manera posible. La Takenaka Corporation ha estado compartiendo datos BIM para las revisiones preliminares. Al construir la EQ House también se utilizaron estos datos para las inspecciones de construcción intermedia y final. Los datos creados con Revit se ingresaron al Sistema MR que combina el indicador HoloLens con una tableta para mostrar los modelos en 3D. Los trabajadores podían así ver los datos de diseño superpuestos en la obra misma para inspeccionarla.
En la inspección final, los elementos que son requisito legal (como los detectores de humo) y el equipo instalado bajo suelo se visualizaban gracias a la superposición MR en la obra. “Fue muy útil porque pudimos ver las orientaciones del rango de efectividad de cada detector en ese espacio”, nota Hanaoka. “Ser capaces de visualizar las distintas áreas que suelen ser inaccesibles, como las válvulas de ventilación bajo el suelo, nos ayudó a proceder con nuestro trabajo sin problemas”. Se compartieron los resultados con el Building Centre of Japan (BCJ), institución designada de validación de las inspecciones.
“Gracias a cada persona que visita la EQ House, ésta sigue aprendiendo y creciendo. Conforme esto ocurre, la relación entre la movilidad y la vivienda sigue evolucionando en ella. Creo que pronto, la movilidad y la habitabilidad se integraran a la perfección, convirtiendo al mundo exterior en una continuación de nuestros hogares, creando el potencial de nuevas experiencias y un nuevo estilo de vida”.