استفاده از سیستم استنتاج فازی برای تحلیل فضای معماری

هرچند فضای معماری، منبع اصلی و تنها جزء ضروری هر ساخت و ساز معماری می باشد، در بسیاری از موارد، مرزهای آن نامعلوم می باشد که منجر به طراحی فضایی بصری می شود. ایجاد یک مدل ریاضی از فضای معماری با نتایج متمرکز، احتمالات بسیاری برای فرآیند طراحی در تحلیل سازمان فضایی ارائه خواهد کرد که مستقل از تجربه معماران و شهود می باشد. این مقاله یک مدل تحلیل مکانی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی برای فرآیند طراحی ارائه می کند. هدف از این مقاله بررسی پتانسیل یک سیستم فازی با یک موتور استنتاج مامدامی می باشد که تعداد مختلفی از عملکردهای عضویت را در نظر می گیرد. دو سالن انتخاب شد و مدل تحلیل مکانی مبتنی بر سیستم استنتاج اعمال شد. برای قضاوت بهتر، نتایج مدل با مدل تحلیل نقشه عمیق مقایسه شدند. نتایج مدل نشان می دهند که مدل تحلیل مکانی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی حتی با داده های محدود و نامشخص عملکرد بسیار خوبی خواهد داشت. این نمونه اولیه می تواند در ابزاری برای شناسایی اشکال مکانی برای پیشرفت ها طی فرآیند طراحی معماری تکامل پیدا کند.

مفهوم فضای معماری که حرفه معماری براساس آن می باشد، منبع اصلی و تنها حزء ضروری هر ساختار معماری می باشد. با این حال این ضروری ترین جزء با برخی از مرزها در بیشتر وقت ها محدود نمی شود. در مقابل، گفتن این معمولاً غیرممکن است که کجا یک فضا معماری دقیقاتً شروع و پایان می پذیرد. فضاهای معماری معمولاً مرتبط با یکدیگر با طرح کلی نرم می باشند. بخشی از فضای معماری ممکن است بخشی از فضای معماری دیگر در همان زمان باشد [1,2]. بویژه در ساختارهای معماری، جایی که بسیاری از این فضاها طراحی می شوند، یک معمار به طور مستقیم بسته به دانش و تجربه حرفه ای خود رفتار می کند. در اکثر موارد، دیدن اینکه آیا فضا مطلوب است یا نه، تنها از پس از اتمام ساختار امکان پذیر است. در حالی که یک معمار با دانش و تجربه کافی قادر به طراحی فضا با ویژگی های مورد نظر خواهد بود که یک معمار بی تجربه با دانش حرفه ای کمتر در طراحی فضا با ویژگی های مورد نظر موفق نخواهد بود و نتایج عمدتاً غیر قابل برگشت خواهند بود. دلیل ایجاد یک مدل ریاضی از فضای معماری، در آن مدل اهمیت خاصی دارد که احتمالات بسیاری را در تحلیل این امر ارائه خواهد کرد که آیا طرح اجزای کافی برای تشکیل سازمان فضایی مورد نظر را دارد یا نه. بنابراین تحلیل و مدلسازی یک فضای معماری با مرزهای نامشخص مستقل از تجربیات و بصیرت یک معمار ممکن خواهد بود. از طریق این مدل، هر فضای طراحی شده را می توان با ویژگی های مکانی آن بررسی متقابل کرد و اصلاح کرد تا سازمان فضایی مورد نظر را قبل از ساخت آن ارائه کرد. به لطف فناوری های معماری طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) که به یک استاندارد در فرایند طراحی معماری در دهه های گذشته تبدیل شده اند، تجسم هر طرح معماری قبل از ساخت آن امکان پذیر می باشد. با این حال نتایج این سیستم ها سه بعدی نمی باشند و در مقیاس های اصلی خود یا مهمتر از همه در برخی موارد آنها می توانند بجای حمایت از فرآیند ارزیابی نسبتاً گمراه کننده تر باشند [3,5]. علاوه بر نتایج گمراه کننده مثل چشم اندازهای تغییر شکل یافته، بیشتر زمان ها فرآیند ارزیابی فقط می تواند براساس مفهوم بصری باشد. ترکیب فضایی [9-6] و ابزار اصلی آن، نقشه محوری [6,7] و نقشه عمقی [13-10] رایج ترین ابزار مورد استفاده برای تحلیل فضای معماری امروزی هستند [14]. با این حال از آنجا که آن در بخش های دیگر توضیح داده خواهد شد، درک فضایی یک فرآیند چندمحوری می باشد [15] که نتایج آن سیستم ها در کل به طور رضایت بخشی برای تحلیل فضایی کافی نمی باشند. یکی از مدل های ریاضی برای محاسبه عدم قطعیت ها منطق فازی می باشد [16]. منطق و مجموعه های فازی ابتدا توسط زاده در سال 1965 برای ارائه و دستکاری داده های نامشخص ارائه شده بودند. منطق فازی و مجموعه ها ابتدا توسط زاده به عنوان تعمیم نظریه مجموعه های معمولی ارائه شده بودند [18,19]. این رویکرد به یک جایگزین برای منطق بولی کلاسیک برای مسائلی تبدیل شده است که عدم قطعیت ها در آنجا به معنی عدم دقت، ابهام، دانش ناقص وجود دارند. در نظریه زاده، اهداف مجموعه ها با درجات عضویت آنها به آن مجموعه ارائه شدند [17، 23-20]. درجه عضویت یک هدف، حالت آن را تعیین می کند که متعلق به یک مجموعه می باشد. در منطق فازی، عناصر مجموعه ها با درجات عضویت بیان می شوند. زمانی که x یک عنصر معین از فضای متغیر فازی X و μA(x) تعریف می شود، درجه عضویت این عنصر به مجموعه فازی A که در این مرحله متغیر فازی X می باشد، مجموعه فازی A به صورت زیر بیان خواهد شد درجه عضویت μA(x) یک مقدار مثبت بین 0 و 1 برای هر عنصر از مجموعه فازی A می گیرد [27,28]. مجموعه فازی A با تابع عضویت μX تعریف می شود که درجه عضویت عناصر مجموعه را نشان می دهد که با x بیان می شود. توابع عضویت یک عنصر مورد نظر در یک مجموعه فازی را نشان می دهند. مهمترین مزیت مجموعه های فازی، احتمال تعریف حدود تار بین مجموعه های مختلف می باشد که به این معنی می باشد که یک هدف ممکن است متعلق به مجموعه های مختلف با درجات متفاوتی از عضویت باشد. بخاطر ویژگی های فازی و نامشخص فضاهای معماری که یک مدل ریاضی را می سازند و تحلیل آن با مجموعه های فازی و منطق فازی ممکن خواهد بود [26-24]. هرچند امروزه استفاده از منطق فازی و مجموعه های فازی در معماری بسیار محدود و نسبتاً جدید می باشد، مزایای زیادی در مورد مدلسازی و تحلیل فضایی در فرآیند طراحی ارائه خواهد کرد. هدف از این مقاله بررسی پتانسیل یک سیستم فازی با یک موتور استنتاج مامدامی می باشد که تعداد متفاوتی از توابع عضویت را در نظر می گیرد. این مقاله به صورت زیر سازمان دهی شده است. نخست، مدل های تحلیل فضایی شناخته شده در مقالات به طور کوتاه شرح داده می شوند. تعاریف فضای معماری، درک فضایی و ویژگی های عناصر فضایی به طور مختصر در بخش 3 شرح داده شده اند. در بخش 4، اطلاعات کلی در مورد مدل کاربردی شرح داده شده است. مدل تحلیل مکانی مبتنی بر سیستم استنتاج فازی در دو سالن منتخب در بخش 5 اعمال می شود. برای قضاوت بهترف نتایج مدل با نتایج ابزار نقشه عمقی مقایسه شده اند که معمولاً در ترکیب فضایی برای تحلیل ویژگی های فیزیکی سالن های معماری به کار برده می شود. در نهایت، مزایای مدل تحلیل فضایی پیشنهادی بحث خواهند شد.