Imaginez vivre dans une ville fraîche et verte, pleine de parcs et parsemée de trottoirs, de pistes cyclables et d’autobus, transportant les gens vers les commerces, les écoles et les centres de services en quelques minutes.
Ce rêve sans effort est la quintessence de l’urbanisme, résumé dans l’idée de la ville à 15 minutes, où tous les besoins et services de base peuvent être satisfaits en un quart d’heure, améliorant la santé publique et réduisant les émissions des véhicules.
L’intelligence artificielle pourrait aider les urbanistes à concrétiser cette vision plus rapidement, avec une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université Tsinghua en Chine démontrant comment l’apprentissage automatique peut générer des aménagements spatiaux plus efficaces que les humains, et en une fraction du temps.
Le spécialiste de l’automatisation Yu Zheng et ses collègues voulaient trouver de nouvelles solutions pour améliorer nos villes, qui deviennent rapidement encombrées et concrètes.
Ils ont développé un système d’IA pour s’attaquer aux tâches informatiques les plus fastidieuses de la planification urbaine et ont découvert qu’il produit des plans de ville qui surpassent d’environ 50 % les conceptions humaines sur trois paramètres : l’accès aux services et aux espaces verts, et les niveaux de circulation.
En commençant petit, Zheng et ses collègues ont chargé leur modèle de concevoir des zones urbaines de seulement quelques kilomètres carrés (environ 3×3 pâtés de maisons).
Après deux jours de formation et en utilisant plusieurs réseaux de neurones, le système d’IA a recherché des tracés routiers et une utilisation du sol idéaux, pour s’adapter au concept de ville de 15 minutes ainsi qu’aux politiques et besoins de planification locaux.
Alors que le modèle d’IA de Zheng et ses collègues possède certaines fonctionnalités qui permettent une utilisation à grande échelle pour la planification de zones urbaines plus vastes, la conception d’une ville entière serait infiniment plus complexe. Selon les chercheurs, la conception d’un quartier composé de blocs de 4×4 nécessite deux fois plus de décisions de planification que celle de blocs de 3×3.
Mais l’automatisation de quelques étapes seulement du processus de planification pourrait permettre de gagner énormément de temps : le modèle d’IA a calculé en quelques secondes certaines tâches qui prenaient entre 50 et 100 minutes aux planificateurs humains.
Selon les chercheurs, l’automatisation de tâches de planification urbaine plus chronophages permettrait aux urbanistes de se concentrer sur des tâches plus exigeantes ou centrées sur l’humain, telles que l’engagement du public et l’esthétique.
Au lieu de remplacer l’IA par des personnes, Zheng et ses collègues envisagent que leur système d’IA fonctionne comme un « assistant » pour les urbanistes, qui pourraient générer des conceptions optimisées par des algorithmes et revues, adaptées et évaluées par des experts humains sur la base des commentaires de la communauté.
Cette dernière étape est fondamentale pour une bonne conception, écrit Paolo Santi, chercheur au Massachusetts Institute of Technology (MIT), dans un commentaire sur l’étude.
L’urbanisme « n’est pas simplement une allocation d’espace pour des bâtiments, des parcs et des fonctions, mais la conception d’un lieu où les communautés urbaines vivront, travailleront, interagiront et, espérons-le, prospéreront pendant très longtemps », écrit-il.
En comparant leur flux de travail basé sur l’IA humaine à des conceptions uniquement humaines, Zheng et ses collègues ont découvert que le processus collaboratif pourrait augmenter l’accès aux services de base et aux parcs de 12 et 5 %, respectivement.
Les chercheurs ont également interrogé 100 urbanistes, ignorant que les plans parmi lesquels ils devaient choisir étaient générés par des planificateurs humains ou par l’intelligence artificielle. L’IA a obtenu beaucoup plus de voix pour certains de ses projets spatiaux, mais pour d’autres projets, il n’y avait pas de préférence claire parmi les participants à l’enquête.
Le véritable test se situerait bien sûr dans les communautés construites dans le cadre de ces plans, mesurées par les réductions du bruit, de la chaleur et de la pollution et par les améliorations de la santé publique que promet d’apporter une meilleure planification urbaine.
L’étude a été publiée dans Sciences naturelles computationnelles.