Avaliação dos Algoritmos Evolutivos para projetos hospitalares humanizados e homeodinâmicos

Autores

  • Adriano Dias Ávila Universidade Estadual de Campinas
  • Rachel Zuanon Universidade Estadual de Campinas
  • Barbara Alves Cardoso de Faria Universidade Anhembi Morumbi
  • Lucas Figueiredo Baisch Universidade Estadual de Campinas

DOI:

https://doi.org/10.29147/datjournal.v8i4.801

Palavras-chave:

Arquitetura hospitalar humanizada e homeodinâmica, Design generativo, Algoritmos Evolutivos, Otimização multiobjetivo, Profissionais da saúde

Resumo

As configurações arquitetônicas dos ambientes de cuidados à saúde, incluindo a articulação com espaços externos, elementos naturais e as variáveis ambientais, impactam diretamente a homeostase biológica de equipes de enfermagem. Além de critérios construtivos, as preferências pessoais de ocupantes de ambientes internos têm sido cada vez mais atendidas pela utilização dos algoritmos evolutivos de otimização multiobjetivo. Por meio da revisão sistemática da literatura, intencionou-se adquirir o estado da arte acerca da utilização dessa tecnologia para a melhoria de espaços hospitalares, considerando sobretudo as preferências arquitetônicas de enfermeiros. Para tanto, este trabalho se baseou nas cooperações transdisciplinares propostas pelo conceito de Ambientes e Produtos Homeodinâmicos, que visam restaurar e manter a saúde dos usuários. Por meio dos resultados – onze trabalhos que buscaram otimizar fachadas e plantas-baixas hospitalares – a integração das preferências de enfermeiros ao projeto de ambientes hospitalares foi identificada como uma significativa lacuna de pesquisa. Em conjunto aos algoritmos evolutivos, tais variáveis de projeto representam um significativo avanço na criação de ambientes hospitalares humanizados e homeodinâmicos.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Adriano Dias Ávila, Universidade Estadual de Campinas

Pesquisador de mestrado na Universidade Estadual de Campinas, onde se especializou na aplicação de algoritmos evolutivos para aprimorar ambientes hospitalares humanizados e homeodinâmicos, melhorando ambientes de saúde por meio de soluções de design inovadoras. Membro da Rede Internacional de Cooperação Transdisciplinar em Pesquisa, Inovação e Extensão DASMind – UNICAMP. Graduado em Arquitetura e Urbanismo pela Universidade Federal de Mato Grosso em 2015, e com formação profissional em escritórios de projetos de arquitetura por meio de algorítmos. Os interesses de pesquisa de Ávila abrangem design generativo, design paramétrico e inteligência artificia.

Rachel Zuanon, Universidade Estadual de Campinas

Bolsista Produtividade em Pesquisa 2, CNPq. Coordenadora da Rede Internacional de Cooperação Transdisciplinar em Pesquisa, Inovação e Extensão DASMind – UNICAMP. Docente no Curso de Artes Visuais e professora/pesquisadora nas áreas de Processo Criativo em Composição Artística e de Arte e Tecnologia, do IA- -UNICAMP. Professora e pesquisadora do PPG Artes Visuais (IA-UNICAMP) e do PPG Arquitetura Tecnologia e Cidade (FECFAU-UNICAMP). Desde 1998, dedica suas pesquisas e projetos à cooperação Neurociências e Processos Criativos e Projetuais em Design, Arte e Arquitetura para aplicações em Saúde e Educação. Contemplada com importantes prêmios nacionais e internacionais, suas pesquisas, projetos e obras de arte constam publicados em periódicos e livros qualificados no Brasil e exterior, e apresentados/exibidos em diversos países.

Barbara Alves Cardoso de Faria, Universidade Anhembi Morumbi

Arquiteta e Urbanista pelo Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio. Mestre em Design pela Universidade Anhembi Morumbi, com a dissertação “Arquitetura e Neurociência - O projeto paisagístico como auxílio ao tratamento não farmacológico da doença de Alzheimer”. Doutoranda do PPG Arquitetura Tecnologia e Cidade (FECFAU-UNICAMP). Membro da Rede Internacional de Cooperação Transdisciplinar em Pesquisa, Inovação e Extensão DASMind – UNICAMP. Seus interesses centram-se nas áreas de pesquisas transdisciplinares que estabelecem conexões entre as neurociências cognitivas e comportamentais e as práticas de projetos arquitetônicos. É professora na Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, e curso Técnico de Design de Interiores da Universidade Anhembi Morumbi.

Lucas Figueiredo Baisch, Universidade Estadual de Campinas

Pesquisador em nível de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Arquitetura, Tecnologia e Cidade, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FECFAU UNICAMP). Membro da Rede Internacional de Cooperação Transdisciplinar em Pesquisa, Inovação e Extensão DASMind –UNICAMP. Graduado em Arquitetura e Urbanismo e mestre em Patrimônio Cultural pelo Programa de Pós-Graduação em Patrimônio Cultural e pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Suas pesquisa buscam correlacionar parâmetros físicos do ambiente contruído e parâmtros neuropsicofisiológicos do organismo humano. Além disso, possui interesse por prototipagem eletrônica, Building Information Modeleling e inteligência artificial.

Referências

AGARWAL, Neha; CHATURVEDY, Shefali; CHATURVEDI, Saurabh; CHATURVEDI, Yogita. Salivary Cortisol and Alpha-amylase—Biomarkers of Stress in Children undergoing Extraction: an in vivo study. International Journal of Clinical Pediatric Dentistry, v. 11, n. 3, p. 214-218, 2018. DOI: https://doi.org/10.5005/jp-journals-10005-1514

BEAR, Mark F.; CONNORS, Barry W.; PARADISO, Michael A. Neuroscience: Exploring the Brain. 4. ed. Burlington: Jones & Bartlett Learning, 2015.

BESBAS, Soumaya; NOCERA, Francesco; ZEMMOURI, Noureddine; KHADRAOUI, Mohamed Amine; BESBAS, Asma. Parametric-Based Multi-Objective Optimization Workflow: Daylight and Energy Performance Study of Hospital Building in Algeria. Sustainability (Switzerland), v. 14, n. 19, 2022. DOI: 10.3390/su141912652. Disponível em: https://www.mdpi. com/2071-1050/14/19/12652. Acesso em: 30 ago. 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/su141912652

CARMEL-GILFILEN, Candy; PORTILLO, Margaret. Designing With Empathy: Humanizing Narratives for Inspired Healthcare Experiences Background and Context. Health Environments Research & Design Journal, v. 9, n. 2, p. 130–146, 2016. DOI: 10.1177/1937586715592633. Disponível em: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1937586715592633. Acesso em: 2 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.1177/1937586715592633

CARTA, Silvio; LOE, Stephanie St; TURCHI, Tommaso; SIMON, Joel. Self-organising floor plans in care homes. Sustainability (Switzerland), v. 12, n. 11, 2020. DOI: 10.3390/su12114393. Disponível em: https://www.mdpi.com/2071-1050/12/11/4393. Acesso em: 2 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/su12114393

DAMÁSIO, António. Descartes’ Error: Emotion, Reason, and the Human Brain. Reimpressão ed. Londres: Penguin, 2005.

DAMÁSIO, António. Em Busca de Espinosa: Prazer e dor na ciência dos sentimentos. 2. ed. São Paulo: Editora Companhia das Letras, 2004.

DU, Renjie; WANG, Yu; ZHANG, Xinli. Optimization of Patient Guidance Path Based on Improved Genetic Algorithm. In: IEEE International Conference on Artificial Intelligence and Big Data (ICAIBD), 5, 2022, Chengdu. Anais [..]. Chengdu: Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc., 2022. p. 598–604. DOI: 10.1109/ICAIBD55127.2022.9820469. Disponível em: https://ieeexplore.ieee.org/document/9820469. Acesso em: 26 ago. 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/ICAIBD55127.2022.9820469

GABRIEL, Paulo Henrique R.; DELBEM, Alexandre Cláudio B. Fundamentos de algoritmos evolutivos. 2008. São Carlos: ICMC-USP. Disponível em: https://repositorio.usp.br/directbitstream/7472618b-87b3-4077-a1ca-eb5f40a0542c/nd_75.pdf. Acesso em: 14 set. 2023.

HALAWA, Farouq; MADATHIL, Sreenath Chalil; KHASAWNEH, Mohammad T. Multi-objective unequal area pod-structured healthcare facility layout problem with daylight requirements. Computers & Industrial Engineering, v. 162, p. 107722, 2021. DOI: 10.1016/J. CIE.2021.107722. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S0360835221006264. Acesso em: 10 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cie.2021.107722

NEJATI, Adeleh; SHEPLEY, Mardelle; RODIEK, Susan; LEE, Chanam; VARNI, James. Restorative Design Features for Hospital Staff Break Areas: A Multi-Method Study. Health Environments Research and Design Journal, v.9, n. 2, p. 16–35, 2016. DOI: https:// doi.org/10.1177/1937586715592632. Disponível em: https://journals.sagepub.com/doi/ full/10.1177/1937586715592632. Acesso em: 13 abr. 2023. DOI: https://doi.org/10.1177/1937586715592632

MCGAIN, Forbes; NAYLOR, Chris. Environmental sustainability in hospitals - a systematic review and research agenda. Journal of Health Services Research & Policy, v. 19, n. 4, p. 245–252, 2014. DOI: https://doi.org/10.1177/1355819614534836. Disponível em: https:// journals.sagepub.com/doi/10.1177/1355819614534836. Acesso em: 20 abr. 2023. DOI: https://doi.org/10.1177/1355819614534836

Nanda, Upali; Pati, Debajyoti; McCurry, Katir. Neuroesthetics and healthcare design. Health Environments Research & Design Journal, v. 2, n. 2, p. 116–133, 2009. DOI: https://doi.org/10.1177/193758670900200210. Disponível em: https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/193758670900200210?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed. Acesso em 30 jul. 2023. DOI: https://doi.org/10.1177/193758670900200210

HIMMETOĞLU, Salih; DELICE, Yılmaz; KIZILKAYA AYDOĞAN, Emel; UZAL, Burak. Green building envelope designs in different climate and seismic zones: Multi-objective ANN-based genetic algorithm. Sustainable Energy Technologies and Assessments, v. 53, p. 102505, 2022. DOI: 10.1016/J.SETA.2022.102505. Disponível em: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213138822005550. Acesso em: 18 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102505

HUO, Jiazhen; LIU, Jing; GAO, Hong. An NSGA-II Algorithm with Adaptive Local Search for a New Double-Row Model Solution to a Multi-Floor Hospital Facility Layout Problem. Applied Sciences 2021, v. 11, n. 4, p. 1758- 1.779, 2021. DOI: 10.3390/APP11041758. Disponível em: https://www.mdpi.com/2076-3417/11/4/1758/htm. Acesso em: 11 abr. 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/app11041758

KARAMAN, Selim; EKICI, Berk; CUBUKCUOGLU, Cemre; KOYUNBABA, Basak Kundakci; KAHRAMAN, Ilker. Design of rectangular façade modules through computational intelligence. In: IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC), 2017, Donostia. Anais […]. Donostia: IEEE Press, 2017. p. 1021–1028. DOI: 10.1109/CEC.2017.7969420. Disponível em: https://dl.acm.org/doi/abs/10.1109/CEC.2017.7969420. Acesso em: 17 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.1109/CEC.2017.7969420

KATOCH, Sourabh, CHAUHAN, Sumit Singh, KUMAR, Vijay. A review on genetic algorithm: past, present, and future. Multimedia Tools and Applications, v. 80, n.5, p. 8091–8126, 2021. DOI: 10.1007/s11042-020-10139-6. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7599983/. Acesso em 08 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/s11042-020-10139-6

KHAMISA, Natasha; OLDENBURG, Brian; PELTZER, Karl; ILIC, Dragan. Work Related Stress, Burnout, Job Satisfaction and General Health of Nurses. International Journal of Environmental Research and Public Health, v. 12, n. 1, p. 652-666, 2015. DOI: 10.3390/IJERPH120100652. Disponível em: https://www.mdpi.com/1660-4601/12/1/652/htm. Acesso em: 29 ago. 2023. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph120100652

LEITNER, Angelo; PINA, Silvia Mikami. Arquitetura sob a ótica da humanização em ambientes de quimioterapia pediátrica. Ambiente Construído, v. 20, n. 3, p. 179–198, 2020. DOI: 10.1590/S1678-86212020000300424. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ac/a/QPVpMcNW5kmfDCJh7pn9jdf/?lang=pt. Acesso em: 2 set. 2023. DOI: https://doi.org/10.1590/s1678-86212020000300424

LUKE, Sean. Essentials of Metaheuristics: A Set of Undergraduate Lecture Notes by. 2. ed. 2015. Disponível em: https://ds.amu.edu.et/xmlui/bitstream/handle/123456789/14542/Essentials%20-%20263%20pages.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 1 fev. 2023.

MARTINO, Jarryer Andrade de. Algoritmos evolutivos como método para desenvolvimento de projetos de arquitetura. 2015. Tese (Doutorado) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, 2015. p. 281. Disponível em: https://bv.fapesp.br/pt/publicacao/135281/algoritmos-evolutivos-como-metodo-para-desenvolvimento-de-pr/. Acesso em: 29 ago. 2023.

MARTINO, Jarryer Andrade De; CELANI, Gabriela. Sistema Generativo Evolutivo como Método no Processo Criativo. Blucher Design Proceedings, v. 1, n. 8, p. 380–383, 2014. DOI: 10.5151/despro-sigradi2014-0076. Disponível em: https://www.proceedings.blucher.com.br/article-details/sistema-generativo-evolutivo-como-mtodo-no-processo-criativo-14293. Acesso em: 20 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.5151/despro-sigradi2014-0076

PICARD, Rosalind W. Affective Computing. Cambridge, MA, USA: MIT Press, 1997. DOI: https://doi.org/10.1037/e526112012-054

POISSON, Benoît. Perspective biopsychologique systémique des émotions de base. Sante Mentale au Quebec, v. 40, n. 3, p. 223–244, 2015. DOI: 10.7202/1034920AR. Disponível em: https://www.erudit.org/en/journals/smq/2015-v40-n3-smq02336/1034920ar/. Acesso em: 22 jul. 2023. DOI: https://doi.org/10.7202/1034920ar

ROSE, S. Lifelines: Biology beyond Determinism. Nova York: Oxford University Press,1998.

RUTTEN, David. Galapagos: On the logic and limitations of generic solvers. Architectural Design, v. 83, n. 2, p. 132–135, 2013. DOI: 10.1002/ad.1568. Disponível em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ad.1568. Acesso em: 20 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.1002/ad.1568

SLEIMAN, Hassan A.; HEMPEL, Steffen; TRAVERSARI, Roberto; BRUINENBERG, Sander. An as-SU, Zhou Zhou. Optimizing Spatial Adjacency in Hospital Master Planning. Communications in Computer and Information Science, v. 1028, p. 134–144, 2019. DOI: 10.1007/978-981-13-8410-3_10/TABLES/1. Disponível em: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-981-13-8410-3_10. Acesso em: 8 fev. 2023.

TERZIDIS, Kostas. Algorithmic Design: A Paradigm Shift in Architecture? In: Education and research in Computer Aided Architectural Design in Europe (eCAADe), 22, 2004, Copenhagen. Anais [..]. eCAADe, 2004. p. 201–207. DOI: 10.52842/conf.ecaade.2004.201. Disponível em: https://papers.cumincad.org/cgi-bin/works/paper/2004_201. Acesso em: 20 fev. 2023. DOI: https://doi.org/10.52842/conf.ecaade.2004.201

TOLEDO, Luis Carlos. Feitos para cuidar: a arquitetura como um gesto médico e a humanização do edifício hospitalar. 2008. Tese (Doutorado) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Programa de Pós-Graduação em Arquitetura, Rio de Janeiro 2008. Disponível em: http://objdig.ufrj.br/21/teses/707407.pdf. Acesso em: 20 fev. 2023.

ULRICH, Roger S.; ZIMRING, Craig; ZHU, Xuemei; DUBOSE, Jennifer; SEO, Hyun Bo; CHOI, Young Seon; QUAN, Xiaobo; JOSEPH, Anjali. A Review of the Research Literature on Evidence-Based Healthcare Design. Spring, v. 1, n. 3, p. 61–125, 2008. DOI: 10.1177/193758670800100306. Disponível em: https://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/193758670800100306?journalCode=hera. Acesso em: 19 maio. 2023. DOI: https://doi.org/10.1177/193758670800100306

WINGENFELD, Katja; SCHULZ, Michael; DAMKROEGER, Annika; PHILIPPSEN, Christine; ROSE, Matthias; DRIESSEN, Martin. The diurnal course of salivary alpha-amylase in nurses: an investigation of potential confounders and associations with stress. Biological Psychology, v. 85, n. 1, p. 179-181, set. 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopsycho.2010.04.005

YUFKA, Muhittin; EKICI, Berk; CUBUKCUOGLU, Cemre; CHATZIKONSTANTINOU, Ioannis; SARIYILDIZ, I. Sevil. Multi-Objective skylight optimization for a healthcare facility foyer space. In: IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC 2017), 2017, Donotia. Anais [..]. DOI: https://doi.org/10.1109/CEC.2017.7969418

IEEE, 2017. p. 1008–1014. DOI: 10.1109/CEC.2017.7969418. Disponível em: https://ieeexplore. ieee.org/document/7969418. Acesso em: 4 abr. 2023.

ZHAO, Chaowang; YANG, Jian; XIONG, Wuyue; LI, Jiatong. Two Generative Design Methods of Hospital Operating Department Layouts Based on Healthcare Systematic Layout Planning and Generative Adversarial Network. Journal of Shanghai Jiaotong University (Science), v. 26, n. 1, p. 103–115, 2021. DOI: 10.1007/s12204-021-2265-9. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s12204-021-2265-9. Acesso em: 4 abr. 2023. DOI: https://doi.org/10.1007/s12204-021-2265-9

ZUANON, Rachel; LIMA, Claudio Ferreira; MONTEIRO, Evandro Ziggiatti. Ambientes e Produtos Homeodinâmicos: perspectivas e contribuições à saúde e ao bem-estar do ser humano. DAT Journal, v. 5, n. 4, p. 194–212, 2020. DOI: 10.29147/dat.v5i4.290. Disponivel em: https://datjournal.emnuvens.com.br/dat/article/view/290. Acesso em: 21 dez. 2022. DOI: https://doi.org/10.29147/dat.v5i4.290

Downloads

Publicado

2023-12-28

Como Citar

Ávila, A. D., Zuanon, R., Faria, B. A. C. de, & Baisch, L. F. (2023). Avaliação dos Algoritmos Evolutivos para projetos hospitalares humanizados e homeodinâmicos. DAT Journal, 8(4), 229–247. https://doi.org/10.29147/datjournal.v8i4.801

Edição

Seção

Design, Arte e Tecnologia