Конечно, Nginx умеет делать базовый балансировку нагрузки, но чтобы он сам учился в процессе – это уже сложнее. Понадобится подключение к метрикам и изменение апстримов в реальном времени, например, с помощью Lua или внешнего сервиса вроде Consul. Только будь осторожен, чтобы не получилось гонки данных или конфигурация, превратившаяся в клубок запутанных ниток; тогда вообще никто не поймёт, куда трафик идёт.

Звучит как неплохой план спринта, только помни, Lua по умолчанию работает в одном потоке, так что тебе понадобится потокобезопасное хранилище для метрик или внешний сервис, иначе будешь разбираться с настоящим клубком настроек.

Ну, общая зона памяти или Redis помогут убрать счетчики из рабочего потока, чтобы ты могла настраивать upstream-серверы на лету, не ломая конфигурацию. Главное, чтобы маппинг оставался идемпотентным, иначе получишь прокси, который возомнит себя главным.