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智能几何 | Smart Geometry 2016

FAB-UNION

作者:尹昊 同济大学建筑与城市规划学院 硕士研究生

2016年4月4日—4月9日,Smart Geometry国际会议在瑞典哥德堡市的查尔姆斯理工大学举办。会议内容包括了工作营和研讨会两部分,邀请全球范围内建筑、设计和工程领域的创新者和开拓者齐聚一堂。

信息技术在过去十几年里为建筑设计师们带来了新的活力,而Smart Geometry也走在了这个领域的最前端。此次工作营是对“混合域(Hybrid Domains)”问题的一种回应。“混合域(Hybrid Domains)”即学科交叉,它的概念是指,两个或两个以上的学科通过交融渗透而集中在某些复杂问题上,或者说多学科相互协同工作的优势在于它提供了多种可能性以解决极具挑战的建筑问题。在sg2016国际会议上,设计师和研究员需要展示他们是如何工作,如何进行学科串联,如何借鉴其它学科的工作方式,从而创造新的混合学科。

Workshop现场状况

由于今年的会议主题为“混合域(Hybrid Domains)”,所以在团队配置上,许多建筑设计师与非设计领域的专家们一起合作。在研讨会期间,设计师涉足科学认知领域,并与科学家们一起开发能够相应大脑活动的环境,化学家与设计师合作研发出晶体建筑,而建造专家与工程师和设计师合作从六个品种的树中制造出木制桁架,以筛选它们的结构特性。

10个不同的“集群系统(Cluster)”

2016 Smart Geometry国际会议工作营以“集群系统(Cluster)”为工作营的团队分配单位。集群作为专业知识的中心枢纽,它包括人(people)、知识(knowledge)、工具(tools)、材料(materials)和机器(machines)等。“集群系统(Cluster)”使得参与者们在共同的工作框架下拥有一个合作的焦点。同时,“集群系统(Cluster)”也充当了设计决策的媒介,为创意、工艺与技术提供交流的平台。本次会议提出了10个“集群系统(Cluster)”方向,以不同的方式来挑战“混合域(Hybrid Domains)”问题。

1.MARS:火星自主机器人群体(MARS: Martian Autonomous Robot Swarm)

在今年的Smartgeometry国际会议上,最吸引人眼球的作品是在沙坑里的自主机器人。在NASA(美国国家航空航天局)的组织下,Maddock和一队建筑从业者、当地学生以及部分学者,聚集在哥德堡组成了MARS Cluster团队。

MARS Cluster 现场展示

MARS Cluster的研究人员为机器人的运动开发了新的编程逻辑,这使得它们能够轻易地从沙堆里钻出来。自主机器人车队在12英寸×15英寸的集装箱盒子里运动,每个机器人都相当于一个主要由履带和铲头制成的前置装载机。

MARS Cluster 现场展示

MARS Cluster 现场展示

NASA目前正在评估这类机器人是否能够从火星的土壤中挖掘出可居住的建筑,由于火星与地球之间存在20分钟的通信延迟,所以机器人不能等待从地球上发出的指令来进行每一步动作,对于行星表面上的建造材料是否可行,它们需要自行做出判断与决策。

MARS Cluster自主机器人组装过程

MARS Cluster自主机器人组装过程

这看似是一个遥不可及的目标,但是在建筑技术实践的风口浪尖上,它与Smartgeometry的目标是一致的。随着建筑技术的发展,算法效率的提高,计算机运行速度的加快以及传感器成本的降低,MARS Cluster的目标实现概率也得到了飙升。

2.泥土、纺织和机器人实现大型结构(Mud, Textiles, and Robots forLarge Structures)

此集群概念将让参会者们通过合作来实现圆顶形态与大跨度递归几何形态的土制外壳结构建造。

机器人泥土纺织建造

机器人泥土纺织建造

机器人泥土纺织建造

机器人泥土纺织建造

3.感知探测(Sensory Detectives)

感知探测(Sensory Detectives)将发展为一种身临其境的设计体验。在虚拟设计厅中,模拟物理热环境变得可视化,设计师采用模块化建筑元素设计来解决热动力学和空气动力学的相关设计问题,并通过电子传感器和增强现实设备来感知它们的效应。

感知探测使得环境与人产生互动

感知探测装置调试

感知探测装置调试

感知探测装置组装过程

4.可变形结构的校准模拟(Calibrated Modeling ofForm-Active Structures)

我们怎样才能实现基于动态松弛模式下的投射,来解锁可变形混合结构的潜能?

可变形结构装置

可变形结构装置

可变形结构装置搭建中

可变形结构装置搭建中

5.点集交互(Swarmbot Assemblage)

通过机器人的共识自主交互作用和环境的可延展性来探索动态构建过程。

智能点集动态交互过程

智能点集动态交互过程

6.纳米级-螺旋形:建筑师和晶体学家之间的合作(Nano-Gyroids: A CollaborationBetween Architects and Crystallographers)

纳米级-螺旋形(Nano-Gyroids)将晶体学与建筑学串联到一起,以探索这些三维表皮是如何为设计对象及其周围的活动空间提供变革的潜力。

纳米级-螺旋形(Nano-Gyroids)晶体装置

纳米级-螺旋形(Nano-Gyroids)晶体装置

7.LOGJAM:极性多轴应力与主应力(LOGJAM:Polar Orthotropy and Principal Stresses)

LOGJAM提供了以物种优化的思想来进行建筑空间结构设计的潜力挖掘方式。

空间结构装置现场搭接

8.并行参数集群系统(The Parallel Parametrics Cluster)

设想并展示了未来设计的媒体,这使我们能够立即发现、制作、比较、组合、整理、记忆、反馈并传达大批量的设计思路。

并行参数集群设计体系

9.“气氛的活跃”(Atmospheric Delight)

“气氛的活跃”(Atmospheric Delight)团队是借助建筑与认知科学之间的密切合作关系,来产生空间情景与用户体验之间的互动性反馈循环。

Atmospheric Delight团队的互动装置

Atmospheric Delight团队的互动装置温度感应

Atmospheric Delight团队的互动装置现场搭建

Atmospheric Delight团队的互动装置现场搭建

Atmospheric Delight团队的互动装置现场搭建

10.20000个方块拔地而起(20000 Blocks Above the Ground)

电子游戏能够被用来引导非专家群体们的建筑造型设计吗?“20000 blocks”团队由德国法兰克福的Aware建筑事务所创立者Anton Savov以及游戏设计师Ben Buckton合作带领。参与者们操作一款名为Ginger的机器人,用木制方块搭建起建筑模型。一块接一块,Ginger机器人有条不紊的拿起木桩,把它们搬运到涂胶的地方,然后设计师以操作一款叫做Minecraft的电脑游戏的模式,来指定方块的具体位置,这就像是一个孩子在专注的用积木来建造。

Ginger机器人搭建的方块拱桥

电子游戏模式下的操作设计

虽然Buckton认为,Ginger以目前的配置来看,依然无法建造大型的建筑,他认为,游戏化设计与机器人输出两者间的联系是实现民主化设计的重要一步,正如他所说“设计需要设计师和居住者共同完成”。

电子游戏模式下的操作设计


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作者:尹昊 同济大学建筑与城市规划学院 硕士研究生

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