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3D掃描-巴特萊特建筑學(xué)院 如今,，機(jī)器人建造，人工智能等數(shù)字化工具在建筑領(lǐng)域的運用越來越普遍,。無論是大型公建,，還是小型住宅，一個建筑項目不使用某種數(shù)字工具進(jìn)行設(shè)計或建造的情況越來越少,。數(shù)字化的技術(shù)給予了我們建筑空間新的體驗,，同時也幫助建筑師們開拓各種新的可能性,。 未來，數(shù)字化的應(yīng)用也將會越來越貼近我們的日常生活,，使我們更方便的獲取和利用信息,。虛擬數(shù)據(jù)和數(shù)字信息的互動性和連通性將會比以往任何時候都更強(qiáng)。在這種時代背景之下,，數(shù)字技術(shù)的利用對于建筑領(lǐng)域也是一個巨大的機(jī)遇,，通過這篇文章，小編想和大家一起分享一下關(guān)于建筑中數(shù)字化發(fā)展的過去,，現(xiàn)在和未來方面的知識,。 2018年火人節(jié)寺廟—用Grasshopper所設(shè)計的項目 01 起源：形態(tài)思維 我們對數(shù)字化時代建筑未來的關(guān)心與如何理解人類與自然的關(guān)系有著直接的聯(lián)系。19世紀(jì)生機(jī)論（Vitalism）到經(jīng)驗主義的轉(zhuǎn)變,，標(biāo)志著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,。人們對于大自然中的生命有了更深入的了解，湯普森的《生長和形態(tài)》和達(dá)爾文的《物種起源》所表達(dá)的結(jié)構(gòu)主義思想激發(fā)了建筑師在設(shè)計中利用自然的行為,。 1896年,，芝加哥學(xué)派建筑師路易斯·沙利文將其思想概述為形式總是追隨功能，而他的門徒弗蘭克·勞埃德·賴特也提出了“有機(jī)建筑”的思想,，在他所開創(chuàng)的草原學(xué)派的建筑運動中,，這種思想在設(shè)計中體現(xiàn)的最為明顯——從它的形態(tài)到它的功能，建筑可以被理解為一個與環(huán)境相協(xié)調(diào)的有機(jī)體,。 路易斯·沙利文 弗蘭克·勞埃德·賴特 這種思維可以概括為”形態(tài)思維“,，它讓建筑師思考自然規(guī)則如何能夠超越所有建筑設(shè)計的形式。德國斯圖加特大學(xué)的建筑教授阿希姆·蒙格斯(Achim Menges)表示,，形態(tài)思維在今天仍然適用,。他說:“在大自然中，形式的產(chǎn)生和它的物質(zhì)化具有內(nèi)在,、不可分割的聯(lián)系,。”因此，形態(tài)學(xué)的設(shè)計使設(shè)計和制造更加緊密地聯(lián)系在一起,。”這是充分挖掘數(shù)字技術(shù)在建筑設(shè)計和施工中潛力的先決條件,。” 02 最初的參數(shù)論者
意大利建筑師Luigi Moretti認(rèn)為，假如建筑的功能可以通過一組參數(shù)來描述,，那么建筑師就可以使用與性能標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的數(shù)學(xué)方程來設(shè)計形式,。西班牙建筑大師安東尼·高迪在設(shè)計圣家堂的過程中便采用了模擬計算的方法。他開發(fā)了圣家堂的懸鏈拱頂結(jié)構(gòu),，他把基層設(shè)計的模型倒置,，每個相應(yīng)的點上吊著懸鏈，每條鏈上掛著重量與實際成比例的沙袋,，這樣穩(wěn)定后的繩子自然產(chǎn)生的曲線就是拱頂和拱門應(yīng)該用的角度,，也叫拋物拱。懸鏈結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于,，它只受自相抵消的切力作用,，能夠平均分配支撐重量。 倒掛懸鏈的設(shè)置 倒掛裝置底下的鏡子倒映出了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu) 圣家堂 遺憾的是,高迪的圖紙和大教堂的模型,被毀于1936的西班牙內(nèi)戰(zhàn),。20世紀(jì)70年代末和80年代,，年輕的澳大利亞建筑師馬克·伯里(Mark Burry)在認(rèn)真研究剩下的碎片時，拼湊出了構(gòu)成高迪所有模型基礎(chǔ)的復(fù)雜數(shù)學(xué)代碼,。巴里的研究使高迪的作品進(jìn)入了國際公共領(lǐng)域,，高迪的方法在20世紀(jì)末21世紀(jì)初影響了世界各地的許多建筑設(shè)計師。隨著計算工具進(jìn)一步發(fā)展,，將物理引擎(可以幫助模擬物理系統(tǒng)的軟件)用于模擬真實世界的結(jié)構(gòu)行為,，這一點變得尤為明顯。 德國建筑師和工程師弗雷·奧托（Frei Otto）進(jìn)一步發(fā)展了這種使用模型進(jìn)行模擬計算的方法,。奧托是自然界結(jié)構(gòu)(包括肥皂泡和蜘蛛網(wǎng))計算領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，他使用詳細(xì)的物理模型來分析,、理解,、記錄和計算這些結(jié)構(gòu)是如何形成和執(zhí)行的。1972年,，他為慕尼黑奧林匹克體育場(Munich Olympic Stadium)建立了一個復(fù)雜的物理模型:將金屬絲,、細(xì)繩和精密成像攝像機(jī)對準(zhǔn)這個模型，計算體育場屋頂結(jié)構(gòu)的拉伸行為,。
弗雷·奧托
慕尼黑奧林匹克體育場,，設(shè)計：弗雷·奧托 這一時期的其他原始參數(shù)論者包括美國建筑師理查德·巴克敏斯特·富勒。富勒對宇宙是如何運作的有著濃厚的興趣,，這促使他開發(fā)了很多預(yù)制建筑,，這些項目從科學(xué)技術(shù)工程和創(chuàng)新中汲取靈感。在富勒看來,，一個使用較少資源的世界將通過降低產(chǎn)品的總體成本并使更多的人更容易獲得這些產(chǎn)品,，從而創(chuàng)造一個更加平等的經(jīng)濟(jì),。這進(jìn)而將導(dǎo)致一個更加可持續(xù)和民主的未來。他的作品可以被看作是當(dāng)今數(shù)字設(shè)計和數(shù)字制造背后的建筑精神的一個先例,。
理查德·巴克敏斯特·富勒
能飛的房子,，設(shè)計：理查德·巴克敏斯特·富勒
曼哈頓穹頂，設(shè)計：理查德·巴克敏斯特·富勒 03 一場控制革命
美國傳播學(xué)者詹姆斯·貝尼格（James Beniger）1986年在其專著《控制革命：信息社會的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)起源》中表達(dá)的闡述電腦技術(shù)等信息傳播新技術(shù)在當(dāng)代社會中的重要地位的“控制革命”論，正是這樣一種媒介理論,。這一理論透過信息傳播新技術(shù)的發(fā)展,，透視社會發(fā)展的信息化動向的由來，探溯“信息社會”的起源,。 這些創(chuàng)新思維背后的邏輯,，是使用信息處理、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的控制論體系結(jié)構(gòu)和自適應(yīng)體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的核心,?？刂普摷ぐl(fā)了建筑師和設(shè)計師們采納這些想法，并利用它們來理解人類和機(jī)器之間的關(guān)系,。他們經(jīng)常通過設(shè)計烏托邦空間來實現(xiàn)這些想法,，這些烏托邦空間在20世紀(jì)60年代和70年代得到了來自技術(shù)和人的不斷反饋。
通用構(gòu)造函數(shù)是一個自組織交互式環(huán)境的工作模型,。包含集成電路的一系列單元彼此通信,，每個單元的狀態(tài)可以映射到圖形輸出設(shè)備。 在以這種思維設(shè)計的建筑師中,，最著名的莫過于英國建筑師塞德里克·普萊斯(Cedric Price)了,，他的作品啟發(fā)了后來很多的建筑師（包括庫哈斯，理查德·羅杰斯等等）,。他通過草圖,、提案、教學(xué),、寫作和對話來傳遞對城市的無限想象力,。他與戲劇導(dǎo)演Joan Littlewood合作的“玩樂宮”（Fun Palace）項目雖未建造，但它啟發(fā)了理查德·羅杰斯和倫佐·皮亞諾在巴黎的蓬皮杜藝術(shù)中心。 蓬皮杜藝術(shù)中心的設(shè)計是一個不斷變化的空間圖,，它提供了一個巨大的開放空間,，可以最大限度地發(fā)揮靈活性，滿足不同的活動,。在這個空間里,，人們可以自由漫步，欣賞藝術(shù)品和裝置,，發(fā)現(xiàn)建筑中的收藏品——所有這些都不需要建筑本身指引到特定的路徑,。一個人通過建筑的方式是由他自己的需要、欲望或需要決定的,。
“玩樂宮”—塞德里克·普萊斯
蓬皮杜藝術(shù)中心 在1972年出版的《建筑機(jī)器》(the Architecture Machine)一書中,，尼葛洛龐帝(Nicholas Negroponte)和他在麻省理工學(xué)院的研究小組設(shè)想：未來人類與機(jī)器之間的動態(tài)關(guān)系是一種對話，機(jī)器最初可以向人類學(xué)習(xí),。他的工作集中在設(shè)計的進(jìn)化過程,，在這個過程中，機(jī)器學(xué)習(xí)將使計算機(jī)不斷地學(xué)習(xí)以產(chǎn)生更好的設(shè)計,。 在類似的思路下,，Julia和John Frazer的研究（20世紀(jì)80年代和90年代AA的杰出人物）——使用生成和進(jìn)化算法作為設(shè)計過程的新模型。約翰·弗雷澤(John Frazer)反思道:“控制論將使一種設(shè)計好的新形式的人工制品與自然力量和諧互動,、進(jìn)化,。”“所有設(shè)計的人工制品都涉及與用戶和環(huán)境的互動,，因此可以被理解為控制論系統(tǒng),。”如今,，進(jìn)化計算也被廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計中—作為優(yōu)化過程的一部分,，或者通過結(jié)合各種性能標(biāo)準(zhǔn)來尋找最佳可能的結(jié)果。 04 早期的數(shù)字化探索 20世紀(jì)70年代中期和80年代的經(jīng)濟(jì)危機(jī)和衰退促使建筑師重新調(diào)整他們的實踐方式,。許多建筑師,，開始研究更多其他形式的建筑實踐 ，并從其他行業(yè)尋找靈感,。在20世紀(jì)80年代末和90年代初，隨著數(shù)字工具設(shè)計的復(fù)雜形式在建筑和設(shè)計行業(yè)中變得越來越普遍,，計算工具不僅在設(shè)計過程中變得越來越重要,，而且在圖紙的繪制中也變得越來越重要。這些工具使建筑師能夠使形式更加合理化,。 美國建筑師彼得·艾森曼(Peter Eisenman)是早期數(shù)字建筑時代的重要人物,。艾森曼的作品的特點是從拓?fù)鋷缀螌W(xué)、麥卡托網(wǎng)格(Mercator grid)等不同領(lǐng)域中借用大量的理論術(shù)語，將他們引入自己的建筑作品中,。在“法蘭克福生物中心”的設(shè)計過程中,，他運用了DNA在蛋白質(zhì)合成過程中的三種機(jī)制：復(fù)制、轉(zhuǎn)錄,、翻譯,，來作為建筑布局的主要構(gòu)思。
設(shè)計概念—法蘭克福生物中心
法蘭克福生物中心 1993年,，格雷戈·林恩（Greg Lynn）編輯了建筑設(shè)計雜志的《建筑中的折疊》,，這是該雜志第一次整版致力于探索建筑“新數(shù)字技術(shù)在當(dāng)時蓬勃發(fā)展的體現(xiàn)”。Greg Lynn ' s Embryological House(1997-2001)是數(shù)字建筑中最具象征意義的后折疊建筑實例之一,，在這一過程中,，形成形式的基本組成部分，并最終產(chǎn)生了他稱為“blobs”的流體形式,。 林恩探索了大規(guī)模定制,，以產(chǎn)生獨特的房子迭代;與此同時，他嘗試用數(shù)控制造來實現(xiàn)房子的每一個不同的迭代使用相同的方法,。以這種方式,，林恩設(shè)計了50,000多所房子——所有的房子都有相同數(shù)量和類型的組件。有了這種建筑模型,，人們可以根據(jù)自己的需要定制自己的房子,，同時保持在一個特定的框架內(nèi)進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn)。二十年后,，在任何行業(yè)的設(shè)計或制造領(lǐng)域,，仍然很少有像這種方法那么強(qiáng)大的了。 美國建筑師弗蘭克·蓋里(Frank Gehry)對計算工具使用的影響更為廣泛,，他利用數(shù)字技術(shù)開發(fā)設(shè)計方法和設(shè)計軟件,。為了使他的設(shè)計以最小的改變實現(xiàn)他的意圖，并促進(jìn)建筑設(shè)計的生產(chǎn)階段,，Gehry和他的團(tuán)隊為CATIA創(chuàng)建了一個界面,。CATIA是一款最初為飛機(jī)工業(yè)開發(fā)的建模軟件。該軟件生成的數(shù)據(jù)可以直接發(fā)送給制造商,，而無需調(diào)整制造機(jī)器可能具有的任何特定公差,。這后來發(fā)展成一個單獨的建筑信息建模軟件—BIM。
格雷戈·林恩形式—“Embryological House”,，1998 05 從虛擬到物理
對更具表現(xiàn)力的形式的探索在世界各地的不同城市產(chǎn)生了標(biāo)志性建筑，譬如蓋里所設(shè)計的畢爾巴鄂古根海姆博物館,。古根海姆博物館的雙曲面鈦包層被譽(yù)為建筑的一個轉(zhuǎn)折點,，因為如果沒有計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)軟件，它是不可能建成的,。物理輸出是虛擬三維模型的直接表示,。
畢爾巴鄂古根海姆博物館 與更傳統(tǒng)的直觀和藝術(shù)的形式制作不同，其他建筑師通過將功能或空間元素概念化為一系列圖表來探索過程的形式表達(dá) ——他們認(rèn)為這些圖表本身就是一個不斷發(fā)展的模型,。正如UNStudio的作品所展示的那樣,，這些空間的特征通常是具有一系列循環(huán)的連續(xù)形式，以圖表的形式來表現(xiàn)建筑的空間組織,。例如,，UNStudio的Mobius House和Mercedes-Benz博物館探索了扭曲、折疊和空隙的概念,，將平面和剖面結(jié)合起來,，創(chuàng)造出這些概念的建筑分析圖。 由FOA在1995年設(shè)計的日本橫濱國際港口碼頭,，在當(dāng)時被認(rèn)為是一個未來主義的設(shè)計,。.航站樓的屋頂是一個超過400米長的航站樓，有著起伏,、交織的一系列形式和空間,，模仿了不斷變化的景觀，人們可以從外部無縫地移動到航站樓的內(nèi)部,。計算機(jī)輔助設(shè)計的進(jìn)步使這一概念得以實現(xiàn),。終端的復(fù)雜形式通過使用詳細(xì)的帶肋的部分來捕捉，然后在物理上實現(xiàn)為結(jié)構(gòu),。航站樓的設(shè)計通常由非正交的墻壁,、地板和天花板組成，并帶有非標(biāo)準(zhǔn)化的部件——這些部件被重復(fù)使用,，但在每次迭代中并不完全相同,。這是通過用于模擬終端形式的數(shù)字工具實現(xiàn)的:它們允許類似但不同的組件組成數(shù)組。
日本橫濱國際港口碼頭 06 合作性實踐 之后,，互聯(lián)網(wǎng)的崛起推動了新的通信技術(shù)的發(fā)展,，這意味著任何建筑實踐所需要的協(xié)作將以前所未有的速度發(fā)生。建筑師們可以通過各種渠道（郵件,，社交軟件）等交流,。這一時期標(biāo)志著從機(jī)器時代到信息時代的轉(zhuǎn)變，一些建筑師開始通過利用信息技術(shù)的進(jìn)步來擴(kuò)展實踐操作的潛力,。 電信、互聯(lián)網(wǎng)和使用BIM的數(shù)字化項目使一些人能夠圍繞網(wǎng)絡(luò)通信、增加合作和集體智慧來改革他們的實踐,。從在全球擁有多個辦公室的大型公司到分散在幾個城市中只有一兩個成員的小型實踐,，越來越多的國際建筑公司，事務(wù)所開始出現(xiàn),。 設(shè)計團(tuán)隊成員之間的思想交流可以使概念和解決問題的不同方法從多個角度得到考慮,。數(shù)字設(shè)計越來越需要創(chuàng)新的工作流程，能夠吸收各種專業(yè)技能以及集體知識基礎(chǔ),?！?/span>
07 自然的數(shù)字化 幾十年來，學(xué)術(shù)實踐一直是建筑師和設(shè)計師在疲軟的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中尋求庇護(hù)的地方,，這種經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響了建筑行業(yè),。 這種高度緊張的理論環(huán)境，再加上新的,、令人興奮的數(shù)字工具的廣泛可及性,，使2D繪圖成為由過程算法驅(qū)動的虛擬3D模型——使用參數(shù)查找形式的集進(jìn)式操作。隨著科學(xué)和哲學(xué)的發(fā)展,，我們對自然行為的理解也與數(shù)字技術(shù)和工具相結(jié)合,。 數(shù)字技術(shù)讓形態(tài)思維在20世紀(jì)得以進(jìn)化，賦予了它新生,，出現(xiàn)了各種概念,、非線性和自組織系統(tǒng)、刺激和基于主體的建模,。設(shè)計實驗室Biothing的阿莉薩·安德拉塞克說:“科學(xué)正在揭開以前我們無法觸及的隱形領(lǐng)域,。”它是當(dāng)今最重要的思想背景,、資源和形式,。揭示如何從中提取新的設(shè)計直覺，對于解決建筑生態(tài)復(fù)雜性的探索至關(guān)重要,?！?/span>
BUGA纖維展亭—ICD 建筑協(xié)會(AA)設(shè)計研究實驗室(DRL)強(qiáng)調(diào)了一種跨學(xué)科的方法來進(jìn)行計算驅(qū)動的建筑設(shè)計研究;它涉及了更廣泛的主題，同時也將自己置于歷史悠久的投機(jī)性建筑設(shè)計項目之中,，這些項目涉及了類型學(xué),、空間、基礎(chǔ)設(shè)施和城市規(guī)劃等問題,。另一方面,，他們也開發(fā)了框架，通過關(guān)注材料行為,、仿生學(xué)和計算形態(tài)生成,，來理解建筑設(shè)計中涌現(xiàn)和自然系統(tǒng)的潛力,。 后來，斯圖加特大學(xué)的計算機(jī)設(shè)計研究室和建筑結(jié)構(gòu)實驗室（ICD)共同建造了一個生物亭子,，這是一系列新奇設(shè)計展示的一部分,，來自生物建筑工程專業(yè)的學(xué)生利用一年的時間打造。這個項目是自然復(fù)合材料和機(jī)器材料的探索,，利用不同的材料構(gòu)造架構(gòu)空間,，最大化的保證了幾何的自由形式。 08 參數(shù)化的爆發(fā) 在過去十年左右的時間里,，對數(shù)字工具和技術(shù)的潛力感興趣的建筑師之間正在進(jìn)行的爭論之一是,，數(shù)字和參數(shù)化設(shè)計工具是否僅僅是達(dá)到目的的一種手段，例如,。事物是如何被設(shè)計的,？或者，這些工具本身是社會和政治話語的體現(xiàn)嗎?它們是一個設(shè)計的“為什么”和“為了誰”的象征甚至是可操作的嗎?如今,，鑒于圍繞人工智能的使用,、數(shù)據(jù)隱私、社交媒體和媒體自動化的未來展開的討論,，后者顯然是不可避免的,。 在數(shù)字設(shè)計工具的發(fā)展過程中，最重要的時刻之一可能是Grasshopper工具的發(fā)布,。它由David Rutten在2007年9月設(shè)計,，現(xiàn)在作為Rhino的常用插件。Grasshopper使用可視化的,、基于節(jié)點的組件接口來創(chuàng)建可生成的算法,，這些算法可用于創(chuàng)建3D幾何圖形和其他功能。與其他可用的編程語言相比,，Grasshopper接口的簡單易用很快吸引了許多數(shù)字建筑師,。Grasshopper激發(fā)了各種生成設(shè)計的插件:蜜蜂（Bee），Geco,，袋鼠（kangaroo）,，Karamba, BullAnt，蜂鳥,，Heliotrope-Solar（幾乎都是以動物物種命名的),。 雖然這些工具在生成形式、結(jié)構(gòu)和環(huán)境分析以及模擬和優(yōu)化形式方面非常出色,，但它們不能成為建筑項目的主要驅(qū)動力——它們只是建筑的一個組成部分,。此外，建筑不僅體現(xiàn)了技術(shù),、結(jié)構(gòu)或機(jī)械問題,，還體現(xiàn)了一系列社會,、政治和經(jīng)濟(jì)素質(zhì)和條件。 扎哈哈迪德建筑事務(wù)所的帕特里克·舒馬赫在2008年提出了“參數(shù)化”理論,。按照他的說法,，參數(shù)化是“現(xiàn)代主義之后偉大的新風(fēng)格”，是一種“從參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)的創(chuàng)造性開發(fā)中產(chǎn)生的范例,，它清晰地表達(dá)了日益復(fù)雜的社會過程和制度”。 此處與社會,、風(fēng)格和數(shù)字工具的結(jié)合在建筑學(xué)科中掀起了波瀾,，并在過去十年中引發(fā)了激烈的爭論。參數(shù)化作為一種風(fēng)格的一個比較突出的批評領(lǐng)域是“數(shù)字建筑”,，當(dāng)它被意識到的時候,，是或者不是對周邊環(huán)境問題敏感，比如建筑如何處理當(dāng)?shù)匚幕?/span> 從這個概念出發(fā),，圍繞參數(shù)化建筑是如何設(shè)計和實現(xiàn)的,，出現(xiàn)了第二種批評。通常情況下,，像哈迪德這樣的參數(shù)化或“數(shù)字化”建筑師的建筑形式的復(fù)雜性要求使用過于昂貴和低效的生產(chǎn)方法——超出時間和預(yù)算,，因此浪費了大量的資源?！缎l(wèi)報》建筑評論家羅文·摩爾寫道:“參數(shù)化設(shè)計缺乏證據(jù)證明它確實有效,。”“它基于一種未經(jīng)證實的信念,，即完全按照復(fù)雜和不可預(yù)測的用途來塑造建筑形式是可能的,。”它應(yīng)該具有適應(yīng)性,，流動性,，響應(yīng)性和與周圍環(huán)境的聯(lián)系。 實際上,，這些“參數(shù)化”的建筑無法使用現(xiàn)有的預(yù)制建造方法:它們需要完全定制的生產(chǎn)鏈,，這使得它們非常昂貴，而且是一次性的,。因此,，許多這樣的建筑都是由富有的贊助人委托建造的，他們希望用標(biāo)志性的建筑來代表他們的公司,，甚至代表國家,。這就產(chǎn)生了一個矛盾:盡管參數(shù)化的精神植根于民主化和協(xié)作，但它所產(chǎn)生的建筑并不是所有普通人都能使用的,。近
09 3D打印技術(shù)
隨著3D打印機(jī)的出現(xiàn),，生活中的各種產(chǎn)品都能夠通過數(shù)字化的方式進(jìn)行建造,。消費者也能成為生產(chǎn)者。目前,，這些工具廣泛存在于制造和設(shè)計行業(yè),，公眾往往無法獲得。然而,，它們的可及性在不斷增加,，因此它們的影響力也在不斷擴(kuò)大。 WikiHouse是英國實踐建筑事務(wù)所利用digck Ierodiaconou和Indy Johar開發(fā)分布式制造潛力的著名建筑項目之一,。WikiHouse的目標(biāo)是將“低成本,、低碳的建筑送到每個公民、社區(qū)和企業(yè)的手中”,?！?/span>
Wikihouse WikiHouse得到了媒體的一致好評。然而,，作為一個系統(tǒng),，它的局限性激發(fā)了許多建筑師和設(shè)計師的思考——從如何處理材料、資源和環(huán)境,，到設(shè)計復(fù)雜性,、可伸縮性等。 10 機(jī)器人建造 21世紀(jì)初,，圍繞工業(yè)機(jī)器人的高度競爭市場降低了它們的制造成本,，這讓建筑師和設(shè)計師更容易獲得它們。至于機(jī)器人制造公司本身,，他們也開始尋找可參與的替代行業(yè),。因此，建筑師們提出了這樣一個問題:機(jī)械臂如何在設(shè)計中取代或提高人類勞動?機(jī)器人如何放大空間體驗?他們?nèi)绾螏椭ㄔO(shè)? 使用編程工業(yè)機(jī)器人代替人組裝建筑元素的設(shè)計實驗產(chǎn)生了一定的局限性,。首先是機(jī)器本身的局限性,。沒有編程它不能移動，它被限制在它的半徑和它移動的軸的數(shù)量上,。此外,，它還需要一個末端執(zhí)行器——機(jī)器人手臂末端的裝置，使機(jī)器人能夠執(zhí)行某個動作,，就像手臂末端的手一樣,。末端效應(yīng)器是專門為它要做的任務(wù)而設(shè)計和制造的——因此它需要定制。如果沒有末端執(zhí)行器或某種編程,，工業(yè)機(jī)器人真的不能自己做任何事情,。此外，值得注意的是，在這兩個模型中,，機(jī)器人取代了人類的勞動,。 由建筑師Achim Menges領(lǐng)導(dǎo)的斯圖加特大學(xué)計算設(shè)計與建造研究所的工作，已經(jīng)開發(fā)出了所謂的網(wǎng)絡(luò)物理方法,。在這里,，虛擬數(shù)據(jù)和物理數(shù)據(jù)之間的關(guān)系通過機(jī)器人技術(shù)和傳感器技術(shù)相互連接。在2019年的BUGA纖維展館中,，大自然的建筑原則與先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)和纖維復(fù)合材料相結(jié)合,，形成了表現(xiàn)力強(qiáng)、重量輕,、結(jié)構(gòu)高效的建筑形式,。這種綜合性的方法將機(jī)器人置于一個大的結(jié)構(gòu)框架中，同時利用它來做一些人類覺得太困難或太單調(diào)乏味的事情,。
11 The Discrete 將社會意識和批判整合到建筑中是很重要的。由于數(shù)字技術(shù)唾手可得,，而且成本極低,，所以整整一代的建筑師和設(shè)計師都是在這些技術(shù)的熏陶下成長起來的。建筑師的夢想現(xiàn)在比以往任何時候都更容易實現(xiàn),。那么,，被社會責(zé)任感和最先進(jìn)的數(shù)字技術(shù)所激發(fā)的建筑又該是什么樣的呢? the Discrete是一個新興的工作，它重新思考了建筑的基本構(gòu)件,。the Discrete的核心是希望“通過加速建筑計算和物理組裝的離散性概念,，重新定義整個建筑的生產(chǎn)鏈”。離散方式的體系結(jié)構(gòu)被理解為是由自相似的,、連續(xù)的和可重復(fù)的組件組成的,，這些組件可以以許多不同的方式組合在一起。如今,，通過一組有限的規(guī)則來計算設(shè)計可能性的能力比以往任何時候都要快,，這催生了離散化，建筑的參數(shù)可以是構(gòu)造的,、環(huán)境的,、材料的，更重要的是,，具有社會意識和參與性,。 建筑師兼理論家維奧拉·阿古(Viola Ago)解釋道:“建筑作為一門產(chǎn)業(yè)和學(xué)科，必然會重新定義其在建筑環(huán)境和美學(xué)話語中的角色,?！薄敖ㄖ鳛橐环N實踐的系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)被更大的公司所吸收。在這些經(jīng)濟(jì)和政治的轉(zhuǎn)變中,，使用離散的組件邏輯——將組件組裝成更大的整體——對于新興的年輕設(shè)計師和建筑師來說是難以置信的解放,。這給了他們一個機(jī)會,，讓他們積極參與到我們當(dāng)前的建筑實踐意義的演變中來?！?/span>
12 下一步:施工的數(shù)字化 在建筑行業(yè),，生產(chǎn)率自二戰(zhàn)以來一直沒有提高。雖然建筑設(shè)計實踐已經(jīng)使用了30多年的數(shù)字工具,，但建筑仍然傾向于完全模擬,，依賴于建筑工地的半熟練或非熟練的體力勞動。這意味著建筑業(yè)是一個整合和使用更多數(shù)字技術(shù)的成熟行業(yè),。有了它,，這個行業(yè)的生產(chǎn)率將會提高，在建筑環(huán)境中,，普通人將會更多地與數(shù)字聯(lián)系起來,。 自1978年以來，由于日本將出現(xiàn)嚴(yán)重的勞動力短缺,，Kajima,、Kumagai Gumi等日本建筑公司一直在開發(fā)自動化建筑技術(shù)。今天,，日本仍然是將自動化建筑技術(shù)融入工業(yè)的先驅(qū),。這種創(chuàng)新的重點一直放在特定任務(wù)的自動化上，從鋪瓷磚的機(jī)器人到裝配天花板構(gòu)件的機(jī)器人,。 日本所經(jīng)歷的技術(shù)短缺在許多國家也變得越來越普遍,，世界各地的各種建筑技術(shù)公司已經(jīng)開始向日本的創(chuàng)新學(xué)習(xí)。例如,，美國公司Built Robotics已經(jīng)開發(fā)出了自動建筑車輛,，可以在建筑工地周圍運送泥土和其他材料資源。倫敦大學(xué)學(xué)院和谷歌的自主制造實驗室利用無人機(jī)技術(shù)對環(huán)境條件太不穩(wěn)定或太大,，需要太多人力資源的地點進(jìn)行測量,。他們還利用無人機(jī)技術(shù)來存放建筑材料。
多米諾之家-柯布西耶 Katerra是首批獲得投資超過10億美元的建筑初創(chuàng)企業(yè)之一,，它開發(fā)了一種工廠化建筑模型,。106個零部件由工廠里的一家公司設(shè)計、制造和組裝,，類似于蘋果的電腦或iphone,。雖然這是一個自勒·柯布西耶(Le Corbusier) 1914-1915年的“多米諾之家”以來就一直存在的想法，但隨著自動化技術(shù)的進(jìn)步,，工廠生產(chǎn)的建筑已經(jīng)變得更加可能,。與特斯拉的工廠類似，Katerra可以以令人難以置信的速度生產(chǎn)預(yù)制的建筑元素和建筑。 在物流方面,，一些公司希望利用平臺和web應(yīng)用程序等自動化技術(shù),，利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)來簡化施工。Procore這樣的公司將單個項目中的所有涉眾鏈接到一個平臺中,。這里的目的是使決策和程序更加有效和透明- -這些程序傳統(tǒng)上是不透明的,，往往是建筑工地爭端的根源。 其他項目將自動化視為一種讓居民參與城市環(huán)境生產(chǎn)的方式,。Sidewalk Labs是加拿大多倫多谷歌公司的一個項目,，它收集城市居民的數(shù)據(jù)，以改善城市范圍內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施決策和流動性,。雖然在道德層面上,，這個項目已經(jīng)引起了世界各地建筑師的廣泛爭論，但它強(qiáng)調(diào)了這樣一個概念,，即未來的建筑環(huán)境可能需要我們與自動化系統(tǒng)的交互變得更加透明,。
塔林建筑雙年展展館—參數(shù)模塊的組裝 |
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