Михаел Хансмейър: Да моделираш невъображаеми форми

Като архитект, често се питам, какъв е произходът на формите, които проектираме? Какви видове форми можем да проектираме, ако не можем да работим с шаблони? Ако нямаме основа, ако нямаме предварителни концепции, какви видове форми можем да проектираме, ако можем да се освободим от опита си? Ако можем да се освободим от образованието си? Как ще изглеждат тези непознати форми? Ще ни изненадат ли? Ще ни заинтересуват ли? Ще ни бъдат ли приятни? Ако е така, какво можем да направим, за да създадем нещо, което е наистина ново?

Предлагам, да гледаме към природата. Природата е наречена най-големият архитект на формите. Не казвам, че трябва да копираме природата, не казвам, че трябва да копираме биологията, вместо това, предлагам да копираме процесите в природата. Можем да се абстрахираме и да създадем нещо, което е ново. Основният процес в природата за създаване, морфогенезис, е разделянето на една клетка на две клетки. Тези клетки могат да бъдат идентични или да се различават една от друга чрез асиметрично делене.

Ако се абстрахираме от този процес и го опростим колкото може повече, ще можем да започнем с един лист хартия, една повърхност и като го сгънем, да разделим повърхността на две повърхности. Свободни сме да изберем, къде да сгънем. Като направим така, можем да разделим повърхностите. Въпреки, че това е много прост процес, можем да създадем невероятно разнообразие от форми.

Можем да вземем тази форма и да използваме същия процес, за да създадем триизмерни структури, но не чрез сгъване с ръка, а чрез компютър, като я кодираме като алгоритъм. Като направим така, можем да сгънем всичко. Можем да сгъваме милион пъти по-бързо, можем да сгънем стотици и стотици разновидности.

Тъй като искаме да направим нищо триизмерно, не започваме с една повърхност, а с много. Прост обем, куб. Ако вземем повърхностите му и ги сгънем отново и отново и отново и отново, след 16 итерации, 16 стъпки ще имаме 400 000 повърхности и форма, която изглежда, например така. Ако изменим мястото, където сгъваме, ако изменим съотношението на сгъване, този куб се превръща в този. Можем отново да изменим съотношението на сгъване, до тази форма или тази форма.

Контролираме формата, като определим положението, където сгъваме, особено, ако гледаме сгънат куб. Можем да играем с това. Можем да приложим различни съотношения на сгъване към различни части на формата, за да създадем други условия. Започваме да оформяме формата.

Тъй като сгъваме на компютър, няма физически ограничения. Това означава, че повърхностите могат да се пресичат, могат да станат невероятно малки. Можем да сгъваме това, което не можем да направим по друг начин. Повърхностите могат да станат порести. Могат да се разтягат. Могат да се късат. Можем да произведем целият обхват от форми.

Но във всеки случай, не съм моделирал формата. Моделирах процеса, който създава формата. Ако направим малка промяна в съотношението на сгъване, което виждате тук, формата се изменя.

Но това е половината от историята - 99.9 % от съотношенията на сгъване не произвеждат това, а това, геометричния еквивалент на шум. Формите, които ви показах преди, бяха направени при много опити. Много по-ефективен начин да се създават форми, който открих, е да се използва информация, която се съдържа във формите. Много проста форма, като тази, която съдържа много информация, невидима за човешкото око. Например, можем да изобразим дължината на ръбовете. Белите повърхности имат дълги ръбове, черните имат къси ръбове. Можем да изобразим двуизмерни повърхности, техните неравности, колко са радиални - цялата информация, която е невидима, но която можем да изговорим и можем да използваме, за да контролираме сгъването.

Не определям съотношение за да сгъна, но установявам правило, установявам връзка между повърхност и как тя е сгъната. Тъй като съм моделирал процеса, а не формата, мога да проиграя процеса отново и отново, за да произведа семейство форми.

Тези форми изглеждат сложни, но процесът е много кратък. Това са входните данни, винаги започвам с куб и това е много проста операция - сгъване и повтаряне на сгъването отново и отново.

Нека да приложим този процес в архитектурата. Как? С какъв мащаб? Избирам да моделирам колона. Колоните са архитектурни архитипове. Те са били използвани преди това, за да изразят идеалите за красота, за технология. За мен беше предизвикателство, как можем да изразим новия алгоритъм в колона. Започнах, като използвах четири цилиндъра. С много експерименти, тези цилиндри се превърнаха в това.

Тези колони носят информация в много мащаби. Можем да започнем да ги разглеждаме. Колкото по-подробно ги разглеждаме, толкова повече нови свойства откриваме. Някои образования са почти на границата на човешкото зрение. За разлика от традиционната архитектура, това е единичен процес, който създава общата форма и микроскопичен повърхностен детайл. Тези форми не могат да се нарисуват. За архитект, който ги рисува с химикалка и хартия, ще са нужни може би месеци или дори година, за да нарисува всички раздели, всички издигания, можете да нарисувате нещо като това чрез алгоритъм.

Може би по-интересният въпрос е, можем ли да си представим тези форми? Обикновено, архитектът може да си представи крайното състояние на това, което моделира. В този случай, процесът е определен. Няма произволност в него, но не всичко е напълно предсказуемо. Има твърде много повърхности, има твърде много детайли, крайното състояние не може да бъде видяно.

Това води до нова роля на архитекта. Нужен е метод, за да се изследват всички възможности, които съществуват. За едно нещо можете да моделирате много варианти на формата паралелно и можете да ги култивирате. Да се върнем към аналогията с природата, можем да започнем да мислим за популации, можем да мислим за пермутации, за поколения, за смесване и отглеждане, за да създадем модел. Архитектът става диригент на всички процеси.

Но достатъчно теория. Просто исках да вляза в образа, купих тези червени и сини 3D очила, приближих се до екрана, но все още не можах да докосна нещата. Има само една възможност - да внеса колоната в компютъра.

Много се говори за 3D отпечатване. За мен или за целта ми в този момент, все още има твърде много нерешени проблеми между мащаб, от една страна и резолюция и скорост, от друга. Вместо това, решихме да вземем колоната и да моделираме слоест модел, направен от много парчета, сложени едно върху друго.

Това, което виждате тук, е рентген на колоната, която току-що видяхте, гледана отгоре. Тогава това беше неизвестно за мен, защото я гледахме само отвън, повърхностите продължаваха да се сгъват, да растат в колоната, което беше много изненадващо откритие. От тази форма, изчислихме линия на срязване и дадохме на линията на срязване срязване с лазер, за да моделираме - виждате нейн сегмент тук - много малки парчета, отделно нарязани, едно върху друго.

Това е снимка и колоната, която получихме след много работа, много приличаше на тази, която бяхме моделирали с компютър. Почти всички детайли, почти всички повърхности бяха запазени.

Но това беше много голям труд. Все още има голямо прекъсване между виртуалното и физическото. Отне ми няколко месеца, да моделирам колоната, но с компютър отнема около 30 секунди, за да изчисли всичките 16 милиона повърхности. От една страна, физическият модел има 2 700 слоя, дебели един милиметър, тежи 700 килограма, направен е от листове и може да покрие цялата тази публика. Пътят на срязване, който лазерът следваше, минава оттук до летището и обратно.

Но това става все по-възможно. Машините стават по-бързи, стават по-евтини и има някои обещаващи технологични развития на хоризонта. Това са образи от бианалето Гуанги. В този случай използвах АБС пластмаса, за да моделирам колоните, използвахме по-голяма, по-бърза машина, а те са направени от стомана и са структурни и могат да носят товари. Всяка колона е хибрид от две колони. В огледалото можете да видите друга колона, ако има огледало зад колоната, което създава оптическа илюзия.

Къде ни отвежда това? Мисля, че този проект ни дава възможност да разгледаме непознати обекти, които ни очакват, ако ние, като архитекти, започнем да мислим за моделиране не само за обект, а за процес, който създава обекти. Показах един прост процес, който беше вдъхновен от природата; но има безкрайно много други процеси. Накратко, нямаме ограничения. Имаме процеси в ръцете си, които ни позволяват да моделираме структури във всички мащаби, за които дори не сме мечтали. И ако мога да добавя - някога ще ги моделираме.

Благодаря ви. (Аплодисменти)