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视频:四轴数控直升机建造房屋
2012-02-29 09:24  来源:AOPA China   

  【AOPA China消息】最近,网络上流传的一段名为《Flight Assembled Architecture》的视频被热议。视频中,几架四轴直升机如蜜蜂般回旋飞舞,抓起一块块砖头精准定位,随即砖头一块块落下,层层叠叠间便砌出一个曲面形态的大尺度构筑物。

 Flight Assembled Architecture
 Flight Assembled Architecture

  这一作品展示的正是瑞士苏黎世联邦理工大学ETH建筑学院数字建造教研室D-Fab教席Gramazio & Kohler与机械学院的合作成果。该装置本身是一个比例为1:100的模型,也是Gramazio & Kohler在ETH与新加坡大学的合作研究项目中设计的名为“垂直村落”的高层建筑。模型本身的建造方法,也正类比着设计中垂直向上“生长”的高层“村落”。

  在数十年不断翻涌的数字化风潮中,Gramazio & Kohler的作品如此独树一帜又广受关注。回顾其过往作品, Gramazio & Kohler的实践与研究均根植于瑞士建筑长久关注“建造”这一传统发展——“Baukultur”(建造文化)是ETH的教学中频繁出现的一个关键词。在瑞士,“建造”这一行为已经成为民族和国家文化中一个极为重要和显而易见的部分。瑞士获得建筑普利策奖的建筑师Zumthor的拥趸们了解,瑞士传统民居、常见建筑类型以至在瑞士继承并发展的经典现代主义建筑都在他的作品中留有丰富的影子。Gramazio & Kohler的设计也是如此,作为设计的起点以及贯穿其间的一个问题,始终是——“如何建造”。

  在学院教学中,Gramazio教授向学生正告,设计者应对参数化“设计”保持批判态度。在新一代建筑师成长的岁月里,计算机已经成为生活、工作的必备品。而随着机器人广泛使用的当下,众多的参数化“设计”套用各种算法,却明显缺乏基于建筑本质上的思考,逐渐偏离讨论建筑学学科核心问题的轨道。在教学课堂上,Gramazio教授反复重申一点:计算机是愚蠢的,程序和算法都只是设计者预先定义好的规则。用户必须为计算机提供行为指令,使规则转化为计算机可运行的代码,计算机才能机械地运行。各种关于人工智能的想象在现阶段还只是电影和科幻小说里的幻想,建筑师主要的实践工作仍然是脚踏实地地一砖一瓦盖房子。机器人、大型机械手臂技术的发展则为建筑行业实现了超越模型、进行1:1实物建造的可能性。而对于不断发展更新的技术,建筑师则应视乎实际情况而使用,提高建造效率,尝试突破建造上人手工作的局限,走向更多的可能性。

视频:四轴数控直升机建造房屋

  图二是Gramazio & Kohler在每次演讲时都作为开篇而使用的一张图。它所提出的一个根本问题是:在技术人员控制机器时,到底谁在控制着谁?机器控制人,还是人控制机器?对于建筑和建造技术之间的关系,Gramazio & Kohler认为数字化建造(digital fabrication)是连接数字世界和物质世界的工具,它让在虚拟环境进行的设计从数字信息进一步变成物质的现实。这样的技术可能在重复生产上更有效率,也可能在非标准建造上实现人工所无法实现的可能性。

  本世纪初,Gramazio & Kohler以建筑师的身份为智能手机平台实践一个名为mTable的项目。mTable是(一个)参数化桌子,Gramazio & Kohler负责对软件进行设计,它允许用户自行定义各项参数,而软件的自由性和开放性激发起使用者的设计欲望。手机用户可以通过软件在桌子上定义开洞的位置,自行选择尺寸、颜色、材料等参数,然后转变成一段代码,上传到服务器。接到用户上传的数据后,制造商选择相应的材料,再用数控机床制造出来。用户设计出的每一张桌子,形状都是独一无二的,功能也因为高度、挖洞位置的差异而有所不同。用户不仅定义外形,也通过此举定义了功能。当然,桌子挖洞本是一个幽默趣味的表达,在具体的使用中大抵也以装饰为主要目的。

  但是在这一项目里,建筑师最终得到的结果并不是构造单一的、唯一的物体,而是通过用户自定义的参数生成的无限变种。在整个流程中,设计工作和生产工作之间通过数字化技术,在具体的创作者和制造工作间搭建起一座桥梁。在整个“设计—生产”的流程中,不同的参与者按照其能力和责任的不同,负责具体属于自己的工作。用户,设计桌子;生产商,生产制作;数字化技术,连接两者。

  那么建筑师的工作在哪?在这个案例里,传统的设计流程被转变,作者与作品关联被改变,设计工作不再是一个线性的单向行为,设计师设计的不再是具体的产品,而是搭建起一个平台,设计让用户介入的工具,将工具放到具体的用户手中,让用户在这个平台上自由发挥。建筑师,更像是一个设计规则的制定者和流程的管理者,对于最终的结果只起到引导的作用,而把可能性的大门向用户打开。

  2008年的威尼斯建筑双年展上,Gramazio & Kohler受策展人Reto Geiser之邀设计了瑞士馆室内布展。在这次双年展上,Gramazio & Kohler希望展现出瑞士的建造传统,通过建造一堵环绕室内的墙Structural Oscillations,来对室内空间进行划分和定义。这一堵连续的墙由室内现有的柱子依据一定的几何规则生成。建筑师在此的工作,首先要明确的,是要定义的部分和不定义的部分分别为何——要定义的部分是建筑师最核心关注的问题,而不重要的部分则不进行定义,保持其开放性及各种可能性。那么,对建筑来说,什么是重要的、什么是建筑师关心的?在这个项目里,是墙的连续性、走向,建造使用的材料和空间与人的尺度关系等。建筑师不关心的,则是墙在每一个具体点上的具体造型。

  这项设计中,建筑师的工作不是画图和确定出墙的具体位置、形状,而是通过编程定义这面墙的几何生成规则,平面上得到的曲线都是根据规则生成的结果。在线上出现的大大小小的弯曲和转折,则是来自核心的结构问题——单面墙体需要稳固站立,则通过弯曲来实现并加强其稳固性。否则,在传统的设计中,稳定性则需通过T型或X型的平面来实现。而这一双年展上的这面墙,墙身的每一部分都是可以自承重并在结构上稳定的,它不需要额外的支承部件,不需要T型或X型平面。这一弯曲和转折的几何规则,最终不只解决了结构上的问题,还成为了造型上的重要元素。正因为数字建造技术的运用,使得非标准弯曲的砖砌墙可以被高效和精准地建造出来,也使得在设计任务初始阶段就被设定的目标——“一”面墙——成为可能。

  在威尼斯建筑双年展这一项目中,Gramazio & Kohler更设计出集成在一个集装箱尺寸内的机器人手臂工作台,保证了这个数字化建造工具的移动性。如此一来,数字化建造不再是实验室、研究所、象牙塔里的专属,而是可以进入工地现场具有实际意义的建造手法。

  此后,他们更在同一模型下,在几何造型上尝试更多的可能性。例如Pike Loop项目,设计团队不但试验了单面墙与自身交叉重叠的可能性,更把建造的工地带到了纽约的街头。

  再回到去年年底被热议的飞行器搭建的模型。四轴飞行器可精准定位,它们和机械手臂有着相同的优势,相对于人手,它们更擅长处理重复、而位置完全不同的砖块铸砌,它们比人工完成得更为精确和有效。若把尺度放大100倍来看,四轴飞行器类比直升机的同时,每一块砖头也类比着一个个住宅单元,整个装置的搭建过程本身就是类比着一个略带科幻色彩的建造过程。

  在这样的案例中,从设计到建造整个过程,不再是在软件中拉出任意形体,用3D打印机打印出与建造逻辑完全无关的模型,之后在实物建造中千方百计地以结构去满足这些形体的物理性能;而是自设计的最初即遵循建造的逻辑,并通过经数字化技术拓宽的建造可能性,对设计的潜力进行挖掘。这会不会成为新时代的Semper + Archigram 呢?

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