От кнопочной Nokia до дронов-строителей: 15 лет алгоритмического проектирования в семи видео

«Робот не знает, что делать. У него даже рук нет!» — отвечает Матиас Колер, когда говорят, что машины проектируют вместо архитектора, а не для него.

От кнопочной Nokia до дронов-строителей: 15 лет алгоритмического проектирования в семи видео

Бюро Gramazio & Kohler под руководством Матиаса и его коллеги Фабио Грамацио уже 15 лет занимается проектами, где компьютерные алгоритмы работают бок о бок с людьми. По большому счету они творят полноценную строительную революцию, модернизируя индустрию изнутри. Мы проследили, как менялись их методы и какое влияние оказывают на архитектуру эти эксперименты.

2002 год. Телефон Nokia для проектирования


Все началось с Nokia на платформе Series 60. В 2002 году это единственные модели мобильных телефонов, которые поддерживали встроенные программы. И в бюро сделали приложение mTable — его пользователи могли создать трехмерную модель стола по собственному проекту, а затем воплотить ее в жизнь. Задавать параметры приходилось джойстиком. Полученные координаты передавались на сервер, а затем — фабричному станку.

Так, с помощью кнопочной «Нокии», появились 67 столов; один из них осел в швейцарском Музее дизайна, другой — дома у Колера. Во время лекции на WAF-2017 архитектор признался, что стол очень понравился его детям — отверстия в столешнице подходят для игр.

Этот проект оказался не самым успешным с коммерческой точки зрения. Но метод, которым воспользовались Колер и Грамацио, стал началом большого пути.

2006 год. Робот-ремесленник


В 2006 году в бюро появился первый робот. Ему придумали провокационное прозвище: Craftsman, «Ремесленник». Робота использовали, чтобы выложить кирпичами фасад здания, стоящего среди виноградников в городе Флеш: каждый из кирпичей повернут относительно остальных на 17 градусов, что создает сложный геометрический узор снаружи и световой узор — внутри.

Без робо-руки выдерживать точный градус на стройке было бы, мягко говоря, проблематично


Идея композиции фасада хорошо видна с конца первой минуты, когда робот начинает кирпич за кирпичом выкладывать рисунок под точным углом наклона.

После первого успеха архитекторы стали возить робота с собой, заменив им бригаду рабочих — «Ремесленник» даже сплавал в Венецию, где построил «стену переговоров» в павильоне Швейцарии на 11-й архитектурной биеннале.


В Венеции контейнер с роботом как палатку с едой поставили прямо посреди парка, чтобы каждый мог видеть, как создается инсталляция. Самое интересное начинается с 1:05

Почему кирпич?
Gramazio & Kohler

Несмотря на сложные алгоритмы, самым распространенным материалом в проектах стал именно кирпич. С его помощью можно создавать конструкции, которые играют не только декоративную, но и функциональную роль. Лучше всего это проявилось в зале для заседаний Max Planc Institute, построенном в 2015 году. Параметрию в сочетании с кирпичами использовали для того, чтобы разработать текстуру стен. Их сложная поверхность рассчитана так, чтобы улучшить акустические данные помещения.


2010-2016 гг. Алгоритмы для предсказаний


Уже через год после Max Planc Institute бюро реализовало новый крупный проект. NEST — четырехэтажное здание гестхауса, в котором фасад фактически отсутствует. Все этажи опоясывают выступающие бетонные платформы, на которых впоследствии достроят новые помещения. Их создадут по принципу, о котором мечтали еще во времена Аркигрэм — это будет модульная архитектура, и отдельные части дома со временем будут заменять на другие. В данном случае алгоритмическое проектирование применяли, чтобы просчитать все возможные конфигурации помещений, рассчитать оптимальную ширину платформ и т.д.


3d-визуализация различных модулей: один из вариантов достроенного здания.


2016-2017 гг. Веревки и дроны


Последние пару лет в диджитал-строительстве уделяют много внимания экологии. Колер показывает это на примере конструкции, построенной для Чикагской архитектурной биеннале. Вертикальная скульптура состоит из слоев гравия. Чтобы заставить мелкие камни собраться воедино, не потребовалось ни одного слоя клея, пластика или других связующих материалов — их скрепляют веревками, положение которых рассчитано алгоритмом.

До того, чтобы технология перекочевала из выставочных павильонов в строительство, еще очень долго. Но уже сейчас можно утверждать, что подобный подход уменьшает углеродный след, так как позволяет использовать минимум материалов.


На видео засняли весь процесс создания инсталляции: от нажатия конкретных кнопок робота до роспуска нитяного каркаса. Самый захватывающий момент — в конце, когда инсталляцию начинают разбирать. Камни разлетаются во все стороны по аудитории, возвращаясь к первоначальному состоянию свободного хаоса. 


В 2017 году опыт с веревками и гравием повторили в ETH, Швейцарской высшей технической школе Цюриха, где Колер и Грамацио руководят собственной научной группой Gramazio Kohler Research. Технологию при этом усовершенствовали: у робота появился специальный инструмент для утрамбовки, поэтому каменные слои получились более ровными.


И такой же опыт на Ars Electronica Festival через год.

В своей лаборатории архитекторы со студентами выполнили более 30 экспериментов с разными технологиями. Например, впервые в мире построили павильон без участия человека. Кирпичную башню сложной формы возводили только два дрона-строителя.


Постройка была похожа на шоу: в реальном времени любой мог наблюдать, как дрон кирпич за кирпичом складывает павильон, чтобы закончить под овации публики. Таймлапс с возведением башни начинается с 2:20.

Строительство с помощью дронов также предстоит довести до ума, но Колер считает, что за этим будущее: летающие машины будут незаменимы при натяжении проводов или других подвесных конструкций.


Еще одна дипломная работа студентов ETH: подвесная дорога, построенная дронами.


2016 год. Потолок из 50 тысяч пластин


Работу с машинами в Gramazio Kohler довели до того, что в больших и сложных проектах теперь порой даже не приходится делать чертежи — роботы сами придумывают и строят инженерные системы.

Так было в случае с лабораторией Arch_Tec_Lab. Это постройка для Института технологий в архитектуре (ITA), которая стараниями бюро стала больше, чем просто новым зданием — это место, которое символизирует следующую эпоху в строительстве.

Волнообразный потолок из деревянных реек скреплен с помощью тысяч гвоздей. Если бы конструкцией занимались люди, каждой из 50 тысяч гнутых деревянных пластин, а также гвоздей, которые их держат вместе, пришлось бы придумать наименование, чтобы разместить их в нужном месте. Без машины архитекторы бы просто погрязли в проектной документации.

Теперь под волнистым потолком объединились 6 профессоров ETH, чтобы развивать новые компактные, экологичные и экономичные методы строительства. Про один из таких проектов — новый вид оболочек из бетона толщиной 5 сантиметров — читайте в материале «Тросы вместо опалубки».

РАССЫЛКА arch:speech
 
Свежие материалы на arch:speech


Загрузить еще