Architektura MuratorSzkoła ArchitekturyArchitektoniczny słownik nowych technologii

Architektoniczny słownik nowych technologii

Od algorytmu do wirtualnej rzeczywistości – poniżej opracowany przez nas słownik wybranych pojęć z pogranicza architektury i nowych technologii istotnych dla trzeciej rewolucji przemysłowej.

Algorytm – skończony ciąg ściśle zdefiniowanych kroków (czynności, instrukcji) niezbędnych do wykonania zadania. Algorytm może zostać zaimplementowany (zaprogramowany lub zakodowany) w postaci programu komputerowego.

Algorytm genetyczny – algorytm przeszukujący przestrzeń rozwiązań danego, ściśle zdefiniowanego problemu inspirowany zjawiskiem ewolucji. Pierwsza generacja rozwiązań ma parametry wygenerowane losowo i jest oceniania pod względem jednego lub większej liczby kryteriów. Ocena służy do przypisania każdemu rozwiązaniu współczynnika o nazwie fitness function. Im wyższy, tym dane rozwiązanie lepiej spełnia kryteria. Następnie parametry (geny) rozwiązań o wysokim współczynniku fitness są ze sobą losowo mieszane i poddawane mutacji, aby wygenerować kolejną generację rozwiązań. Proces jest powtarzany do osiągnięcia wystarczająco dobrego rozwiązania.

Biomimetyzm – czerpanie z procesów kształtujących środowisko naturalne i organizmy żywe, adaptowanie logiki stojącej za tymi procesami do projektowania elementów świata nieożywionego. Biomimetyzm w projektowaniu polega często na obserwacji procesów morfogenetycznych w naturze i tworzeniu na tej podstawie algorytmów symulujących te procesy – generujących trójwymiarowe obiekty. Przykładem jest obserwacja logiki gromadzenia się materiału kostnego w tych fragmentach kości, które poddane są największym siłom mechanicznym i aplikowanie tej samej logiki do optymalizacji struktur drukowanych 3D.

Cyfrowa produkcja (ang. digital fabrication, inaczej: produkcja cnc, ang. computer numerical control) – metoda produkcji, w której maszyna jest sterowana komputerem (inaczej: jest sterowana numerycznie). Do cyfrowej produkcji należą metody addytywne (druk 3D), substraktywne (frezowanie, cięcie, toczenie cnc) oraz formatywne (gięcie cnc). Cyfrowa produkcja opisywana jest też przez określenie „plik do fabryki” (ang. file to factory), które oznacza, że do produkcji niezbędna jest tylko maszyna sterowana numerycznie oraz właściwie przygotowane dane.

Digitalizacja procesu projektowego (inaczej: projektowanie komputacyjne, ang. computational design lub projektowanie algorytmiczne) – włączenie do procesu projektowego cyfrowych narzędzi takich, jak modelowanie parametryczne i generatywne. Cechą charakterystyczną jest tworzenie przez projektanta procesów zamiast gotowych obiektów.

Druk 3D (inaczej: addytywne metody produkcji, ang. 3D printing) – metoda cyfrowej produkcji polegająca na nakładaniu na siebie kolejnych warstw materiału. Popularne są metody druku 3D z plastiku, ale coraz częściej drukuje się również z innych materiałów: z żywicy, termoplastycznego poliuretanu, metali (aluminium i tytan).

Fab Lab – laboratorium cyfrowego projektowania i produkcji poszerzające zasięg Centre for Bits and Atoms z MIT. Platforma do tworzenia prototypów, wynalazków, innowacji i stymulowania lokalnej przedsiębiorczości, a także miejsce nauki przeznaczone do tego, by inspirować i tworzyć lokalne odpowiedzi na lokalne problemy. Fab Laby na świecie są zrzeszone w sieć, w ramach której dzielą się wiedzą i doświadczeniem. To instytucje o zróżnicowanym modelu biznesowym, często powstające przy uczelniach. Wspólną cechą Fab Labów jest wyposażenie w ten sam typ narzędzi do cyfrowej produkcji.

Galapagos – nakładka (ang. plug-in) do Grasshopera służąca do optymalizacji jednokryteriowej z użyciem algorytmów genetycznych.

Graficzne edytory algorytmów – edytory algorytmów, które nie wymagają pisania kodu. Można w nich łączyć gotowe komponenty, które reprezentują funkcje oraz typy danych (na przykład geometrię, ale też dane liczbowe czy tekst).

Grasshopper – graficzny edytor algorytmów, nakładka (ang. plug-in) do programu do modelowania 3D Rhinoceros. Wokół Grasshopper narosła duża społeczność użytkowników, którzy tworzą do niego dodatkowe nakładki służące na przykład do optymalizacji. W środowisku Grasshopper można też tworzyć własne komponenty, pisząc kod z użyciem języków Visual Basic, C# lub Python.

Kreatywne kodowanie – zastosowanie kodu jako nowego tworzywa przez artystów i projektantów. Popularne narzędzia to Processing, Open Freameworks i Arduino.

Morfogeneza – proces rozwoju organizmów, w wyniku którego determinowany jest ich kształt oraz organizacja komórek.

Projektowanie parametryczne (inaczej: modelowanie parametryczne) vs projektowanie generatywne – wiele osób używa tych pojęć zamiennie, ale różnica polega na tym, że w modelowaniu parametrycznym nie ma elementu losowości. Model parametryczny to na przykład model stołu przeznaczonego do produkcji cnc, w którym ten sam zestaw parametrów wejściowych (długość, szerokość i wysokość) zawsze wygeneruje taki sam model 3D. Natomiast za procesy generatywne często uważa się na przykład symulacje systemów złożonych, w których występuje losowość, a prosty zestaw zasad generuje złożoną geometrię. Algorytmy służące do optymalizacji, jak algorytm genetyczny, również zalicza się do kategorii generatywnych.

Open source – pojęcie pochodzące z dziedziny programowania, pierwotnie stosowane przy określeniu oprogramowanie open source, które oznacza, że kod oprogramowania jest objęty licencją pozwalającą na jego wykorzystanie i modyfikacje. Najpopularniejszą licencją open source jest Creative Commons. Obecnie pojęcie open source migruje ze świata bitów do świata atomów. Licencją open source są na przykład objęte frezowane numerycznie meble opendesk.cc lub domy wikihouse.cc.

Optymalizacja – metoda wyznaczania najlepszego (optymalnego) rozwiązania ze względu na jedno lub wiele ściśle zdefiniowanych kryteriów. W architekturze możliwa jest optymalizacja na przykład ze względu na nasłonecznienie, zacienianie (linijka słońca), powierzchnię użytkową, kwestie widokowe i inne. Optymalizację często stosuje się też do panelizacji złożonej dwukrzywiznowej geometrii elewacji tak, by można je było wykonać ze skończonej liczby powtarzalnych modułów.

Optymalizacja topologiczna – optymalizacja układu materiału w zadanej przestrzeni projektowej, dla zadanych obciążeń i punktów podparcia, tak, by układ który powstaje używał minimalnej ilości materiału przy jednoczesnej maksymalnej wytrzymałości.

Parametrycyzm – proklamowany przez Patrika Schumachera nowy globalny styl w architekturze i projektowaniu. Parametrycyzm to architektoniczna i urbanistyczna odpowiedź na postfordowską erę, w której społeczeństwo masowe wyewoluowało w społeczeństwo heterogeniczne. Według Schumachera, architektura i urbanistyka pomagają zorganizować oraz wyrazić rosnący stopień złożoności nowego społeczeństwa sieci.

Personalizacja (ang. personalisation, customisation, często również mass customisation) – dostosowywanie produktu do indywidualnych potrzeb klienta. Modularna personalizacja to składanie produktu dla klienta z produkowanych wcześniej modułów (np. Nike Id), a pełna personalizacja to produkcja na żądanie, po tym jak klient złoży zamówienie (np. tylko.com). Dodawane czasem określenie masowa (masowa personalizacja) oznacza możliwość zastosowania personalizacji na bardzo szeroką skalę dzięki rozpowszechnieniu technologii cyfrowego wspomagania wytwarzania.

Processing – zapoczątkowany w 2001 roku język programowania stworzony z myślą o artystach wizualnych i projektantach obiektów przestrzennych. Za pomocą prostych komend można w nim tworzyć parametryczne i generatywne formy w 2D i 3D. Processing powstał po to, by promować umiejętności programowania w sztukach wizualnych i projektowaniu.

Ramiona robotyczne – układ ramion połączonych ze sobą przegubami, zakończony narzędziem (ang. end-effector), często stosowany na przykład w fabrykach samochodów. Wiele szkół architektury ma w swoich warsztatach ramiona robotyczne, dzięki czemu studenci mogą tworzyć własne metody produkcji takie, jak druk 3D w dużej skali. Wymaga to opracowania głowicy, która w odpowiedni sposób układa materiał i sprzężenia jej ze zbiornikiem, z którego jest on podawany. Entuzjaści Grasshopper stworzyli kilka nakładek, które pozwalają na kontrolowanie ramion robotycznych bezpośrednio z poziomu modelu parametrycznego (Kuka PRC, Robots IO). Znając środowisko Grasshopper, można więc kontrolować ramię robotyczne bez umiejętności kodowania.

Rozszerzona rzeczywistość (AR, ang. Augmented Reality) – system nakładający cyfrową warstwę treści na świat rzeczywisty. Zazwyczaj wykorzystuje się obraz z kamery telefonu lub tabletu, na który nałożona jest – generowana w czasie rzeczywistym – grafika 3D. Interakcja z cyfrowymi treściami jest możliwa z użyciem interfejsu widocznego na ekranie. Przykład zastosowania to aplikacja mobilna do personalizacji mebli od tylko. com oraz popularna ostatnio gra Pokemon Go.

Wirtualna rzeczywistość (VR, ang. Virtual Reality) – technologia komputerowa, która symuluje fizyczną obecność użytkownika w środowisku (przypominającym realne lub całkowicie się od niego różniącym). VR tworzy sztuczne, zmysłowe doświadczenie, w skład którego najczęściej wchodzą bodźce wzrokowe, a czasem również dotykowe, słuchowe i zapachowe.

Opracowanie: Michał Piasecki

Czytaj też: Programy dla architektów. Przegląd najnowszych programów i aplikacji architektonicznych 2020 |

Najlepsze projekty roku 2018 według Design Museum Beazley Designs of the Year to coroczna nagroda przyznawana przez londyńskie Design Museum. W tym roku odebrał ją kolektyw Forensic Architecture używający narzędzi, jakie daje architektura do prowadzenia śledztw dotyczących naruszeń praw człowieka.
Projekt Correl. Nowy wirtualny świat architektury Biuro Zaha Hadid Architects stworzyło wirtualne środowisko, w którym można przemieszczać obiekty i zmieniać ich skalę. Projekt Correl to część wystawy pokazującej dokonania londyńskiej pracowni w dziedzinie nowych technologii.
Pierwszy drukowany most [WIDEO] Pierwszy na świecie drukowany 3D z pomocą robotów most powstał w Holandii i właśnie zdobył nagrodę publiczności podczas Dutch Design Week.
BioTallinn 2017 Tegoroczne Tallinn Architecture Biennale zaplanowano pod hasłem bioTallinn, a jego kuratorką jest architektka, ekolożka i współzałożycielka londyńskiego ecoLogicStudio - Claudia Pasquero.
Architektura i nowe technologie Według ekonomisty Jeremy’ego Rifkina nadchodzi trzecia rewolucja przemysłowa – era wszechobecnej digitalizacji, dzięki której około 2050 roku większość potrzeb będziemy zaspokajać lokalnie przy jednoczesnej globalnej wymianie wiedzy. Efektem będzie samowystarczalność społeczności i miast. Jakie możliwości dają już dziś cyfrowe narzędzia projektowania? Czy architekci odegrają rolę w trzeciej rewolucji przemysłowej? I jaki wpływ na architekturę wywrą modelowanie parametryczne, cyfrowa produkcja, druk 3d czy rozszerzona rzeczywistość? – zastanawia się w tym numerze Michał Piasecki, architekt specjalizujący się w projektowaniu algorytmicznym i produkcji wspomaganej cyfrowo.
Przestrzeń miejska, światło i nowe technologie. Zaczyna się Festiwal Światła Już za tydzień, 21 lutego, rozpoczyna się Karkonoski Festiwal Światła 2014.