Kaufmann & Gehring

数字怪诞 II Digital Grotesque II   (2017)

与本杰明·迪伦伯格

数字怪诞 II,一个全尺寸的 3D 打印石窟,在蓬皮杜艺术中心首次亮相Imprimer le monde exhibition 并成为博物馆永久藏品的一部分。该装置通过探索设计师与计算系统之间的新颖合作,挑战了传统的设计范式。

在这里,计算机超越了其作为被动工具的角色,成为一位主动的、富有创造力的伙伴,能够拓展设计师的想象力和形式能力。从最初的数字种子开始,系统生成了数百万个复杂的分支,递归地生长和折叠,将数百平方米的表面压缩成一个3.5米高、7吨重的3D打印砂岩结构。

最终的建筑呈现出一种复杂而丰富的形式语言,既令人迷惑,又引人入胜,令人回味,同时又刻意不落窠臼。它介于人造与自然、秩序与混乱之间,营造出意想不到的惊喜时刻。

超越传统设计工具

数字建造从根本上改变了我们所能建造的东西,然而设计工具仍然受限于人类能够直接表现和想象的范围。“数字怪诞II”展现了一种不同的方法:计算机作为积极的创意伙伴,能够生成人类设计师无法绘制和想象的形式。

不断发展的自主性:从生成到评估

该项目标志着其前身的重大演变, 数字怪诞 I Digital Grotesque I. 在第一次迭代中,计算系统主要充当形式生成器,建筑师持续评估每个方案、调整参数,并将形式合成新的迭代。这种工作流程虽然高效,但仍然需要在设计过程的每个阶段持续进行人工监督和果断干预。

“数字怪诞 II”通过赋予计算系统生成能力和评估自主性,推进了人机协作。系统不再仅仅提供供人类评估的选项,而是学会评估自身的创作并进行相应的优化。这代表着一个意义深远的进步:计算机从一个复杂的形式生成器,蜕变为一个更加自主、能够不断自我完善的设计者。

目的问题:优化石窟

然而,这种增强的自主性立即引发了一个根本问题:如果计算机现在可以通过迭代学习来优化设计,那么它应该朝着什么方向优化?与具有明确功能需求(最大化结构效率、最小化材料使用或优化环境性能)的传统建筑结构不同,石窟没有明确的功能目的。它的价值完全在于它为体验者创造的体验。传统优化目标的缺失为不同类型的建筑智能开辟了空间。.

Rendering: Demetris Shammas
自主生成的提案

量化短暂的标准

“数字怪诞 II”通过尝试量化所谓的“软性标准”——这些难以捉摸的设计因素会影响情感和感知反应,但却无法用传统的基于指标的衡量标准来衡量——来解决非功能性标准优化的挑战。这些软性标准,例如美学价值观,与人类与建筑环境的互动方式高度相关,因为它们直接影响人们通过建筑体验到的情感。我们可以区分不同类型的情感,包括审美情感(例如感动、着迷和敬畏)、认知情感(例如好奇、兴趣和洞察力),以及与娱乐、幽默、喜悦、活力或放松相关的情感。

啮合的几何特性

该项目并未声称直接衡量审美体验本身,而是确定了三个与观众参与度和兴趣呈正相关的几何特性:

  • 经验能力 Experience-ability: 通过改变观看者的位置或视角来改变形式的外观或可见性。
  • 压缩性 Compressibility: 无法通过对称群和重复来简化的几何信息的程度。
  • 深度复杂性 Depth-complexity: 测量结构内空隙和实体之间的拓扑交替,营造沉浸式体验

这些指标使计算机能够学习几何属性与人类反应之间的关系。通过在线志愿者对设计变化的评估,系统开发了将形式和几何属性与情感影响联系起来的预测模型。然后,计算机可以生成并迭代优化方案,从而最大限度地激发好奇心并持续吸引用户。

建筑师角色的演变

在这个过程中,建筑师的角色从直接设计师转变为策展人——引导计算探索,评估方案,并将最具吸引力的解决方案整合成一个单一的形式。人类提供审美判断和对环境的理解,而计算机则提供远超个人想象力的生成能力。

然而,这种方法引发了关于审美体验本身本质的重要问题。减少人类对可量化指标的反应,虽然能够实现计算优化,但必然会简化建筑创造意义的复杂文化、象征和个人维度。挑战在于如何利用计算创造力,同时保留赋予建筑文化意义的更深层次的人文价值。

想象空间

“数字怪诞II”展现了计算设计如何超越人类想象力,同时又与人类感知保持深度关联。置身于石窟前,人们会邂逅一种前所未见的丰富细节——一种视觉和空间的复杂性,似乎超越了人类的直接感知,却又清晰地回应着人类的感知。这座建筑既令人迷惑,又引人入胜,令人回味,却又不失规范。“数字怪诞”是对一种新型建筑的证明和颂扬,它摒弃了传统的理性化和标准化范式,转而强调观者的感知——唤起惊叹、好奇和困惑。

尽管其形式是通过自主计算过程生成的,但它却在多个领域——从建筑传统到自然形态——引发了类比。这表明,计算机在创造前所未有的事物的同时,可能无意中发现了与人类更深层次的感知结构和原型产生共鸣的模式。这引发了关于形式最终起源的问题。

数字怪诞 II 让我们得以一窥计算设计的持续演变,促使我们思考能够根据审美标准评估和改进自身创作的机器的出现。

对未来设计的影响

由于计算系统如今不仅能够生成形式,还能通过识别人类偏好中的统计模式来评估和优化形式,关于设计智能本身的本质,一些根本性的问题随之而来。这个过程是否能够引领我们发现真正新颖的美学原则,还是主要是为了复制和放大人类现有的偏见和偏好?我们如何才能鼓励这些系统真正涌现出“发现”?

这种走向自主计算评估的轨迹对设计实践的未来具有重要意义。随着机器逐渐具备独立的审美判断能力,设计师的角色可能会从直接的创造者演变为更类似于教师或协调者的角色——定义学习目标并评估结果,同时允许计算系统在创作过程中提升自主性。这可能会促成设计合作关系,使人类和机器智能在完全不同的想象力和评估尺度上运作,从而有可能解锁任何一方都无法单独进入的创意领域。

Digital Grotesque II数据


虚拟:

  • 算法生成几何体
  • 2.6亿个独立表面
  • 420亿体素
  • 78 GB生产数据

物理:

  • 砂打印元件(硅酸盐+粘合剂)
  • 3.45米高度
  • 537 m2总表面积
  • 7公吨重量
  • 280 µm层分辨率
  • 4.0 x 2.0 x 1.0米最大打印空间

设计开发:

打印:

组装:

2年

1个月

2天

团队


制造
和组装:
  Michael Thomas
Philippe Steiner

Allegra Stucki
Florentin Duelli
Jan Francisco Anduaga
Katharina Wepler
Lorenz Brunnner
Nicolas Harter
Dominik Keller
Max Spett
Alexander Canario

数字支持:   Matthias Leschok
Alvaro Lopez

照片:   Fabrice Dall'Anese
Michael Lyrenmann
Demetris Shammas
Jann Erhard
Hyunchul Kwon

视频:   Kaufmann & Gehring
     

合作伙伴和赞助商


苏黎世联邦理工学院数字建筑技术系
苏黎世联邦理工学院建筑系
Centre Pompidou
Christenguss AG
Bosshard + Co. AG
Suter Elektro AG
Digital Grotesque II砂岩石窟是由巴黎Centre Pompidou委托制作,用于其永久收藏。它在2017年3月的Imprimer le monde展览上首次亮相。

几何形状在苏黎世联邦理工学院的Euler高性能计算集群上计算。组件由Christenguss AG在ExOne打印机上打印。