Strategii de design computațional

Trecând de entuziasmul generat de utilizarea tehnologiilor computaționale pentru compunerea unora dintre cele mai controversate forme din ultimul timp, mergând peste o dispută despre stil sau estetică, cercetarea studioului idz arhitectură se concentrează pe studiul designului computațional care trebuie să părăsească de fiecare dată ecranul plat și rece al calculatorului și trebuie să se concretizeze în obiecte reale.

Pentru noi, scopul utilizării computației în design este de a reuși să controlăm un proces complex de proiectare, dar și de fabricație. Rezultatele, de cele mai multe ori, depășesc posibilitățile de simulare sau vizualizare ale calculatorului și devin obiecte fizice seducătoare.

Pornind de la ideea că suntem un studio de arhitectură și design în România, unde designul computațional nu este încă bine definit sau chiar reprezentat, am încercat să ne axăm pe manifestarea reală a unor obiecte proiectate și fabricate cu unelte digitale. Astfel, am realizat mai multe serii de workshopuri deschise celor care doreau o experiență aplicată de utilizare a tehnologiilor digitale. Întotdeauna am mizat pe rezultate fizice, vizibile și care să poată rămâne întipărite în memoria comună.

Pe lângă workshopuri, ca o metodă de transfer de cunoștințe și de testare a unor subiecte de cercetare, studioul nostru a realizat și o serie de mici obiecte de design, mizând pe realizarea unui produs, mai degrabă, decât o simplă demonstrare a unei tehnologii. Unul dintre aceste experimente, QUAD_LIGHT, un corp de iluminat proiectat parametric și fabricat digital, a fost apreciat și în mediul profesional, fiindu-i acordată o Nominalizare în cadrul Anualei de Arhitectură 2014. În cele ce urmează, vă vom prezenta o parte din ultimele noastre cercetări ce s-au concretizat în obiecte fizice.

Explorările IDZ, procesul de proiectare cu unelte digitale

Cercetarea noastră este axată pe o metodologie de cercetare prin materializare, în care explorăm noi strategii de proiectare folosind unelte digitale, pe care le fabricăm cu unelte digitale de fabricație și reevaluăm opțiunile de proiectare. Acesta este un proces iterativ unde, prin feedback continuu, ideea de la care plecăm evoluează, adăugând semnificație proiectului. Cercetarea pornește de la o idee emergentă care încorporează într-un algoritm procesul de creație, opțiunile de proiectare și constrângerile de fabricație. Algoritmul evoluează și, de cele mai multe ori, cercetarea este dezvoltată în mod continuu și se întinde pe multe proiecte.

Design de obiect. CELL_AGGREGATION

Realizarea obiectelor de design prin mijloace digitale a intenționat realizarea unei legături între proiectarea computațională, metodele de fabricație digitală și materialul. S-au implicat unelte digitale în mediul practicii de design cu scopul de a observa modul în care acestea pot influența procesele de creație și fabricație.

Cercetarea a avut două aspecte, unul referitor la metoda de lucru și unul legat de analizarea obiectului final. Astfel, s-a urmărit procedeul de lucru ca abstractizare a procesului de design și fabricație prin cod. De asemenea, a fost importantă analizarea rezultatului material, pentru a observa care sunt influențele procesului digital asupra obiectului final.

Metoda de lucru se bazează pe un proces de feedback între concept, metodă de fabricație și material. Astfel, obiectul este rezultatul unui proces ce evoluează treptat, combinând creativitatea cu atributele uneltelor digitale. Are loc un schimb continuu, unde capacitățile digitale sunt interpretate în mod subiectiv, transformând procesul creativ, iar cerințele conceptuale sunt abstractizate și transpuse în cod. Scopul nu a fost de a obține un proces complet digital, ci de a relaționa, pe de-o parte, metodele de proiectare intuitive cu cele computaționale și, pe de alta, fabricația digitală cu procese de materializare tradiționale.

Deși obiectele realizate sunt de dimensiuni mici, atât procesul de lucru, cât și metodele de fabricație pot fi preluate și folosite și la o scară arhitecturală. Accentul este pus pe articularea componentelor, ce este integrată în concept, pe interacțiunea cu mediul fizic, pe textură, aspecte care caracterizează și practica de arhitectură. De asemenea, uneltele de fabricație sunt în curs de dezvoltare și urmăresc să fie aplicate la scară mai mare, la nivelul construcției de componente arhitecturale.

Pentru colecția CELL_AGGREGATION intenția a fost aceea de explora metode de a construi care nu mai pornesc de la suprafețe ce sunt subdivizate, ci pleacă de la celule volumetrice care se agregă. De asemenea, am urmărit metode diferite de reprezentare a acestor structuri agregate, în care am explorat relația dintre negativ și pozitiv. Astfel, au rezultat două variante foarte diferite care pleacă de la același principiu de asociere, una care exprimă volumul celulelor și una poroasă care sugerează muchiile celulelor.

De asemenea, prin proiect, am explorat geometria celulelor, urmărind principii de deformare asupra unor poliedre regulate, care își pierd astfel caracterul de simetrie, dar păstrează relațiile geometrice. Prin transformarea structurilor stabile geometric se obține o imagine familiară, dar alterată, în care se pune accent pe deformare topologică, pe relațiile dintre elemente.

Proiectul de design de bijuterie explorează metode de articulare a celulelor, de a obține structuri eterogene, dar care exprimă și o ordine de generare. Obiectele obținute oscilează între aleatoriu și ordonat, între masivitate și fluiditate. Caracteristicile ce țin de materialitate au motivat transformările geometrice și sunt puternic influențate de metoda de fabricație aleasă.

Procesul de căutare formală pornește de la geometria celulei și a fost un proces evolutiv. Fiecare celulă este definită conform diagramei Voronoi. Adică, o colecție de puncte poziționate în spațiu generează fațete care își negociază geometria ca o medie a poziției acestor puncte. Fiecărei fețe îi corespunde un punct ce o influențează. Acest algoritm are rezultate complexe atunci când se combină cu principiul agregării și este aplicat pe ansambluri de celule, ce sunt tangente și umplu spațiul. Se definesc centrele celulelor și punctele de influență, geometria rezultând prin corelarea acestor parametri.

În acest caz, tehnologia de fabricație este prin imprimare 3D. Geometria utilizată este cea a muchiilor și a nodurilor celulelor fațetate. Pentru că imprimarea 3D este potrivită unor forme cu structură complexă, am urmărit să transformăm geometria generată astfel încât să profităm de atuurile metodei de fabricație. De aceea, geometria finală este una filiformă și moale.

Workshop. ARTICULATION THROUGH PATTERN

Workshopurile pe care le-am organizat au avut rolul de a oferi profesioniștilor din mediile creative oportunitatea de a testa capacitatea uneltelor digitale în design și fabricație. Prin faptul că workshopurile au avut ca rezultat obiecte fizice generate și fabricate digital, au urmărit împletirea aspectelor materiale cu cele digitale.

Atât elaborarea temei, cât și procesul creativ de pe parcursul workshopurilor devin o metodă de cercetare prin proiect, dar ce sunt delimitate prin temă. Aspectele organizatorice, legate de timpul scurt de lucru, accesibilitatea la materiale și la tehnologiile de fabricație digitală impun constrângeri care sunt adresate prin temă. Acest mod de lucru este specific practicii de arhitectură, care combină logica obiectivă cu gândirea creativă. Astfel, stabilirea temei presupune o perioadă de documentare, de selectare a metodei de fabricație, a materialului, a scării de fabricație și, mai ales, de relaționare a acestora într-un subiect relevant pentru practica de design. Pe parcursul dezvoltării temei se previzionează procesele, se anticipează dificultățile ce pot apărea, tema fiind construită astfel încât să excludă o parte din posibilele probleme.

Workshopurile, deși au tema și uneltele ce urmează a fi folosite clar definite, nu au un rezultat prestabilit. Folosind uneltele puse la dispoziție, participanții au ocazia de a explora și de a-și testa propria viziune, astfel, prototipurile realizate sunt diferite prin faptul că sunt interpretări personale ale acestora. Astfel, workshopurile devin un exercițiu de cercetare prin proiect, ce testează modul în care noile unelte digitale pot fi folosite în practica de arhitectură.

Prin faptul că participanții interacționează cu aspecte legate de materializare, aceștia înțeleg că mediul digital nu oferă unelte automate ce fac posibilă realizarea oricărei forme în mod eficient. Tot procesul, de la concepere la fabricație, trebuie previzionat și abstractizat de către proiectant.

Workshopul ca modalitate de lucru se dovedește a fi un mijloc potrivit de transfer de cunoștințe între cercetarea primară, pe care noi ca tutori o realizăm, către comunitatea practicii de arhitectură. Astfel, urmărim să punem la dispoziția comunității o serie de metode de lucru dezvoltate și testate care pot fi mai departe aplicate și adaptate propriilor practici. Scopul este de a arăta că noile unelte de lucru sunt accesibile, personalizabile și au un potențial de dezvoltare a imaginației.

Workshopul „articulation_through_pattern” își propune să exploreze conceptul de articulație contemporană care pornește de la un model diferențiat generând componente volumetrice. Scopul este de a integra posibilitățile printării 3D în practica de design și în realizarea unor elemente de construcție diferite care, articulate, să determine ansamblul.

Participanții, pe parcursul a trei zile intensive, vor stăpâni constrângerile fabricației prin printarea 3D și vor dezvolta scripturi în Grasshopper pentru a genera componente diferențiate. Workshopul va avea ca rezultat o serie de strategii de articulare materializate prin printare 3D.

Modelul presupune existența unei reguli de generare geometrică, nu este o construcție întâmplătoare. Modelul exprimă o succesiune logică, o gândire secvențială, guvernată de un set de reguli, și astfel se apropie de algoritm. Pe de altă parte, modelul presupune existența unei unități care este repetată și care se multiplică și articulează pentru a genera continuitate.

Proiectarea contemporană încearcă să se îndepărteze de abordarea top-down, în care geometria este impusă, iar pentru a fi construită este necesară descompunerea ei în părți. În acest caz, fabricația are doar un rol în eficiența economică și se bazează pe metode prestabilite. Ca alternativă, subîmpărțirea obiectului este integrată în procesul de proiectare, făcând parte din concept. Astfel, procesul de proiectare devine bottom-up, iar geometria ansamblului este generată prin articularea componentelor, dar de data acestea nu mai trebuie să fie identice.

Nu mai este vorba de suprafețe libere, ci de structuri articulate, unde diferențierea servește ca un mod de articulare. Vorbim, astfel, de trecerea graduală ca articulație, unde forma se transformă pentru a se adapta situațiilor diferite din ansamblu. Generarea formei variabile este rezultatul corelării aspectelor conceptuale, geometrice sau funcționale, dar tranziția între situațiile diferite nu se face brutal. Astfel, articulația, la nivelul ansamblului, reflectă atât o logică globală, cât și caracterul local.

Articulația contemporană este parte din procesul de generare digital, este definită prin algoritmi și cuprinde, în același timp, și aspecte materiale. Modelul devine rezultatul abstractizării aspectelor conceptuale, materiale și de fabricație. Este caracterizată prin variabilitate, țesere și asamblare de componente diferite. Articulația este definită ca un component în sine sau rezultă din intersecția componentelor vecine. Un loc în care se sincronizează ambiguitățile, o interacțiune moale, o conexiune, ce definește geometria globală, dar delimitează componentele.