他們設計了世界上最複雜的建築

天下 05-03

建築一直都離不開技術的影響。古羅馬人用拱柱搭起了整個帝國的雄偉建築，同時用混凝土鋪設了通往帝國各地的驛道。自從電腦被發明以來，電腦技術已經為建築界帶來了許多改變，但它至今依然潛力無限，甚至可能徹底動搖建築界的基礎規則。

至少，建築編程師邁克爾·漢斯梅爾（Michael Hansmeyer）是這樣認為的。漢斯梅爾與同事本傑明·迪倫布爾格（Benjamin Dillenburger）在過去五年中一直在探索用演算法來打造繁複的建築結構，從擁有1600萬個立面的紙圓柱到世界上第一間3D列印房子。

他最近為巴黎蓬皮杜中心製作了一個名為Digital Grotesque II的大型建築項目，該項目使用了演算法建築的概念，其複雜程度已經遠遠超過了人類——甚至是電腦——的理解範疇。

Digital Grotesque II的演算法由無數細分的單元組成，細節的精確程度甚至可以達到沙粒的程度，它擁有13億個獨立表面，為了確保演算法輸出的精準度，他們使用了一款砂岩3D印表機。這件作品看上去就像是一個人造洞穴，奢華精密程度堪比16世紀貴族的秘密花園（或者是《花花公子》雜誌創始人休·海夫納的秘密宅邸），這件7公噸的藝術品是如此的複雜，以至於普通的電腦根本無法在設計過程中對其進行模擬可視化。

「近些年，科技圈對人工智慧有過大量的討論，並且現在人工智慧已經在引領醫藥界的研究，在交通管理方面也提供了一些特定的解決方案」，漢斯梅爾說，那麼電腦能暢想出何種甚至連人類都未曾想像過的建築風格呢？

Digital Grotesque I是該項目的第一代作品，它誕生於2013年，也由一款砂岩3D印表機製作而成。最終呈現出來的結構擁有一個單一表面，它經過了變形和摺疊，看上去就像是一件巴洛克建築被瘋狂搗毀後再隨意拼接而成。然而當時一代作品仍需要兩位建築設計師來確定結構的形狀和形式。新作品Digital Grotesque II則完全由一個演算法設計生成，建築師為演算法制定了一系列正式參數。這些參數使得演算法更具變化性，能隨機創造出截然不同的結構效果。按照他們的設想，這個結構必須有很多的層次，並且一眼無法徹底辨別出它的真實結構，觀賞者若想徹底掌握這件作品的形狀必須從不同的角度進行細緻的觀測。

二代作品的最終結構看上去就像一座珊瑚，擁有大量的孔洞和分支形式，並且它的獨立立面數量多達13億個。這就意味著這個結構基本上無法用模擬器或者其他更簡單的數字設備進行可視化。「嚴格來說，沒有什麼結構是畫不下來，但如果有人想用筆和紙畫出這件作品的結構可能需要花數千年時間，即使你使用簡單的AutoCAD程序也無濟於事，」漢斯梅爾說。

一旦建築師讓演算法進行自主設計，那麼唯一能將結果可視化的方法就是利用蘇黎世聯邦理工學院的超級計算機對獨立的單元進行分析處理。蘇黎世聯邦理工學院正是迪倫布爾格供職的研究單位。「我們從未在電腦上見過完整的作品，」漢斯梅爾說，「我們會用Photoshop將分析後的單元拼貼到一起，從而大致了解整件作品可能長什麼樣，但直到作品被列印出來之前，我們無從知曉作品的真實面貌。我們可以列印出無法被我們可視化的作品。」

我們開發這個項目的主要目的是想探究的電腦設計潛能。「我認為目前我們正通過電腦來延展我們的想像力，我們試圖讓電腦來幫助我們發現那些我們從未想像的事物，我們把電腦作為一種工具，讓它為我們創造無限的驚喜，」漢斯梅爾說。

該項目的另一個目的在於測試3D列印的潛能——事實上3D印表機在列印一個固體方塊和列印由演算法生成的複雜結構時，兩者所耗費的成本幾乎相同。但涉及到這個項目時，普通的3D印表機根本無法實現；因為Digital Grotesque II對於輸出的顆粒度有著超高要求，因此砂岩印表機就顯得至關重要，因為它能列印出沙粒一般大小的結構。

「它必須實現絕對的幾何自由，它耗費的成本與你列印最簡單、最小型的唐納德·賈德（Donald Judd）裝置盒所差無幾，」漢斯梅爾說，「如果製作生產的規則發生了這麼大的變化，那麼它肯定也會帶來某種新的建築形式。」

使用砂岩材質也具有現實意義——因為古時候有大量教堂都是由這種材料建造而成的，砂岩相較於傳統3D列印使用的塑料材質更符合建築設計的需求。當然，在目前用這種技術來建造樓房尚不可行。漢斯梅爾表示，儘管砂岩印表機能提供建築物所需要的精度，但用何種膠水來將3D列印出來的部件拼貼在一起仍然是一個主要的難題——它必須擁有很好的抗縮和抗壓性，它必須能抵禦惡劣天氣和火災的侵襲，它必須達到環保標準。

但可建造性並不是整個項目的關注點。Digital Grotesque II的意義在於，兩位建築師將結構的最終控制權完全地交到了由他們設計的演算法手上。「傳統的建築師都很討厭驚喜。他們有很強的控制欲。這個項目為建築找到尋找驚喜的新方式，」漢斯梅爾說，「但你知道，生活中總是有很多美好的驚喜。」

翻譯：韓宏

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