La arquitectura busca reflejar ideas sobre el mundo circundante. Durante los últimos 20 años, los arquitectos se han centrado en la tecnología informática, los procesos físicos y biológicos. La ciencia de la naturaleza y las tecnologías computacionales están remodelando nuestra comprensión del ser y, detrás de esto, la idea de cómo podemos y debemos trabajar con la forma y el espacio arquitectónicos. Esto conlleva la aparición y desarrollo de nuevas herramientas, métodos y métodos, lo que cambia significativamente la idea de cuál es la morfología de la arquitectura, es decir. una ciencia que estudia la estructura de una forma arquitectónica. Si, por ejemplo, la morfología biológica es la estructura de la forma de un organismo y las características de su estructura, y en matemáticas es la teoría y técnica de análisis y procesamiento de estructuras geométricas basadas en la teoría de conjuntos y la topología, entonces los principios de la tecnología moderna. La morfología arquitectónica se encuentra en algún lugar entre la biología y la matemática. Si las formas arquitectónicas del pasado podrían considerarse como la estructura final, ahora deben considerarse a través del desarrollo de la forma: la morfogénesis.
Procesos
A lo largo de la mayor parte de su historia, la arquitectura ha estado fascinada por el resultado final y estático. Pero con la irrupción del posmodernismo, surgió otro interés: la arquitectura se deja cada vez más llevar por el proceso de creación de un proyecto. En un principio se trataba de collages de alusiones a grandes estilos históricos, al sistema de orden antiguo, etc., luego pasa al terreno de juego con procesos más abstractos: fuerzas, energías, geometría pura, que conforman la imagen del deconstructivismo. Además, este juego, que entra en la inmensidad de la modernidad, se materializa en el pensamiento esquemático, cuando las presentaciones de los arquitectos se asemejan cada vez más a instrucciones para ensamblar y desarrollar un objeto arquitectónico.
Tal intento de transferir la arquitectura del plano de las ideas subjetivas del creador al plano racional de las decisiones y tareas objetivas refleja los requisitos de la nueva época. Las cadenas de diagramas, gráficos, explicaciones reflejan por qué y cómo apareció el objeto arquitectónico. Pero a diferencia de la práctica del posmodernismo, que refleja la subjetividad irracional del arquitecto, esto ocurre en base a analíticas de volumen, áreas utilizables, área de construcción, orientación al sol, distribución de alturas, miradores, cantidad de vegetación y estacionamientos, transporte. y rutas peatonales y muchos otros factores objetivos. … Por ejemplo, puede hacer referencia a cualquier proyecto de los famosos BIG, MVRDV u OMA.
Esto se correlaciona muy bien con cómo han cambiado nuestras ideas sobre la naturaleza de nuestro mundo. La imagen científica del mundo ha demostrado que los objetos complejos de naturaleza animada e inanimada son derivados de procesos. En ellos, a través de una secuencia de procedimientos de transformación - fusión, división y transformación - se generan nuevas entidades.
Del hacer a la procreación
Tuvimos la suerte de estar presentes en el momento asombroso de la reestructuración global del "hombre que hace" en el "hombre que genera". ¿Cuál es la diferencia entre el primero y el segundo? El primero se basa en la forma tradicional de crear un artefacto artificial. Es entonces cuando hay una imagen, un plan, una decisión final y una persona, a través de ciertas acciones, logra el resultado deseado. Imagina crear un superhéroe. Luego imagina un escultor que sea del tipo "hacedor". Primero, dibuja o esculpe un boceto de una escultura futura, utilizando un modelo para captar la plasticidad humana correcta. Luego toma un cincel y procesa un trozo de piedra. El resultado no es un superhéroe necesario, sino su reflejo inanimado, apenas capaz de proezas.
Esto también es cierto al crear arquitectura. Por ejemplo, a un arquitecto del primer tipo se le ocurre primero una imagen de un edificio basada en la percepción y la experiencia subjetivas. Este es el ideal que el arquitecto piensa que debería mejorar la vida de las personas y, por tanto, debería construirse en todas partes. Luego toma una rejilla de columna estándar de 6x6 metros, pisos estándar, ladrillos, etc. y une a este constructor, esforzándose por acercarse al ideal original. A la salida, el edificio se adapta poco a la vida, no solo porque en el proceso se alejó del ideal, sino también porque el ideal en sí fue un invento de un arquitecto, solo indirectamente relacionado con la situación real. Un edificio así se puede replicar tal cual, o realizar pequeños cambios manualmente, pero, en cualquier caso, difícilmente puede cumplir con el impulso inicial de mejorar la vida de las personas.
Pero, ¿cómo funciona la vida silvestre? ¿Y cómo una persona del segundo tipo - una “persona generativa” - actúa como ella? Los objetos de la naturaleza se generan a partir de las interconexiones de sus elementos actuando sobre la base de leyes, reglas y restricciones. Entonces, los organismos vivos no tienen una imagen final por la que luchan, pero tienen una combinación de efectos de las acciones del genotipo, la totalidad de todos los genes de un organismo dado y la ontogénesis, el desarrollo individual de un organismo desde el inicio hasta la muerte., la mayor parte del tiempo dedicado a la lucha por la supervivencia. Esto conduce a la formación de un organismo individual con su propio fenotipo, es decir la totalidad de todos los signos y propiedades internos y externos del organismo. Así, se puede ver que las acciones, los procesos y el desarrollo es lo que la naturaleza ha apostado en la lucha por la supervivencia. En algún momento, se volvió obvio para la gente.
Para aclarar esta afirmación, volvamos a nuestro superhéroe. Para crear un superhéroe real, necesitamos desarrollar su genotipo, que contendrá super propiedades. Entonces lo desarrollaremos en una lucha por su existencia, siempre que su supervivencia dependa directamente de nuestra supervivencia. Entonces obtenemos lo necesario y actuando, no el superhéroe ideal.
En un esfuerzo por crear un edificio que mejore la vida de las personas, el "arquitecto generativo" creará un genotipo para su edificio para que este edificio se desarrolle en condiciones cercanas a la realidad, de acuerdo con los principios establecidos en el genotipo. A la salida, obtenemos un edificio que se ha adaptado a las condiciones del entorno, y realiza de manera efectiva las tareas para las que fue destinado. Tal edificio se puede replicar como organismos, no a través de la copia, sino a través de la generación de nuevos edificios, utilizando el mismo genotipo o un genotipo ligeramente modificado, proporcionando así una población estable.
Performatividad
Se está extendiendo cada vez más la práctica en la que las acciones que expresan en sí mismas un proceso concebido son las que predeterminan la esencia final de un artefacto. Así es como la formación de espuma determina las cualidades básicas de la espuma. De hecho, la formación de espuma en sí misma es un acto y el resultado de un acto al mismo tiempo, y lo que llamamos "espuma" sólo fija el estado final de la acción que tiene lugar. Este enfoque performativo, cuando el hacer es inseparable del resultado final, se ha convertido en una característica importante del arte y la arquitectura contemporáneos. En este caso, el enfoque performativo se realiza a través de acciones realizadas tanto en la realidad como en programas informáticos que imitan acciones en tiempo real.
Un ejemplo de un enfoque performativo producido en la realidad es la instalación de arte Tape del grupo croata-austriaco Numen / For, exhibida en todo el mundo. No es un proyecto final para ser transportado de un sitio a otro o creado a partir de dibujos del sitio, sino un proceso que utiliza grandes cintas adhesivas y procedimientos, reglas y soluciones locales simples que pueden considerarse mutaciones en el genoma subyacente. En él, el material a través de acciones realizadas en un nuevo entorno se materializa en un entorno cada vez único, pero que tiene características espaciales comunes con otras encarnaciones de "Teip".
El entorno se utiliza como soporte para el cultivo gradual a través del proceso de pegar primero las cintas longitudinales y luego las cintas de apriete transversales de la cinta adhesiva. Por lo tanto, la cinta adhesiva no es solo una de las opciones de material que se puede reemplazar con cualquier otro si se desea, sino una parte integral del proceso. La cinta adhesiva es un material que predetermina las acciones realizadas, las propiedades de la estructura y el entorno que se forma. ¡Esto no es más que el proceso de ontogénesis embriológica, cuando un organismo completo se desarrolla a partir de una célula! Además, las condiciones en las que se desarrolla un organismo afectan su forma (fenotipo). Con el mismo genotipo, diferentes condiciones pueden dar diferentes características a un organismo, hasta diferentes sexos. En las instalaciones "Teip" las mismas reglas, operando en diferentes condiciones del entorno urbano, dan lugar a una forma diferente de instalaciones. Para apreciar la combinación de similitud y singularidad, basta con comparar instalaciones en Belgrado, Berlín, Melbourne y Viena.
El proceso de aparición de "Tape" se puede observar en el ejemplo de la creación de una instalación en Moscú:
Para comprender cómo se puede implementar el enfoque performativo de la arquitectura en los programas de computadora, se debe mirar la experiencia de Daniel Piker, quien participó en el taller Branching Points en Strelka este año (ver el video de su conferencia). En su conferencia en el taller, habló sobre una herramienta que está desarrollando para arquitectos, donde es posible crear una forma basada en interacciones físicas, a las que se aplican fuerzas similares a las físicas. En este caso, la forma final es una derivada del proceso de equilibrar todas las fuerzas del sistema.
Algoritmos
Durante muchos años, y especialmente en la última década, los arquitectos líderes se han concentrado en cómo utilizar la tecnología computacional para desarrollar algoritmos a partir de los cuales se produce una forma arquitectónica. Solo la lista de centros educativos que investigan estos temas habla por sí sola: AA (Architectural Association), IAAC (Instiute for Advanced Architect of Catalonia), SCI-Arc (The Southern California Institute of Architecture), University of Applied Arts Vienna, RMIT University, Columbia University GSAPP, Delft University of Technology con su laboratorio Hyperbody. Los algoritmos desarrollados reflejan la visión de cómo se debe generar un objeto, qué relaciones, reglas y restricciones operan en su sistema. Tal proceso, expresado en un algoritmo y sellado en un código de computadora, puede representarse como el genoma de un objeto que produce diferentes resultados dependiendo de las condiciones externas, que en los algoritmos representan los datos iniciales. Y el resultado de la ejecución del algoritmo es la forma arquitectónica requerida. Este principio de diseñar una forma arquitectónica revela un montón de posibilidades: los procesos de autorregulación, la adaptación de la forma a las condiciones dadas, la posibilidad de crear poblaciones de objetos con diferentes características, y mucho más. Este enfoque determina en gran medida el concepto diseño paramétrico, que se ha convertido en la principal tendencia de la arquitectura moderna.
Morfogénesis
La ejecución del algoritmo en diferentes condiciones puede producir poblaciones enteras de objetos relacionados. Además, la población puede estar formada tanto por edificios como por elementos estructurales de un edificio, como poblaciones de organismos vivos y células que forman los tejidos vivos del cuerpo.
En el proceso de tal reproducción, puede manifestarse otra propiedad importante de un acto tan natural como el polimorfismo: la capacidad de algunos organismos de existir en estados con diferentes estructuras internas o en diferentes formas externas. En los algoritmos arquitectónicos, esto se verá como la capacidad de elegir una forma de procesar los datos en función de las propiedades de la información entrante y también, según las circunstancias, elegir la ruta de generación de cada objeto específico dentro de un tipo de Capacidad de rendimiento múltiple. en Arquitectura. Técnicas y
Tecnologías en Diseño Morfogenético, Diseño Arquitectónico Vol.76 No.2, p.8 ">[1].
Un ejemplo de la manifestación del polimorfismo es un video que muestra cómo el diseño cambia significativamente cuando cambia la geometría del plano del edificio.
En cierto sentido, el algoritmo de este proyecto funciona activando y desactivando cualquier gen en función de las condiciones que conducen a los diferentes estados del organismo.
El caparazón de la estructura creada en el taller de Branching Points en el festival White Tower 2011 en Ekaterimburgo estaba formado por elementos homogéneos. Cada elemento se dobló de una hoja de acero para parecerse a una pirámide. Los pliegues de los elementos en un patrón de tablero de ajedrez se dirigieron en una dirección o en la dirección opuesta a la superficie de la carcasa. Por lo tanto, el polimorfismo se manifestó no en la forma, sino en la orientación de los elementos. Este principio hizo posible crear una estructura rígida autoportante, donde los elementos, con su volumen y gran curvatura del caparazón de forma arbitraria, no interfirieron entre sí.
En la planificación urbana, el principio de morfogénesis permite una planificación flexible de los territorios. Un ejemplo es el proyecto del Berlage Institute (Rotterdam, Holanda), donde se estudió la ciudad de Phoenix. El modelo predictivo del área se desarrolló sobre la base del mapa de radiación del suelo del desierto, en el lugar del cual debería aparecer una nueva área residencial. Dependiendo del nivel de radiación, se forman los contornos de las unidades residenciales para que las emisiones sean mínimas para cada unidad. Así aparecen diversas propiedades de la vivienda. Cada complejo residencial resulta no solo ser diferente en tamaño y forma, sino que también incluye varios programas de actividad y varias formas de organización. [2].
Para comprender cómo la nueva morfogénesis se manifiesta en el desarrollo de estructuras arquitectónicas, no podemos dejar de referirnos a la experiencia del programa de Tecnologías Emergentes y Diseño de la Architectural Association de Londres. Exploraron cómo, en conjunto, el código informático, las matemáticas, las leyes físicas, los materiales y las tecnologías de fabricación avanzadas pueden crear nuevas estructuras de materiales complejas antes impensables.
Un ejemplo de cómo la morfogénesis de un objeto completo depende de la morfogénesis de sus partes es el proyecto de cobertizo de azotea de AA ComponentMembrane, que fue diseñado, calculado, fabricado e instalado en solo 7 semanas. El dosel tenía que estar lo suficientemente bien protegido del viento y la lluvia, al mismo tiempo, era necesario minimizar la carga de viento horizontal debido a la estructura de soporte débil y no obstruir las vistas desde el techo.[3]… En este caso, el dosel tenía que tener la capacidad de dar sombra de diferentes formas en diferentes épocas del año en diferentes momentos del día. La forma de cada elemento del dosel se determinó acordando todos estos criterios.
La estructura de panal de la marquesina consta de un conjunto de elementos. Para cada tipo de elemento de marquesina, se eligió el mejor material para cumplir su función: resistencia al viento, cargas gravitacionales, sombreado. Para ello, se realizó un modelo paramétrico, que permitió llevar a cabo el proceso evolutivo para encontrar una solución óptima. En última instancia, esta morfogénesis digital dio como resultado un dosel que consta de 600 elementos estructurales diferentes y 150 formas de membrana diferentes.
Su otro proyecto, Porous Cast, examinó diatomeas y radiolarios. Las diatomeas son algas unicelulares o coloniales. La celda está empaquetada en paredes celulares características y muy diferentes que están impregnadas de cuarzo. El esqueleto radiolariano está compuesto de quitina y óxido de silicio, que forman una superficie porosa. La masa porosa de estos dos tipos de celdas ofrece un modelo interesante para molduras de pared diferenciadas, lo que brinda nuevas posibilidades arquitectónicas específicas, como la permeabilidad del aire, la luz, la temperatura, etc. La primera fase del experimento consistió en fundir yeso entre cojines inflados, lo que logró la forma inherente al esqueleto celular mineralizado natural. Luego, se llevaron a cabo experimentos físicos y análisis digitales del flujo de aire y la iluminación para revelar cambios en las propiedades en función de varias características de la forma, como el tamaño de las células y su permeabilidad. El objetivo final del proyecto fue crear un sistema de producción que se pueda autoorganizar y crear un muro con diferentes características en diferentes partes del mismo.[4]… Además, este enfoque permite la proliferación: la proliferación de tejido corporal a través de la multiplicación de células, expresada en este caso en la capacidad de hacer crecer una pared con características diferenciales a través de un proceso.
En los prototipos de caparazón creados en el taller Branching Point: Interaction en agosto de 2011, la morfogénesis paramétrica se manifestó no en forma de elementos, sino en la geometría de los enlaces. El concepto de diseño fue desarrollado por Daniel Piker, creador del complemento Kangaroo para Grassopper, y Dimitri Demin. En el modelo, simulando interacciones físicas, los puntos se distribuyen sobre una superficie de doble curvatura para rellenarla uniformemente y formar triángulos con la máxima igualdad de lados posible. Ya en el modelo físico, los triángulos isósceles idénticos se entrelazan con pequeños enlaces elásticos y, cuando la superficie mínima está tensada, forman una superficie dada con un espacio mínimo entre los elementos.
Variabilidad
Estos ejemplos muestran cómo se puede utilizar un enfoque morfogenético para crear una forma que se cultiva en un entorno, pero finito y estático. Al mismo tiempo, uno de los principios básicos de un organismo vivo, cuando una célula se deforma y con ello cambia la forma de todo el organismo, se puede utilizar en arquitectura, en cuyo caso la adaptación pasa del proyecto a la vida real del edificio.
El prototipo de edificio deformable, cuya forma reacciona a los cambios de condiciones, puede ser el proyecto Muscle NSA (NonStandardArchitectures) creado por el grupo de investigación Hyperbody.[5] bajo la dirección de Kas Osterhuis en la Universidad Técnica de Delft (TUDelft, Holanda). En 2003, se exhibió un prototipo de edificio en el Centre Pompidou, donde una membrana neumática descansa sobre una red de "músculos" industriales industriales que forman células triangulares. Los músculos se contraen y relajan de forma independiente, coordinándose en tiempo real con el programa de control general, deformando todo el volumen del pabellón. El pabellón responde mediante sensores colocados a su alrededor, reaccionando al movimiento de personas de diferentes formas.[6]… En 2005, Hyperbody creó la siguiente versión, llamada Muscle Body, donde se mejoró el sistema de trabajo coordinado de todos los músculos, lo que permitió mantener la forma de una membrana de lycra estirada, similar a la que se usa en la ropa deportiva. Los músculos cambian la geometría del toldo, comprimiendo y estirando diferentes partes de la tela, cambiando así su grosor y transparencia. El pabellón reacciona a la forma en que la gente entra: cambia la iluminación y el sonido generado, de acuerdo con el movimiento de los visitantes.[7]… Así, las características del entorno se vuelven dinámicas e inseparables de la propia naturaleza del edificio.
Moviéndose en esta dirección, es posible crear estructuras morfogenéticas, donde cada elemento puede de forma independiente, pero de acuerdo con sus vecinos, cambiar su forma para que las propiedades del entorno, como iluminación, temperatura, flujo de aire, color, textura y mucho más, cambiará. Y si esto está conectado con el principio natural de flexibilidad y elasticidad en la materia viva, entonces pasamos a un nivel diferente de formación del hábitat.
Un ejemplo de tal deformación no mecánica es el proyecto Shape Shift, donde se diseñan elementos de carcasa que se deforman bajo la influencia de la electricidad. Juntos, el Departamento de Automatización Arquitectónica de ETHZ y el Laboratorio Federal Suizo de Ciencia y Tecnología de Materiales en EMPA están experimentando con un Polímero Electroactivo (EAP) que se contrae y expande dependiendo del voltaje que se le aplica. Su membrana es un sándwich de varias capas de material. Cuando el área de la capa de EPA disminuye, toda la membrana se deforma debido a la diferencia de áreas entre las capas superior e inferior de la membrana.[8].
Vídeo del proyecto ShapeShift:
Otro tipo de deformación, pero muy importante, es la reacción directa de los elementos a los cambios en el entorno a través de las propiedades inherentes de los materiales y la estructura. Es un proceso autónomo y autoorganizado. Le permite crear capas que funcionan como una piel, donde cada célula es más sensible a los cambios en el entorno que una construcción de ingeniería de alta tecnología, que consta de muchas partes dispares.
La instalación "HygroScope - Meteosensitive Morphology", creada por Achim Menges en colaboración con Stefan Richert, opera sobre este principio. Investigaron las propiedades de un cono de coníferas para abrirse y cerrarse cuando cambia la humedad. Las propiedades higroscópicas de las fibras de madera les permiten absorber líquido y secar, pasando por este ciclo muchas veces sin sufrir daños. Después de eso, se creó una estructura a partir de capas delgadas, cuyas propiedades anisotrópicas permiten que la placa gire rápidamente en una dirección. Por lo tanto, la reacción del caparazón a los cambios en las propiedades del entorno está programada físicamente. [9].
Vídeo de HygroScope - Centre Pompidou Paris:
El último ejemplo es la instalación BLOOM creada por el estudio de arquitectura dO | Su. La superficie consta de elementos del mismo tipo, que son placas bimetálicas. El bimetal, cuando se calienta por la luz solar directa, comienza a doblarse, abriendo así los poros de la cáscara, permitiendo que el aire fresco penetre debajo de la estructura.
Vídeo de superficie BLOOM:
En este proyecto y en el anterior, funciona simultáneamente el principio de morfogénesis digital, en el que cada elemento es ligeramente diferente a sus vecinos, ya que su formación utiliza datos ligeramente diferentes a los que forman los vecinos. Pero este elemento también cambia de forma bajo la influencia no de datos, sino de energías o propiedades del medio ambiente. Este principio permite que un objeto arquitectónico se integre en el sistema ecológico de forma natural.
Si la arquitectura anterior se inspiró en las formas naturales, ahora la naturaleza proporciona a los arquitectos sus métodos y tecnologías para trabajar con la forma y la materia. Ahora, la morfogénesis es tan integral para la morfología arquitectónica como para la biología. Los procesos de polimorfismo, proliferación, evolución, autoorganización son ya una verdadera caja de herramientas para un arquitecto, cuyo uso permite construir más correctamente las relaciones entre el hombre, el medio ambiente artificial y la naturaleza. Y, quizás, si cambiamos el ángulo de visión, entonces veremos que de hecho hemos avanzado mucho más en la construcción de seres vivos de lo que pensamos. Solo los seres vivos aparecen no en la ingeniería genética, sino en la arquitectura.
Notas al pie
[1] Hensel, Michael, Towards Self-Organizational and Multiple-Performance Capacity in Architecture. Técnicas y Tecnologías en Diseño Morfogenético, Diseño Arquitectónico Vol. 76 No.2, p. 8.
[2] Wiley, John Urbanismo morfogenético. Diseño arquitectónico: ciudades digitales, p. 65
[3] Hensel, Michael, Menges, Achim, Weinstock, Michael. Morfogénesis computacional, tecnologías emergentes y diseño, 2009, págs. 51-52.
[4] Reparto poroso, URL:
[5] MuscleBody - KasOosterhuis, 2005, URL:
[6] Muscle Non-Standard Architecture, Centre Pompidou Paris, URL: https://protospace.bk.tudelft.nl/over-faculteit/afdelingen/hyperbody/publicity-and-publications/works-commissions/muscle-non-standard-architecture- centro-pompidou-paris /
[7] MuscleBody, 2005
[8] ShapeShift, documento PDF, URL:
[9] Menges, Achim, Reichert, Steffen Capacidad material: capacidad de respuesta integrada, diseño arquitectónico: cálculo de materiales: mayor integración en el diseño morfogenético. Volumen 82, Número 2, págs. 52–59, 2012
Cronología de eventos del proyecto BRANCH POINT:
2010, julio. El primer taller y conferencias sobre el punto de ramificación en la flecha
2011, enero. Taller y conferencias en el festival Artery 2010
2011, enero. Taller y conferencias en el festival ARQUITECTURA DEL MOVIMIENTO 2010 (YAROSLAVL)
2011, Agosto. Instalación de BranchPointActSurf
2011 r., Mayo. Una serie de conferencias "5.5 ramas" en ArchMoscow 2011
2011, Octubre. Taller que consta de 4 grupos y conferencias PUNTO DE RAMA: INTERACCIÓN
2011, noviembre. Taller en el festival White Tower 2011 en Ekaterimburgo
2012 de febrero. Taller y conferencias conjuntos SO-SOCIETY_2 en el festival "Golden Capital 2012" en Novosibirsk.
2012, marzo. Procesamiento de taller. "Arquitectura paramétrica" en la galería VKHUTEMAS, Moscú
archi.ru/events/extra/event_current.html?eid=6060
2012, Marzo. Taller y conferencias en Krasnoyarsk por invitación del grupo 1ln 2012
branchpoint.ru/2012/04/03/vorkshop-digital-fabrication-v-krasnoyarske/
