用砂巖3D打印13億個獨(dú)立表面，世界上最復(fù)雜的建筑

建筑一直都離不開技術(shù)的影響。古羅馬人用拱柱搭起了整個帝國的雄偉建筑，同時(shí)用混凝土鋪設(shè)了通往帝國各地的驛道。自從電腦被發(fā)明以來，電腦技術(shù)已經(jīng)為建筑界帶來了許多改變，但它至今依然潛力無限，甚至可能徹底動搖建筑界的基礎(chǔ)規(guī)則。據(jù)南極熊了解，建筑編程師邁克爾·漢斯梅爾與同事本杰明·迪倫布爾格在過去五年中一直在探索用算法來打造繁復(fù)的建筑結(jié)構(gòu)，從擁有1600萬個立面的紙圓柱到世界上第一間3D打印房子。

他最近為巴黎蓬皮杜中心制作了一個名為Digital Grotesque II的大型建筑項(xiàng)目，該項(xiàng)目使用了算法建筑的概念，其復(fù)雜程度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類——甚至是電腦——的理解范疇。

Digital Grotesque II的算法由無數(shù)細(xì)分的單元組成，細(xì)節(jié)的精確程度甚至可以達(dá)到沙粒的程度，它擁有13億個獨(dú)立表面，為了確保算法輸出的精準(zhǔn)度，他們使用了一款砂巖3D打印機(jī)。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(jì)貴族的秘密花園（或者是《花花公子》雜志創(chuàng)始人休·海夫納的秘密宅�。�，這件7公噸的藝術(shù)品是如此的復(fù)雜，以至于普通的電腦根本無法在設(shè)計(jì)過程中對其進(jìn)行模擬可視化。

“近些年，科技圈對人工智能有過大量的討論，并且現(xiàn)在人工智能已經(jīng)在引領(lǐng)醫(yī)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，那么電腦能暢想出何種甚至連人類都未曾想象過的建筑風(fēng)格呢？

Digital Grotesque I是該項(xiàng)目的第一代作品，它誕生于2013年，也由一款砂巖3D打印機(jī)制作而成。最終呈現(xiàn)出來的結(jié)構(gòu)擁有一個單一表面，它經(jīng)過了變形和折疊，看上去就像是一件巴洛克建筑被瘋狂搗毀后再隨意拼接而成。然而當(dāng)時(shí)一代作品仍需要兩位建筑設(shè)計(jì)師來確定結(jié)構(gòu)的形狀和形式。新作品Digital Grotesque II則完全由一個算法設(shè)計(jì)生成，建筑師為算法制定了一系列正式參數(shù)。這些參數(shù)使得算法更具變化性，能隨機(jī)創(chuàng)造出截然不同的結(jié)構(gòu)效果。按照他們的設(shè)想，這個結(jié)構(gòu)必須有很多的層次，并且一眼無法徹底辨別出它的真實(shí)結(jié)構(gòu)，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(jìn)行細(xì)致的觀測。

二代作品的最終結(jié)構(gòu)看上去就像一座珊瑚，擁有大量的孔洞和分支形式，并且它的獨(dú)立立面數(shù)量多達(dá)13億個。這就意味著這個結(jié)構(gòu)基本上無法用模擬器或者其他更簡單的數(shù)字設(shè)備進(jìn)行可視化�！皣�(yán)格來說，沒有什么結(jié)構(gòu)是畫不下來，但如果有人想用筆和紙畫出這件作品的結(jié)構(gòu)可能需要花數(shù)千年時(shí)間，即使你使用簡單的AutoCAD程序也無濟(jì)于事，”漢斯梅爾說。

一旦建筑師讓算法進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，那么唯一能將結(jié)果可視化的方法就是利用蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的超級計(jì)算機(jī)對獨(dú)立的單元進(jìn)行分析處理。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)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將分析后的單元拼貼到一起，從而大致了解整件作品可能長什么樣，但直到作品被打印出來之前，我們無從知曉作品的真實(shí)面貌。我們可以打印出無法被我們可視化的作品。”

我們開發(fā)這個項(xiàng)目的主要目的是想探究的電腦設(shè)計(jì)潛能�！拔艺J(rèn)為目前我們正通過電腦來延展我們的想象力，我們試圖讓電腦來幫助我們發(fā)現(xiàn)那些我們從未想象的事物，我們把電腦作為一種工具，讓它為我們創(chuàng)造無限的驚喜，”漢斯梅爾說。

該項(xiàng)目的另一個目的在于測試3D打印的潛能——事實(shí)上3D打印機(jī)在打印一個固體方塊和打印由算法生成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，兩者所耗費(fèi)的成本幾乎相同。但涉及到這個項(xiàng)目時(shí)，普通的3D打印機(jī)根本無法實(shí)現(xiàn)；因?yàn)镈igital Grotesque II對于輸出的顆粒度有著超高要求，因此砂巖打印機(jī)就顯得至關(guān)重要，因?yàn)樗�能打印出沙粒一般大小的結(jié)構(gòu)。

“它必須實(shí)現(xiàn)絕對的幾何自由，它耗費(fèi)的成本與你打印最簡單、最小型的唐納德·賈德（Donald Judd）裝置盒所差無幾，”漢斯梅爾說，“如果制作生產(chǎn)的規(guī)則發(fā)生了這么大的變化，那么它肯定也會帶來某種新的建筑形式�！�

使用砂巖材質(zhì)也具有現(xiàn)實(shí)意義——因?yàn)楣艜r(shí)候有大量教堂都是由這種材料建造而成的，砂巖相較于傳統(tǒng)3D打印使用的塑料材質(zhì)更符合建筑設(shè)計(jì)的需求。當(dāng)然，在目前用這種技術(shù)來建造樓房尚不可行。漢斯梅爾表示，盡管砂巖打印機(jī)能提供建筑物所需要的精度，但用何種膠水來將3D打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，它必須能抵御惡劣天氣和火災(zāi)的侵襲，它必須達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

但可建造性并不是整個項(xiàng)目的關(guān)注點(diǎn)。Digital Grotesque II的意義在于，兩位建筑師將結(jié)構(gòu)的最終控制權(quán)完全地交到了由他們設(shè)計(jì)的算法手上�！皞鹘y(tǒng)的建筑師都很討厭驚喜。他們有很強(qiáng)的控制欲。這個項(xiàng)目為建筑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�！�

來源：3D打印世界
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這是某個驚悚片的道具？