Παραμετρικός Σχεδιασμός: από τον Κώδικα στην Υλοποιημένη Κατασκευή

Transcript

1 Παραμετρικός Σχεδιασμός: από τον Κώδικα στην Υλοποιημένη Κατασκευή Σωκράτης Γιαννούδης, 1 Αλέξανδρος Πετειναρέλης 2 1 Λέκτορας Αρχιτεκτονικού Σχεδιασμού Πολυτεχνείο Κρήτης, Λουλακάκη 18Β, 73133, Χανιά 2 Διδάσκων Π.Δ. 407/80 (TUC FabLab), Mυλωνογιαννη 127, 73100, Χανιά 1 sgiannoudis@arch.tuc.gr 2 ng5ten@yahoo.com Περίληψη Ο αλγοριθμικός σχεδιασμός, ως μέθοδος εύρεσης μορφής και διαχείρισης πολύπλοκης γεωμετρίας στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, αναδεικνύει την μετατόπιση της αρχιτεκτονικής σκέψης από την ψηφιακή αναπαράσταση της μορφής, την κατ εξοχήν πράξη του σχεδιασμού, στη συστηματική αναπαράσταση της σε παραμετρικό μοντέλο υπό τη μορφή κώδικα. Το μοντέλο αυτό ενσωματώνει την εσωτερική λογική οργάνωσης της μορφής, τις τοπολογικές σχέσεις και αλληλεξαρτήσεις των επιμέρους στοιχείων της, έτσι ώστε μια αλλαγή στις παραμέτρους που την περιγράφουν, να προκαλεί συντονισμένη ενημέρωση συνολικά. Δίνεται έτσι η δυνατότητα παραγωγής μιας σειράς παραλλαγών, οι οποίες εκφράζουν τις αρχικές σχεδιαστικές προθέσεις. Η κατανόηση αυτή του αλγοριθμικού σχεδιασμού ως ένα πρόβλημα καθορισμού του κώδικα που οργανώνει το παραμετρικό μοντέλο από τη φάση της αρχικής ιδέας μέχρι την τελική κατασκευή, αποτελεί το βασικό αντικείμενο του μεταπτυχιακού μαθήματος «Προηγμένα Ψηφιακά Εργαλεία στο Σχεδιασμό και την Κατασκευή» που γίνεται στη Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Πολυτεχνείου Κρήτης από το Αναλύοντας τη θεωρία, εμπειρία και παραγωγή του συγκεκριμένου μαθήματος, η εισήγησή παρουσιάζει τις ιδιαιτερότητες και μετατοπίσεις του αλγοριθμικού σχεδιασμού με παραμετρικό μοντέλο σε σχέση με άλλες μεθόδους ψηφιακού σχεδιασμού. Η μέθοδος αυτή δίνει δυνατότητες αλληλεπίδρασης και ελέγχου του μοντέλου, παραγωγής διακριτών παραλλαγών σε ένα μεγάλο εύρος (αν και πεπερασμένο) δυνητικών αποτελεσμάτων. Αυτό είναι τελικά ένα αναδυόμενο χαρακτηριστικό φαινόμενο του ψηφιακού σχεδιασμού. Λέξεις Κλειδιά Παραμετρικό μοντέλο, αλγοριθμικός σχεδιασμός, κώδικας, πρωτοτυποποίηση, οικογένεια μορφών 1. Παραμετρικός Σχεδιασμός Παρόλο που ο όρος «παραμετρικός σχεδιασμός» συναντάται σε πολλές σχετικές δημοσιεύσεις πάνω σε ζητήματα ψηφιακού σχεδιασμού τα τελευταία χρόνια (Woodbury, 2010; Jabi, 2013), ο όρος «παραμετρική αρχιτεκτονική» διατυπώθηκε πολύ νωρίτερα, τη δεκαετία του 1940, στα γραπτά του Luigi Moretti (Bucci & Mulazzani, 2000: 21), ο οποίος αναφερόταν στη δυνατότητα μελέτης αρχιτεκτονικών συστημάτων με στόχο να «οριστούν οι σχέσεις μεταξύ των διαστάσεων που εξαρτώνται από τις διάφορες παραμέτρους». Για παράδειγμα, οι παραλλαγές της μορφής ενός σταδίου που παρουσίασε στην έκθεσή του με τίτλο Παραμετρική Αρχιτεκτονική στη δωδέκατη Τριενάλε του Μιλάνου το 1960, προέκυπταν από δεκαεννιά παραμέτρους σχετικές με δεδομένα όπως η γωνία θέασης, το κόστος του μπετόν κ.α. (Bucci & Mulazzani, 2000: 114). Θα μπορούσαμε έτσι να θεωρήσουμε ότι η αρχιτεκτονική και ο σχεδιασμός ήταν και είναι παραμετρικά ούτως ή άλλως, αφού τα κτήρια και οι πόλεις πάντοτε διαμορφώνονταν σύμφωνα με μεταβαλλόμενα δεδομένα όπως το κλίμα, το περιβάλλον, οι πολιτισμικές και βιολογικές ανάγκες, η στατική και βιοκλιματική λειτουργία (Aish and Woodbury, 2005: 152; Gerber, 2007: 54; Hudson, 2010: 18). Για παράδειγμα, είναι χαρακτηριστική η μελέτη του Besim Hakim, ο οποίος επιχείρησε να προσδιορίσει τους κανόνες και κώδικες οι οποίοι (λειτουργώντας κυρίως τοπικά, και στη βάση ιδιοκτησιακών σχέσεων και σχέσεων γειτονίας στην κοινότητα) καθοδήγησαν τον σχηματισμό και την εξέλιξη της πολύπλοκης μορφής (της οργανωμένης πολυπλοκότητας) πολλών μεσογειακών πόλεων και οικισμών (Hakim, 2014). Στο αντιδιαμετρικό άκρο αυτής της διαπίστωσης θα λέγαμε ότι βρίσκεται η πιο πρόσφατη θέση του Patrik Schumacher, ο οποίος θα εισάγει τον όρο «Παραμετρικισμός» (Parametricism) για να αναφερθεί σε ένα νέο αρχιτεκτονικό στυλ, που έχει τα χαρακτηριστικά ενός παραδείγματος ή καλύτερα ενός ερευνητικού

2 προγράμματος όπως ορίζεται από τον Lakatos στην φιλοσοφία της επιστήμης, με συγκεκριμένους μεθοδολογικούς κανόνες (όπως μεταξύ άλλων η αποφυγή κλειστών γεωμετρικών σχημάτων, οικείων τυπολογιών, και η απλή επανάληψη στοιχείων, καθώς και η έμφαση στον προγραμματισμό έναντι του σχεδιασμού, στη χρήση NURBS και splines αντί ευθειών). O Schumacher, φτάνει στο σημείο να δηλώσει ότι ο μεταμοντερνισμός και η αποδόμηση στην αρχιτεκτονική αποτέλεσαν μεταβατικές φάσεις πριν την έκβαση του Παραμετρικισμού, που για τον Schumacher είναι «το νέο μεγάλο στυλ μετά τον μοντερνισμό» (Schumacher, 2008; Schumacher, 2010). Θα υποθέσει ότι: «Όπως τα φυσικά συστήματα, οι παραμετριστικές συνθέσεις είναι τόσο πολύ συνεκτικές που δεν μπορούν εύκολα να αποσυντεθούν σε ανεξάρτητα υποσυστήματα μια σημαντική διαφορά σε σύγκριση με το μοντέρνο σχεδιαστικό παράδειγμα του ξεκάθαρου διαχωρισμού των λειτουργικών υποσυστημάτων» (Schumacher, 2008). Θα στηρίξει έτσι τη διαπίστωσή του για ένα νέο αρχιτεκτονικό στυλ/παράδειγμα μετά το μοντερνισμό. Φυσικά, αυτή η θέση του Schumacher, ο οποίος κατά τη γνώμη μας επιχειρεί περισσότερο να αναδείξει το αρχιτεκτονικό στυλ που προωθεί το γραφείο του Zaha Hadid Architects, είναι πολύ επιρρεπής σε κριτική, από τη στιγμή που εμβληματικά κτήρια του μοντερνισμού όπως η Villa Savoye, μπορούν και έχουν αποτελέσει αντικείμενα παραμετρικής μοντελοποίησης. Όπως όμως θα δείξουμε, η παραμετρική αρχιτεκτονική και ο σχεδιασμός αφορούν τη διαχείριση των σχέσεων μεταξύ των παραμέτρων που προσδιορίζουν μια γεωμετρική κατασκευή στη σχεδιαστική διαδικασία και όχι ένα αρχιτεκτονικό στυλ Το Παραμετρικό μοντέλο Σε πλήρη διαφωνία με τον Schumacher, o Daniel Davis στη διδακτορική διατριβή του που επέβλεψε ο Mark Burry, θα μιλήσει για παραμετρικό μοντέλο -όχι παραμετρικισμό, ή παραμετρικό σχεδιασμό- εκκινώντας από τον ορισμό της παραμετρικής εξίσωσης στα μαθηματικά. Θα εξηγήσει ότι «Ένα παραμετρικό μοντέλο είναι ένα σετ εξισώσεων που εκφράζουν ένα γεωμετρικό μοντέλο ως σαφείς συναρτήσεις (explicit function) ενός αριθμού παραμέτρων» (Davis, 2013: 9). Παραμετρικό, στα μαθηματικά είναι ένα σετ ποσοτήτων εκφρασμένο ως σαφής συνάρτηση ενός αριθμού παραμέτρων, όπως για παράδειγμα οι φόρμουλες που περιγράφουν την αλυσοειδή καμπύλη: x(a,t)=t y(a,t)=a cosh(t/a). Η εξίσωση αυτή εκφράζει ένα σετ ποσοτήτων (x και y) σε σαφή συνάρτηση με έναν αριθμό παραμέτρων (α, που ελέγχει το σχήμα της καμπύλης, και t που ελέγχει που εμφανίζεται το σημείο κατά μήκος της καμπύλης). Όπως εξηγεί ο Davis αυτή είναι η αφετηρία του όρου παραμετρικός. Αυτός ο μαθηματικός ορισμός του παραμετρικού μοντέλου, με παράδειγμα την αλυσοειδή καμπύλη, χαρακτηρίζει τα αναλογικά μοντέλα αναρτημένων καλωδίων με βαρίδια που χρησιμοποίησε ο Antoni Gaudí για την προσομοίωση της διαδρομής των δυνάμεων, και την εύρεση της μορφής του Colònia Güell chapel. Τροποποιώντας τις ανεξάρτητες παραμέτρους του υπό κλίμακα φυσικού μοντέλου του Colònia Güell (θέση αγκύρωσης, βάρος βαριδίων, και μήκη καλωδίων), ο Gaudí μπορούσε να υπολογίσει αναλογικά, αλλά κυρίως αυτόματα -χωρίς δηλαδή να μεσολαβεί η επίλυση της εξίσωσης και η κατόπιν εφαρμογή της στο μοντέλο- το σχήμα των αλυσοειδών καμπύλων των καλωδίων, σύμφωνα με το σετ αποτελεσμάτων που προέκυπταν από τις παραμέτρους (τις θέσεις των κορυφών των σημείων στα καλώδια). Μπορούσε έτσι να δημιουργήσει πολλαπλές εκδοχές της μορφής για τις οποίες ήταν σε κάθε περίπτωση σίγουρος ότι θα άντεχαν σε θλίψη. Αυτή η μέθοδος αναλογικού υπολογισμού για την εύρεση μορφής, επεκτάθηκε αργότερα από τον Frei Otto στο Institute for Lightweight Structures (ILS), όταν μελετούσε, μεταξύ άλλων, τις ελάχιστες επιφάνειες σε μεμβράνες σαπουνιού ή τις ελάχιστες διαδρομές όπως προκύπταν σε μάλλινες ίνες βυθισμένες μέσα σε υγρό. Στοιχεία των σχεδιαστικών αρχών και πειραματικών τεχνικών εύρεσης και βελτιστοποίησης μορφής που μεθόδευσε ο Otto (και έχουν καταγραφεί στις δημοσιεύσεις του ILS), συνεχίζουν να ανιχνεύονται σε πιο σύγχρονες πρακτικές παραμετρικού και αλγοριθμικού σχεδιασμού, ενώ αυτή η συσχέτιση έχει αποτελέσει πρόσφατα σημαντικό πεδίο επιστημονικής και θεωρητικής έρευνας (Πετειναρέλης, 2015; Φιοράκης, 2016). Ο Davis θα φέρει το παράδειγμα του Sketchpad (aka Robot Draftsman, 1963), της πρώτης εφαρμογής διάδρασης ανθρώπου-υπολογιστή, στο οποίο ο κατασκευαστής του, Ivan Sutherland, μπορούσε με ένα light pen και μερικά κουμπιά να σχεδιάσει σχήματα και να διερευνήσει διαφορετικές εκδοχές της γεωμετρίας τους, αλλάζοντας τις παραμέτρους που την καθόριζαν. Το πρόγραμμα υπολόγιζε συνεχώς τη νέα γεωμετρία που προέκυπτε, σύμφωνα με επιβεβλημένους περιορισμούς (constraints). Η εφαρμογή επέτρεπε τελικά στον σχεδιαστή-χρήστη να τροποποιήσει, όχι μόνο τις παραμέτρους του μοντέλου, αλλά και τις σχέσεις μέσα στο ίδιο το μοντέλο. Σε αντίθεση με τα συνήθη πακέτα λογισμικού, στα οποία τα στοιχεία που διαρθρώνουν το μοντέλο είναι ανεξάρτητα μεταξύ τους, το Sketchpad και τα περισσότερα πλέον πακέτα/λογισμικά παραμετρικής μοντελοποίησης σήμερα όπως το Revit, συνδέουν διαστάσεις και παραμέτρους με τη

3 γεωμετρία, έτσι ώστε η μεταβολή ενός επιμέρους στοιχείου του μοντέλου να ενημερώνει το συνολικό μοντέλο. Αντί λοιπόν να μιλάμε για στυλ, ή για είδος σχεδιασμού μπορούμε να μιλάμε για παραμετρικό μοντέλο, στον ψηφιακό σχεδιασμό. Ο Davis λοιπόν θα καταλήξει ότι «ένα παραμετρικό μοντέλο είναι μοναδικό, όχι διότι έχει παραμέτρους (ο σχεδιασμός, εξ ορισμού, πάντα έχει παραμέτρους), όχι επειδή αλλάζει (αλλαγή υπάρχει και σε άλλες μορφές αναπαράστασης), ούτε διότι είναι ένα εργαλείο ή στυλ αρχιτεκτονικής, ένα παραμετρικό μοντέλο είναι μοναδικό όχι για αυτό που κάνει αλλά μάλλον για τον τρόπο που δημιουργήθηκε. Ένα παραμετρικό μοντέλο δημιουργείται από έναν σχεδιαστή ο οποίος δηλώνει σαφώς πώς τα αποτελέσματα προκύπτουν από μια σειρά παραμέτρων» (Davis, 2013: 31). Κατά συνέπεια, η χρήση παραμετρικής λογικής είναι ένα καλός τρόπος ο σχεδιαστής να περιγράψει τη γεωμετρία του μοντέλου με ευελιξία, να δημιουργήσει εξαρτήσεις μεταξύ των σχέσεων των στοιχείων του, χωρίς αυτό να σημαίνει απαραίτητα ένα στυλ - όπως στο παραμετρικό μοντέλο μιας ορθοκανονικής μορφής κτηρίου (Janssen, 2006). Το παραμετρικό μοντέλο ορίζεται από κανόνες και περιορισμούς: αν αλλάξουμε έναν κανόνα ή περιορισμό, ή αν τροποποιήσουμε ένα στοιχείο του μοντέλου, αυτό θα επηρεάσει ολόκληρο το μοντέλο. Τελικά, στο παραμετρικό μοντέλο ο σχεδιαστής μπορεί να διαμορφώσει σε μορφή κώδικα τις σχέσεις/εξαρτήσεις (associations) των επιμέρους στοιχείων, έτσι ώστε μια αλλαγή στις παραμέτρους που την περιγράφουν να προκαλεί συντονισμένη ενημέρωση σε όλο το μοντέλο - παρατηρώντας έτσι τις παραλλαγές αποτελεσμάτων που παράγονται. Για τον δημιουργία παραμετρικών μοντέλων οι σχεδιαστές χρησιμοποιούν αλγοριθμικούς επεξεργαστές που συχνά ενσωματώνουν γλώσσες οπτικού προγραμματισμού (που οπτικοποιούν τον κώδικα), ώστε να μπορούν να ξεπεράσουν τους περιορισμούς της διεπαφής, και να σχεδιάσουν άμεσα διαχειριζόμενοι όχι τη μορφή (με τα σχεδιαστικά εργαλεία που του παρέχουν τα συνήθη πακέτα λογισμικού), αλλά τον κώδικα που την παράγει. Αυτό δίνει στους σχεδιαστές την ελευθερία και ευελιξία να αποδομήσουν το πρόβλημα έτσι ώστε να μπορούν να το αναπαραστήσουν με ακρίβεια και έλεγχο, σε κώδικα (Burry, 2011: 9, 30). Η κατανόηση αυτή του παραμετρικού μοντέλου με τη μορφή κώδικα στο πλαίσιο του αλγοριθμικού σχεδιασμού, αποτελεί και το σκεπτικό με το οποίο δουλέψαμε στο μεταπτυχιακό μάθημα που παρουσιάζεται στην συνέχεια. 2. Από τον κώδικα στην κατασκευή Το μεταπτυχιακό μάθημα «Προηγμένα Ψηφιακά Εργαλεία στο Σχεδιασμό και την Κατασκευή» γίνεται στη Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Πολυτεχνείου Κρήτης στο πλαίσιο της α κατεύθυνσης του μεταπτυχιακού προγράμματος «Χώρος, Σχεδιασμός και Δομημένο Περιβάλλον». Κεντρικής σημασίας στο μάθημα είναι η έννοια του κώδικα και η αναπαράστασή του για την δημιουργία παραμετρικών γεωμετρικών μοντέλων. Την άνοιξη του 2015, όταν υπεύθυνος μαθήματος ήταν ο Σωκράτης Γιαννούδης και επικουρικός διδάσκοντας ο Αλέξανδρος Πετειναρέλης, εξετάστηκαν θεωρητικά και εφαρμοσμένα τεχνικές εύρεσης μορφής (form-finding) με αλγοριθμική σκέψη, ενώ δόθηκε έμφαση στην ενιαία χρήση του ψηφιακού μοντέλου, από το αρχικό αφηρημένο διάγραμμα (body-plan) μέχρι την κατασκευή, σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά των υλικών και των ψηφιακών εργαλείων πρωτοτυποποίησης. Έχοντας υπόψη τις μετατοπίσεις που έφεραν οι επιστήμες της πολυπλοκότητας, της πληροφορίας και τις γενετικής στην κατανόηση των φυσικών μορφών σε συνάρτηση με τον γενετικό τους κώδικα, ζητήσαμε από τους φοιτητές να αναλύσουν και να μετασχηματίσουν διαγραμματικά μια φυσική μορφή της επιλογής τους (από τον κόσμο των ορυκτών, των φυτών ή των ζώων). Αποφεύγοντας την κατά γράμμα αναπαραγωγή του γενετικού κώδικα της μορφής με χρήση εξελικτικών μοντέλων μορφογένεσης, οι φοιτητές κλήθηκαν να προσδιορίσουν τα γεωμετρικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά της, και να περιγράψουν διαγραμματικά τους κανόνες που εκφράζουν την εσωτερική της δομή. Στόχος ήταν τελικά να μετασχηματίσουν αυτά τα διαγράμματα σε ένα νέο κώδικα, που θα ενσωμάτωνε τις βασικές συνθετικές επιλογές ως γενότυπος εύρεσης νέας μορφής, για το σχεδιασμό ενός χρηστικού αντικειμένου -συγκεκριμένα ενός φωτιστικού σώματος. Επιλέγοντας ποια χαρακτηριστικά της δομής του θα παραμετροποιήσουν, κλήθηκαν να μεταφέρουν αυτόν το νέο κώδικα στο περιβάλλον του αλγοριθμικού επεξεργαστή Grasshopper3D for Rhino, διαμορφώνοντας έτσι ένα παραμετρικό μοντέλο του αντικειμένου που θα σχεδίαζαν και στη συνέχεια θα κατασκεύαζαν. Επιλέξαμε να μελετήσουμε 2 μεθόδους πρωτοτυποποίησης με ποιοτικές διαφορές που επηρέασαν τόσο τη μορφή όσο και τις οδηγίες κατασκευής οι οποίες ενσωματώθηκαν στο παραμετρικό μοντέλο. Η πρώτη μέθοδος ήταν η τρισδιάστατη εκτύπωση, η οποία "χτίζει" αντικείμενα σε διαδοχικές στρώσεις πλαστικού (additive manufacturing), επιτρέποντας έτσι την κατασκευή αρκετά πολύπλοκων γεωμετρικά μορφών. Η δεύτερη αφορούσε τεχνικές αφαίρεσης υλικού (subtractive manufacturing) χρησιμοποιώντας εργαλειομηχανές CNC και Laser, και λαμβάνοντας υπόψη τις δυνατότητες, τους περιορισμούς και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των

4 υλικών και μηχανημάτων. Αφού ολοκληρώθηκε ο κώδικας, οι φοιτητές εκτύπωσαν σε 3D printer κάποια από τα αποτελέσματα της οικογένειας μορφών που προέκυψαν από το παραμετρικό μοντέλο τους, και κατόπιν επέλεξαν κάποιο από αυτά για περεταίρω ψηφιακή επεξεργασία και κατασκευή σε κλίμακα 1:1 πειραματιζόμενοι με διαφορετικά υλικά (σημύδα και κόντρα-πλακέ, γύψος, μπετόν με υφασμάτινο καλούπι, πολυεστέρας με καλούπι από πολυουρεθάνη κλπ.) Στο έργο Pinecone της Ηρώς Σκουλούδη, αφετηρία του οποίου ήταν ένα κουκουνάρι, μελετήθηκαν οι μαθηματικοί κανόνες που επηρεάζουν την γεωμετρία και δομή του, και στη συνέχεια μεταφέρθηκαν στη μετασχηματισμένη σε παραμετρικό μοντέλο εκδοχή του (εικ. 1). Από την έρευνα βρέθηκε ότι η θέση των πετάλων καθορίζεται από τα σημεία τομής δεξιόστροφων και αριστερόστροφων σπειρών, ο αριθμός των οποίων αντιστοιχεί σε δυο διαδοχικούς αριθμούς της ακολουθίας Fibonacci (Fibonacci Sequence), ενώ βελτιστοποιείται ο ηλιασμός του κουκουναριού και το πλήθος των πετάλων. Επιπλέον το άνοιγμα/κλείσιμο των πετάλων (η γωνία τους ως προς τον κεντρικό άξονα) εξαρτάται από την υγρασία. Αυτά μεταφέρθηκαν και στη μετασχηματισμένη σε παραμετρικό μοντέλο εκδοχή του (εικ. 2). Εικόνα 1. Εικόνα 2. Συγκεκριμένα, πάνω σε μια μεταβαλλόμενης γεωμετρίας επιφάνεια, ορίστηκαν οι αλληλοτεμνόμενες σπείρες, με τις τομές τους να αποτελούν τη θέση των στηριγμάτων των πετάλων, ρυθμισμένα να είναι πάντα κάθετα στο επίπεδο που εφάπτεται στη δεξιόστροφη σπείρα στο σημείο τομής. Το μέγεθος των πετάλων συσχετίστηκε με το z, που ορίστηκε από τους κάθετους μεταξύ των σημείων τομής άξονες. Το παραμετρικό μοντέλο έδωσε τη δυνατότητα στη σχεδιάστρια να δημιουργήσει και να εκτυπώσει μια οικογένεια μορφών, καθώς μπορούσε να μεταβάλλει ελεγχόμενα την αρχική συνολική μορφή, και τη θέση, τον προσανατολισμό και το σχήμα των πετάλων (εικ. 3, 4). Στη συνέχεια, το παραμετρικό μοντέλο τροποποιήθηκε προκειμένου να ενσωματώσει τις παραμέτρους κατασκευής δύο εκδοχών του αντικειμένου όπως υλοποιήθηκε σε 1:1 κλίμακα από κόντρα πλακέ (εικ. 5).

5 Εικόνα 3. Εικόνα 4. Εικόνα 5. Εικόνα 6. Στην εργασία της Αλίσιας Μαρκιανάκη μελετήθηκαν οι νευρώσεις των πτερυγίων εντόμων και εντοπίστηκαν οι κοινοί κανόνες που διέπουν τις διακλαδώσεις τους. Η ακμή που ενώνεται με το σώμα του εντόμου είναι πάντα μικρότερη από την εξωτερική, υπάρχει διαδοχική διχοτόμηση των νευρώσεων κατά μήκος του πτερυγίου, και οι διατομές των νευρώσεων μεγαλώνουν προς τη βάση του. Με αφετηρία αυτούς τους κανόνες δημιουργήθηκε το παραμετρικό μοντέλο σε μορφή κώδικα, που προσδιόριζε το γενικό σχήμα, τη διαδικασία

6 διχοτόμησης, και τις μεταβαλλόμενες διατομές του δικτύου των νευρώσεων (εικ. 6). Μετά την δημιουργία οικογένειας μορφών και την επιλογή ενός για τρισδιάστατη εκτύπωση σε μικρή κλίμακα, μελετήθηκαν τρόποι κατασκευής με τη χρήση καλουπιού και είδους πηλού (εικ. 7, 8). Εικόνα 7 Εικόνα 8. Στην περίπτωση της εργασίας του Γιώργου Σπυριδάκη, αφετηρία αποτέλεσαν οι κουρτίνες των σπηλαίων και η λογική δημιουργίας τους με στρώσεις νερού και ασβεστίτη. Χρησιμοποιώντας το Kangaroo plugin for Grasshopper ο σχεδιαστής μπόρεσε να προσομοιώσει αυτή τη διαδικασία δυναμικά, και να παγώσει την μορφή που προέκυπτε σε στιγμή που ο ίδιος προτίμησε. Το μοντέλο στη συνέχεια μελετήθηκε ως προς την κατασκευή του με πιθανές τεχνικές (contouring και ξύλινες τάβλες, χυτό με rammed earth) ενώ τελικά προτιμήθηκε η κατασκευή του με πολυεστέρα και καλούπι από πολυουρεθάνη (εικ. 9, 10).

7 Εικόνα 9. Εικόνα 10. Η διαδικασία του μαθήματος, κατά τη γνώμη μας, συνέβαλλε στην κατανόηση των δυνατοτήτων των ψηφιακών εργαλείων και προώθησε την ανάπτυξη δεξιοτήτων διαχείρισης πολύπλοκων μορφών και γεωμετριών από τη φάση της αρχικής ιδέας μέχρι την τελική κατασκευή Το παραμετρικό μοντέλο στο πλαίσιο του ψηφιακού σχεδιασμού Γεγονός είναι ότι ο ψηφιακός σχεδιασμός δεν είναι μια ενιαία σχεδιαστική προσέγγιση, ούτε μπορεί να περιγραφεί από μια και μόνη θεωρία (με εξαίρεση ίσως το μανιφέστο του Schumacher το οποίο ωστόσο δεν φαίνεται να περιλαμβάνει την ψηφιακή αρχιτεκτονική που δεν ακολουθεί τις σχεδιαστικές αρχές του). Βέβαια, η χρήση του υπολογιστή με πειραματική διάθεση τα τελευταία χρόνια και οι δυνατότητες διαχείρισης, ελέγχου και κατασκευής πολύπλοκων γεωμετριών που επέφερε, οδήγησαν το αρχιτεκτονικό λεξιλόγιο συχνά σε καμπυλόμορφες αναδιπλούμενες επιφάνειες, και σε μορφοκρατικές προσεγγίσεις ενός «νέο-εξπρεσιονιστικού» ή «μετα-οργανικού» παραδείγματος. Αυτή η τοπολογική τάση στην αρχιτεκτονική, όπως θα την αποκαλέσει η Giuseppa Di Christina (Di Christina, 2001: 7), μπορεί να αναζητηθεί στις πρακτικές και το θεωρητικό λόγο αρχιτεκτόνων, όπως οι Peter Eisenman, Frank Gehry, Greg Lynn, Foreign Office Architects (FOA), UNStudio, Sanford Kwinter, Stan Allen, και Peter Saunders, και σε πλήθος δημοσιεύσεων, όπως τα τεύχη του Architectural Design (AD) Folding in Architecture (1993), New Science=New Architecture? (1997), Architecture and Science (2001), και Techniques and Technologies In Morphogenetic Design (2006). Ενδιαφέρον στο πλαίσιο αυτό παρουσιάζει η προσπάθεια της Rivka Oxman να προσδιορίσει κατηγορίες ψηφιακού σχεδιασμού σχεδιαστικά μοντέλα όπως τα ονομάζει (digital models) με αφετηρία τη θεωρία σχεδιασμού του Donald Schon που ανέδειξε την έννοια reflection in action, εξετάζοντας κάθε φορά τη σχέση μεταξύ του σχεδιαστή με αυτό που σχεδιάζεται (Oxman, 2006). Τα ψηφιακά μοντέλα σχεδιασμού προϋποθέτουν ένα δυναμικό περιβάλλον στο οποίο επιτελούνται τοπολογικές παραμορφώσεις, επενεργούν μορφογενετικά πεδία δυνάμεων και γενεσιουργές διαδικασίες εύρεσης μορφής. Φαίνονται να αναδεικνύουν μια μετατόπιση από την έννοια της μορφής και της αναπαράστασής της, στην έννοια της μορφοποίησης, δηλαδή το μηχανισμό, την επιτελεστική διαδικασία παραγωγής -ή καλύτερα ανάδυσης - της

8 μορφής. Η μετατόπιση αυτή, από μια αναπαραστατική σε μια επιτελεστική (performative) προσέγγιση στον ψηφιακό σχεδιασμό, είναι τελικά ένα αναδυόμενο χαρακτηριστικό φαινόμενο του ψηφιακού σχεδιασμού, και αναδεικνύει τη μορφοποίηση ως ροή γεγονότων, ανοιχτών ενδεχομένων, στο πλαίσιο των οποίων η τελική μορφή είναι μια στιγμή ενεργοποίησης του δυνητικού (κατά Deleuze), της διαγραμματικής μηχανής που την παράγει. Στο πλαίσιο αυτό, ο σχεδιασμός με παραμετρικά μοντέλα, όπως μελετήθηκε στο μάθημα, παρουσιάζει σημαντικές διαφοροποιήσεις σε σχέση με άλλα ψηφιακά μοντέλα μορφοποίησης. Κατ αρχήν έρχεται να αναδείξει την συστηματική αναπαράσταση, όχι της μορφής, αλλά του κώδικα που την περιγράφει. Επιπλέον, σε αντίθεση με μοντέλα αλγοριθμικού σχεδιασμού που αυτοματοποιούν την εύρεση μορφής, όπως τα εξελικτικά μοντέλα μορφογέννεσης (evolutionary design models) που χρησιμοποιούν γενετικούς αλγόριθμους, και τα μοντέλα γραμματικής σχημάτων (grammatical transformative models), που χρησιμοποιούν μαθηματικές εκφράσεις για την παραγωγή σχημάτων μέσω μεταμορφωτικών (transformational) κανόνων, το παραμετρικό μοντέλο δίνει τη δυνατότητα στον σχεδιαστή να αλληλεπιδρά συνεχώς με αυτό (ρυθμίζοντας παραμέτρους ή ακόμα και τις τοπολογικές σχέσεις που το ορίζουν μέσω του οπτικοποιημένου κώδικα). Του επιτρέπει να ελέγχει παραμετρικά τις αρχικές σχεδιαστικές προθέσεις, για την παραγωγή διακριτών παραλλαγών του μοντέλου (οικογένεια μορφών), «ψάχνοντας» σε ένα μεγάλο εύρος (αν και πεπερασμένο) δυνητικών αποτελεσμάτων. Τελικά οι ψηφιακές τεχνικές φέρνουν στο προσκήνιο μια νέα βάση σχεδιαστικής σκέψης. To σύγχρονο πειραματικό έργο του Archim Menges στο πλαίσιο του Institute for Computational Design στη Στουτγάρδη, των Lisa Iwamoto και Craig Scott, του Tom Wiscombe, και των γραφείων Foster & Partners, NOX, NBBJ, και Ball Nogues Studio μεταξύ άλλων, επιχειρεί να μεταμορφώσει θεμελιώδεις έννοιες του σχεδιασμού ριζωμένες σε πολιτισμικά πρότυπα, αντικαθιστώντας το κανονιστικό, στατικό της «πρώτης μηχανικής εποχής» που χαρακτηρίζεται από τυποποίηση και επανάληψη, με τις εναλλακτικές του διακεκριμένου, του ευέλικτου και του διαφοροποιούμενου, που έχουν ρίζες στην Ντελεζιανή φιλοσοφία, στις επιστήμες της πολυπλοκότητας, και στο γενικότερο σχήμα σκέψης που χαρακτηρίζει τον λεγόμενο «ψηφιακό πολιτισμό» (Gere, 2008). Βιβλιογραφία Aish, R. and Woodbury, R. (2005). Multi-level Interaction in Parametric Design. Στο A. Butz et al. (Eds.), Smart Graphics: 5th International Symposium, LNCS 3638 (pp ). Frauenwörth Cloister, Germany: Springer. Bucci, F. and Mulazzani, M. (2000). Luigi Moretti: Works and Writings. New York: Princeton Architectural Press Burry, M. (2011). AD Primer: Scripting Cultures: Architectural Design and Programming, Chichester, UK: Wiley. Carpo, M. (1993). Ten Years of Folding. Στο G. Lynn (Ed.), AD: Folding in Architecture (pp ). Chichester, UK: Wiley. Davis, D. (2013). Modelled on Software Engineering: Flexible Parametric Models in the Practice of Architecture (Unpublished doctoral thesis). RMIT University. Di Christina, G. (2001). The Topological Tendency in Architecture. Στο G. Di Christina (Ed.), AD: Architecture and Science (7-11). Chichester, UK: Wiley-Academy. Φιοράκης, Κ. (2016). Frei Otto: Από την Εύρεση (της) Μορφής στη Μορφογέννεση (Αδημοσίευτη ερευνητική εργασία). Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών Πολυτεχνείο Κρήτης. Gerber, D. J. (2007). Parametric Practices: Models for Design Exploration in Architecture (Unpublished doctoral dissertation). Harvard University. Gere, C. (2008). Digital Culture. London: Reaktion Books. Hakim, B. S. (2014). Mediterranean Urbanism: Historic Urban/Building Rules and Processes, New York: Springer. Hudson, R. (2010). Strategies for Parametric Design in Architecture: An application of practice led research (Unpublished doctoral thesis). University of Bath, UK. Jabi, W. (2013). Parametric Design for Architecture. London: Laurence King Publishing. Janssen, P. (2006). A Generative Evolutionary Design Method. Digital Creativity, 17 (1), Oxman, R. (2006). Theory and Design in the first Digital Age. Design Studies, 27 (3),

9 Πετειναρέλης, Α. (2015). Frei Otto's contribution - legacy to parametric design and material computation. (Αδημοσίευτη μεταπτυχιακή εργασία). Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών Πολυτεχνείο Κρήτης. Sakamoto, T. and Ferré, A. (2008). From Control to Design: Parametric/Algorithmic Architecture. Barcelona / New York: Actar-D. Schumacher, P. (2008). Parametricism as Style - Parametricist Manifesto. Retrieved from Patrik Schumacher.com website: Schumacher, P. (2010). The Parametricist Epoch: Let the Style Wars Begin. AJ - The Architects Journal, 231 (16), Woodbury, R. (2010). Elements of Parametric Design. London: Routledge. Yessios, C. (2003). Is There More to Come? Στο B. Kolarevic (Ed.), Architecture in the Digital Age: Design and Manufacturing (pp ). New York: Spon Press. Ευχαριστούμε τους φοιτητές του μεταπτυχιακού προγράμματος «Χώρος, Σχεδιασμός και Δομημένο Περιβάλλον» της σχολής Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Πολυτεχνείου Κρήτης Ηρώ Σκουλούδη, Αλίσια Μαρκιανάκη και Γιώργο Σπυριδάκη για την παραχώρηση των εργασιών τους σε αυτή την εισήγηση. Στο μεταπτυχιακό μάθημα που αναφέρεται στο κείμενο συμμετείχαν οι εξής φοιτητές: Ηρώ Σκουλούδη, Αλίσια Μαρκιανάκη, Γιώργος Σπυριδάκης, Λίνα Μαναρώλη, Μανόλης Παπατζανάκης, Τόνια Κορακάκη, Νίκη Εφραιμίδου, Ζαχαρίας Ουρανός.