新设计工厂：建筑的未来取决于新兴的技术，为何？
过去几个月，当我们远程连线，参访各家设计办公室时，有注意到一些新的、甚至非常显著的共同点。透过镜头参观都灵、剑桥以及上海的工作室，我们发现这些公司最近都将数千平方米的面积用于大规模大型的、数字智能驱动的制造设备。
15 年前，我们还在使用小型的 3D 打印机和激光切割机来制作比例模型；现在，能制作 1：1 组件的巨型机器人开始进入行业的视野。这样的趋势到底是什么时候开始的，又将如何引领整个行业？
为什么建筑行业的未来需要建筑师同行们积极采用新技术和施工方法？下文，Carlo Ratti 教授和袁烽教授探讨了其中的原因。
#01
从3D打印机到建筑机器人
{From 3D printers to construction robots}
一造科技（Fab-Union）是一家数字建造技术服务商，由同济大学袁烽教授团队联合研发，专注于建筑机器人技术开发，在设计、开发和整合建筑机器人系统方面有六年的经验。
© 一造科技
鉴于这些公司都独立但并行地朝着一个方向发展，不得不让我们思考这其中的轨迹，并考量全面制造的重要性。这一转型的根源可以追溯到21世纪初，当时 Neil Gershenfeld 教授和他在 MIT 的实验室牵头建立了第一批数字工厂实验室。
短短几年内，数以千计的设备在世界各地遍地开花，形成了一个全球化设备网络，将数字信息转化成实体物件。很快，几乎每家设计或建筑公司都至少拥有一台 3D 打印机或一台激光切割机来开发比例模型。
自 2014 年以来，基于严格的研究和开发过程，一造科技 已经发明了 14 个建筑机器人。
© 一造科技
因此，设计公司不仅需要创造最终建筑的蓝图，还需要规划和设计装配过程本身。这样的需求和意识让越来越多的设计公司购置和配备大型制造设备。采用各种各样的新型技术，用新的手段做减法或加法。设计公司里的数字工厂所执行的任务，就像大型工业工厂研发生产线的任务一样。
游木（目）是同济大学和一造科技开发制造的一个自由形态的木构件装置，曾参展 2019 年深圳城市/建筑双城双年展，由 CRA-Carlo Ratti Associati，意大利都灵理工大学与华南理工大学联合策展。装置的建造过程突破了传统的线性木材加工方式，通过使用曲面胶合工艺加工出待切原型材料，再以机器人带锯进行三维切割，实现了对自由形态的精确数控加工，展示出传统木构在数字技术下的非线性营造潜力。
© 一造科技
为了重新想象建筑，建筑师必须扩展他们的角色和范围：需要熟练掌握库卡(KUKA)机器人的编程，管理复杂的供应链，布置车间，并测试新材料。这样一来，设计师们才能发现新工具是如何释放新潜力的，从改变我们曾经依赖的塑料、陶瓷印刷的数控机床，到前所未有的机器人木工，替代古老建造方法的技术变革。
#02
未来建筑师的新挑战
{ Challenges for future architects}
由于建筑师和机器的工作距离很近，设计想象力本身也不可避免地受到工厂生产线的影响，这些生产线也离我们的办公室越来越近。新的工厂是一个“机械人”，而数字工具成为协作者。在这样的实验性流水线上工作，我们有望缩小自己与建筑业其他参与者之间在经验、理解甚至文化上的差距。
CRA-Carlo Ratti Associat由三个部门组成：思考、设计和制造。虽然每个团队在与城市事务的互动中采用了不同的方法，但他们对未来城市都有相同的愿景——实现自然和人工元素的融合。尤其值得一提的是，CRA制造团队的活动集中在CRA工厂，专门从事原型设计和制造，以及相关技术的创新。
© CRA
我们相信，作为设计师，应该对这些新的建造进行实验。原因在于：如果我们不接受这些新的挑战，其他人可能会把我们挤出去。建筑师有可能被新来的人取代，可能是从IT行业转行过来的，也可能是从施工单位过来的——他们都倾向于用不太注重设计的方法进行技术创新。为什么要参与这样的转变，除了确保建筑师的行业地位外，还有一个关键的原因。
在CRA都灵设计工作室附近，CRA工厂为团队成员开辟了一条在制造方面进行深入实验的直接渠道，这有效地缩短了从概念设计到实现预期结果的过程。图片显示了一位技术人员对库卡机器人进行编程，以完成一组复杂的动作。
© CRA
在面对气候危机这一人类最紧迫的挑战中，我们的首要任务之一应该是使建筑更加环保更加可持续。为了实现这个减少碳排放的艰巨任务，建筑师必须设想向“循环“建筑和施工的根本转变。
在这个新的模式中，各材料可以被组装、拆卸、重新组装和回收利用，而不是拆除和填埋。完全的循环方法必须从接受建筑的自行装配技术开始，再到可以不同方式进行拆卸或重新组合。
近年来，CRA一直专注于研究作为建筑材料的自然生物。最杰出的成果之一是圆形花园，这是米兰Orto Botanico为2019年米兰设计展举办的一个装置。该结构由一系列60个拱门组成，这些拱门由菌丝体（蘑菇的须根）制成，总长度为1公里。
© CRA
此外，新的装配线不仅应该采用技术来提高成本效益，还应该考虑建筑师工作的文化和社会意义。我们应该使用现代工具来理解传统，例如，关于建筑的物质性，这些传统赋予我们生活的个人和集体意义。
为了保持对这些愿景的关注，我们必须将新建筑与新制造置于一个屋檐下。如果建筑师不抓住制造的新机会，从长远来看，建筑师们可能会变得不重要。正如美国建筑师巴克敏斯特·富勒（Buckminster Fuller）所说的一般紧迫：“我们被召唤成为未来的建筑师，而不是成为被淘汰者。（We are called to be architects of the future, not its victims）”
本文作者
（排名不分先后，以姓名首字母排列）
Carlo Ratti
教授、建筑师和工程师，在麻省理工学院城市研究和规划系任教，主导Senseable City Lab（一个专门研究城市信息视觉化的研究室）。他同时也是国际设计和创新办公室CRA-Carlo Ratti Associati创始合伙人，并参与了美国和欧洲多家公司的启动。
袁烽
同济大学建筑与城市规划学院（CAUP）副院长、教授，麻省理工学院（2019年）和皇家墨尔本理工大学（2021年）客座教授，以及弗吉尼亚大学（UVA，2019年）杰弗逊教席教授。
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