如何从建筑系学生进化成技术宅，阅读前请尽可能撑开你的脑洞

Original ZeeLeong TransAxis设计坐标 2022-04-21

在学习建筑的路上

你是否踽踽独行

我们想分享

和你聊聊有趣的、不为人知的

小故事

又到了激动人心TransAxis更推的时刻，这次海外小编邀请了来自UCLA超级大师studio的一个很棒的童鞋来分享介绍他在美国学习的建筑新领域的新感想和新作品！

Fig.01: 工业革命进程分析图

蒸汽机的发明带来了第一次工业革命；然后电力的运用使得大规模生产得以实现；计算机，自动化，电子设备把人类带到了第三次工业革命。而如今，我们生活在一个信息全球化的寰宇信息时代，越来越多的人工智能，机器人学习，生物生化技术和互联网产品出现在我们日常生活中。这意味着其实我们已经悄然接近了第四次工业革命的进程。同时，数字技术的极速发展为这个时代的人们带来了全新的体验，虚拟现实（VirtualReality）,增强现实（AugmentedReality）的出现和相应终端设备的产品开发让许多事情成为可能，更是结合互联网技术引导着人们走向新的生活方式。

举些栗子：

Fig.02: 全自动机械臂协同作业的车辆装配车间，国内已经出现能够在100秒内完成一辆汽车装配的生产线

Fig.03: 阿里旗下的菜鸟联盟，研发了中国最大智能机器人仓库，极大提高了分拣货物速度

Fig.04: 游戏DOTA 2每年在西雅图举行的TI国际比赛，通过增强现实（AugmentedReality）技术在现场大屏幕与直播中呈现玩家所选角色的全息影像，投射到现场的景象（实际场地不可见）

Fig.05: Facebook创始人马克扎克伯格在世界移动大会上用虚拟现实做了一场令人印象深刻的演讲。

建筑作为时代的符号记录着从古至今技术的更迭。技术的革新带来新的生活方式，新的交流媒介，新的文化载体，新的场所需求，新的工艺，进而影响建筑形式与建筑空间的演变。那么到了我们当下的时代，上面提及这些最前沿的技术会带给建筑领域什么样的影响呢？

再举些栗子，

Fig.06&07: ICD ITKE Research Pavilion14-15 from ICD.斯图加特大学ICD基于参数化设计和机器人建构探索建筑全新的可能性。通过机器人建构方式，在充气膨胀状态下的膜内部编织碳纤维，并利用碳纤维结构强度支撑起整个空间。结果是极轻的材料形成了有一定强度的壳状结构以及独特的建筑属性，材料性能也得到了高效运用。

Fig.08: 宜家IKEA APP，通过AR技术把家具的数字模型在移动设备显示屏上重合到实际的室内空间当中，通过手机屏幕观察到家具在室内的样子。这依赖于高精度的计算机视觉（MachineVision）和定位技术（PositionOrientation），如图像识别(VisualPattern Recognition)、深度感知镜头（Depth-Sensing 3d Camera）和陀螺仪（Gyro Scope）。

那么介绍了上述这么多，这篇文章到底要写什么呢？

本篇文章将通过我在UCLA硕士项目期间完成的几个设计，来展示从一个建筑师角度，在前沿科技的运用于支持下，对建筑，对空间，对媒介，对设计手法的探索与研究。

Fig.09: UCLA AUD. OzelSuprastudio LOGO

OZEL STUDIO是在UCLA的建筑硕士项目M.archII里面的一个“玩脱”了的Studio，一群建筑本科背景的人玩起了机器人、交互设计、虚拟现实、3d打印，每天都在尝试拼接各种新科技去设计出人们从没见过的东西。GuvencOzel 一直希望通过前沿的科技去增强人与建筑的关联性，无论是建筑设计，空间体验，未来可能的人工智能居住空间，居住单元，甚至设想人类第一批的火星居住营地。

但是有些正在申请的同学就犹豫了，“我们都是学建筑的，那些我们玩得来吗？”

其实有这个疑问很正常，大家都是带着一样的心情来到这个studio，但更相同的每个人都有非常强烈的求知欲望和探索能力。在课题的带领之下，分析解决问题的能力会突飞猛进。在正式开学之前有一个6周的summer小学期，在这期间会通过设计课题来训练熟悉MAYA, grasshopper, Unity, Affter Effect等等等等软件，还会接触编程语言，一步一步的打开新世界的大门…….

—几何学、折纸、交互装置—

KINETIC SCULPTURE

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ZIP TUBE | Origami Installation

COOPERATOR: Tatar Huma Nazli, Akitopu Alara

这是一个交互式模型设计，是studio的第一个设计命题，目的是通这样一个小型装置设计让大家理解交互的原理以及为之后的设计做铺垫。课题设置是非常友善的，在期间会发现我们运用的软件，对于形和系统的研究，对于设计的理解和思维方式，与做建筑设计非常类似。有根源有依据，循序渐进的做研究，然后在后半段才开始做设计。

最开始我们被要求在以下三个方向选择其中之一来研究单元，成分，肌理对一个形变系统的影响，并找出对应的例子。

1. MODULARIZATION

2. SHAPESHIFTING

3. FOLDING, PLEATING, ORIGAMI

我和两位贪玩的土耳其美眉一组，一致选了看起来的很有趣的折纸（其实是个坑）。

不research不知道，这已经是一个上古课题了，各式各样的研究成果都非常有趣。

Fig.11: Ronald Dale Resch,

The White Space Curve Fold with 3-fold Symmetry

艺术家，计算机科学家，应用几何学家，因其对密铺几何图案（Tessellations）在这折纸中的应用使单张纸张形成结构的研究而闻名，并且做出世界上第一个完全参数化设计的实体模型（VegrevilleEgg）。

Fig.12: Dr.Huffman’s concentric circular tower.

Photo by Tony Grant. Courtesy ofthe Huffman family.

DavidHuffman还没有把曲线折痕折纸艺术（Curve Creasing Folding）的深刻思考留给后人，就在1999年离开人世，Erik D.Demaine, Martin L. Demaine 和 Duks Koschitz尝试通过研究把他的研究理论整理重现给世人。

Fig.13: Curved Folding Workshop-5. Aggregation of regularhexagonal modules. Architectural Association School.

Fig.14: Paper size varies by Matthew Shlian, 2008

在此介绍两本有意思的书，一本是TUDelft的Sophia Vyzoviti的FoldingArchitecture, 书中收集了workshop过程中以折叠为原型和设计手法产生的建筑方案，记录了从起始的折纸形态，一步一步推演成建筑方案。相信很多朋友们在本科阶段都试过使用折纸或曲卷纸张这种方式找形生成建筑方案，但是看完这本集子之后还真觉得“脑洞大开，原来可以这么玩”。

Fig.15: Folding Architecture

另一本是Paul Jackson 写的FOLDING TECHNIQUES FORDESIGNERS – FROM SHEET TO FORM. 这本书更倾向于给所有与设计相关的读者看，可以说是一本终极版本的折纸类设计工具书，分门别类集了厚厚的一本，让人顿然觉得真是一！本！正！经！啊！居然还真有人这么这么认真的研究折纸。翻一遍这本书很快，但是却给人非常多的灵感。推荐各位想从PLEATING,FOLDING, ORIGAMI这个方向找形的同学买来翻阅一下。

Fig.16: FOLDING TECHNIQUES FOR DESIGNERS – FROMSHEET TO FORM

最后我们决定基于在EvgueniT. Filipov , Tomohiro Tachi , and Glaucio H. Paulino 对于ZIP TUB这个折纸系统的研究上，发展我们的形变体系。研究目的在于：建立一套源于单张的原材料，转化成折叠状态的几何形体，并且在“折叠”与“展开”的过程中产生各种“体积”；并且尝试由单作用点控制整个形变系统；产生不同方向上形状变化。

Fig.17&18: 通过激光切割制作纸模型

Fig.19: ZIP TUBE纸模型的组合

Fig.20: ZIP TUBE纸模型的动态形变演示

Ziptube 单元体之间的联动使得形变作用能够在系统中传递，并且不同的组合方式，接触面积都会产生不同的效果，因此我们也设计了若干以此为基本型的衍生单元体。

Fig.21: 使用动画渲染技术演示理想状态下的折纸系统形变

Fig.22: 使用库卡机器人带动整个折纸系统形变

为了更好的利用Ziptube的性能，在研究过此单元与系统的几何语言后，我们用Ziptube制作了一个1:1的折纸模型。以机械臂去拉扯，扭曲，舒展，折叠这个模型，同时又通过动画模拟同一套操作动作在理想状态下的形变结果，测试出各个部位各种组合的形变传到性能，和各种需要避免的情况，来取得系统形变最有效化。

Fig.23: 组合与机械原理探索。

完成材料研究之后，我们便要正式构思最终的装置设计，在此之前，我们还需要对机械原理，传动装置和感应器进行研究设计。我们需要一套含有感应器的系统来驱动这个装置，使其能够对环境或人的行为做出相对应的反应。最后我们使用一个Steppermotor驱动一个中心单元的底部横截面，从而带动此单元极其周边单元联动，整个装置由四个中心单元构成。

Fig.24: 模型组成示意图

在中心，我们设置了一个摄像头原件PixyCam作为计算机视觉，以读取现场环境。对这个相机我们可以让它识别不同颜色的物件，经过，然后通过物件在相机前环境中的移动，来驱动各个Steppermotor从而带动整个装置运动。

Fig.25: 采用PixyCam捕捉到的计算机视觉影像。

Fig.26: 使用任何带颜色的物体都能与模型产生互动。

这个设计作为入门命题是初级的，无论在硬件软件的运用上，但是研究过程中也充分考虑到了交互的各种可行性，从材料属性出发，发展出一套几何语言，融入计算机视觉与机械传动编程设计。整个课程只有10周，从编程小白进阶至敲基础代码，并且与研究和设计并行。

当然，读到这估计还有读者在问，这个设计跟建筑有什么关系？当然这跟建筑没有直接的联系，因为这并没有当今建筑设计之中的文化性，地缘性，和社会各个层面的复杂联系。而是一个多学科交叉研究下产生的设计（MultidisciplinaryStudy）,融合了几何学，材料结构，计算机语言，计算机视觉，传感装置等。这么说来这跟未来的建筑趋势与未来建筑的可能性探索又有一定联系，未来建筑肯定不会拘泥于如今的形式，建筑空间的可变性和移动性会增强，加上智能家居、互联网系统、公共共享空间等等，对于建筑空间功能上的定义会被模糊，甚至对“建筑”的定义也会模糊。如果读者们带着多学科交叉的理解去往下阅读，应该对理解这篇文章很有帮助。

在此安利一波我的导师Guvenc Ozel 在这个研究方向上的装置设计：CEREBRAL HUT。

这是一个大尺度的空间互动装置，Guvenc通过这个设计探索空间，互动，运动和人的感知之间的关系。这个装置在2013年伦敦的SaatchiGallery展出，随后又在2014年SXSW互动大会上展出。装置通过人头带的EEG(Electroencephalography)影响运动，EEG能够检测记录佩戴者的脑电波运动，当佩戴者越把注意力集中在装置上，装置运动越频繁。

Project: Cerebral Hut; Year: 2012-2014

接下来的两个设计将会偏向于工业设计方向，更多的讨论将在技术层面展开，尺度尺寸更接近产品，涉及的范畴包括机器人交互，计算机语言，3d打印等等。为了方便建筑背景的读者，我会尽可能的解释相关术语，并且尝试以建筑学生的角度去阐述。

—软体机器人—

INFLATABLE

SOFT ROBOT

COOPERATOR：张知宇

Fig.32 Diagram of Human, Machine and Environment

交互与计算机视觉

计算机视觉可以理解为计算机“看”的能力，通过采用一个或多个的不同类型的摄像头，analog-digitalconversion (ADC) 和 digital signal processing (DSP)使数据被传送到电脑和机器人控制终端，类似于复杂的声音识别系统。在这个设计之中我们专注于通过研究交互性来整合和发展核心概念，这意味着我们会采用到计算机视觉等概念，结合延展设备例如leapmotion, 把感知到的信息转换而去控制机器人的动作。

软体机器人(Soft Robotics)

软体机器人是在机器人学(Robotics)下的一个分支，与由硬质材料制造的硬体机器人(Rigid Robotics)不同的是，软体机器人拥有很好的延展性和适应性去完成任务，同时增加参与任务的人的安全性。这样的特性使其能够运用于医药与制造业等。例如全地形的勘探机器人，体内手术遥控摄像头，鸡蛋、面包打包生产线上的抓取机器人等。

Fig.33: EOAT是由美国SoftRobotics Inc.开发的包装生产线上的机器人终端部件，通过柔软的手指能够抓取面包等物件但不会影响其蓬松的状态。这样的软体机器人被广泛的运用于各个行业。

同样，以硅胶作为材料研发的软体机器人也是很热门的课题，许多高校也正在进行类似的研究。

Fig.34: The University of Nebraska–Lincoln Maker Club

Fig.35: GeorgeWhitesides, Harvard University. The soft robot can wiggle its way underneath apane of glass just three-quarters of an inch above the surface.

在这么多其他高校这么多研究成果面前，我们想要做好一个软体机器人设计，是有很大难度的。其一，我和组员都是建筑学出身，对机器人学(Robotics)一窍不通，对计算机语言的了解属于刚起步阶段，想要灵活使用还需不断学习；其二，设计周期十分的短，只有十周，而期间还要兼顾其他的设计课，理论课；其三，硅胶对于我们来说是非常陌生的材料，平时生活中就接触不多，何况是亲自上手制作与应用(Fabrication)。

但是也应该清楚，我们作为一个交叉学科的研究室，当然不能只以机器人实验室(Robot Lab)的研究方式，以计算机语言为主导的方式来进行研究。更应该重视材料特点，注重机器人形体对其动作的影响，还有如何整合传感器达到交互操作的最大化等等。

设计的驱动力来源于一个简单的机器人动作——抓取物件，但这个物件是具有几何特点的3d打印物件（每组指定的物件形状都不一样），因此需要结合其形态特点，结合软体机器人技术与计算机视觉，通过不同的感应装置控制软体机器人运动。整个机器人运行动作的设计需要追随物件的形态学特征。

Fig.36: 被抓取物体由凸起(Bump)和凹陷(Hollow)的特征组成的体积体(Volumetric Object)，图中是对物体由高精度曲面（High-poly）到低精度曲面(Low-poly)转化的过程

Fig.37: 图中示意了以不同轴分割物体得到的等距线(等高线)及运算得到的凹凸体态示意图。

Fig.38&39:上图是对在X轴方向得到的连续截面进行曲率分析得到的分析图。下图是选取其中两个能够充分表现物体形体特征的截面

Fig.40: 初步设计的软体机器人在形变运动之中抓取物件的理想化的形变过程。以充气的形式使硅胶产生形变，通过设计硅胶中气腔的大小，数量，排布，来得到图中一样的运动轨迹与状态。

对于软体机器人的设计，是一个非常漫长繁琐的过程，虽然这个research为期只有两个多月。最后看到的成果是通过十几次实践，制造，测试得到的最优方案。每轮都要通过建模，3d打印硅胶模具，浇筑硅胶，粘合两部分硅胶形成空腔，充气测试膨胀形变，记录形变状态与结果，进而修改下一轮的硅胶模具模型进行3d打印。

Fig.41: 硅胶浇筑模具设计之一

Fig.42: 硅胶浇筑

Fig.43: 测试

Fig.44 硅胶浇筑模具设计之二

Fig.45: 硅胶浇筑

Fig.46: 测试

Midterm的时候展示的是两次比较有意义的测试结果，可以从上面图片中看到，通过控制模具实体的体积，形状，间隔距离，来控制浇筑后硅胶的形状（即模具booleandeffernce的负体积）。细微的改变都会影响最后充气膨胀形变的结果。同时，触发气泵充气的装置我们采用了ultrasonic传感器，当有手或其他障碍物接近的时候，或是机器手臂接近物体准备抓取的时候，便会触发气泵启动，让软体充气形变抓取物体。

在课程的后半段，为了优化软体机器手臂的性能，我们决定在软体中间隔加入硬体3d打印件。在生物形态学研究上，通过对不同物种生物的“手”的骨骼形态，与相对应的进化环境观察。其形态与动作方式是与生活的物理环境和日常抓取的物体形状紧密相连，从而提高对“手”的使用效率与生物适应环境的能力。

因此我们决定通过分析目标物件的横截面曲率，去设计软体机器人的尺寸的抓取动作，让其完美紧密的贴合目标物件的形状。最终我们改变了传统的软体机器人软质硅胶一体成型设计，使用了3d打印硬质骨架与软体关节的组合，使得机器人的动作更加可预测可控与精确。

Fig.47: X光下生物的手骨骼

Fig.48: 在自然界中许多生物受生存环境影响，进化出多种多样的手的形态。

Fig.49: Conor Walsh’s soft-robotics glove madewith off-the-shelf components, which can be controlled to assist a human handin flexing fingers or grasping objects

通过使用手指动作感应装置leap motion，把读取到的信息转换成数字信息传出到Grasshopper。具体的说就是能把每个手指关节即时转换成一个grasshopper里面的referencepoint，关节间会形成referencelines，在Rhino中便能看到。会使用grasshopper的朋友们估计已经开始构思各种玩法了吧。我们只要设定手指弯曲角度的一个阈值，便可使用Firefly输出信号到Arduino，从而触发软体充气，产生关节运动。

Fig.50&51: 加入Leap motion后机器人的灵敏度大幅提高。

Fig. 52原型设计图之一

Fig. 53: 最终整体示意图

Fig. 54: 最终拆解示意图，标注了硅胶(Silicon)的部件都是需要通过另外设计模具，3d打印，然后浇筑完成的，每次浇筑凝固时间在2-4小时不等，因此制作过程步骤繁琐时间也长。

Fig. 55

Fig. 56: 软体机器手臂上的三个关节由三个气泵驱动，气泵与Arduino组件被安置在KUKA机械臂的背部，三条软气管从气泵经过3d打印的固定元件连接到软体机器手臂内部分别直达硅胶气腔。三个气泵分别由预设的三个手指控制。

Fig. 57: 计算机模拟动画渲染(MAYA + 3DS MAX)

Fig. 58: KUKA官方INSTAGRAM转发我们的作品。

最终完成的软体机器人设计（如上图），与实际机器人实验室研发的智能机器人相差甚远；计算机语言的使用上与计算机专业相比，也是边缘划水业余级别；对于材料，也是工业生产中常用的硅胶类型及3d打印技术。但是也许并没有多少人把这几个学科交融在一起做研究与设计。它是基于建筑学的研究与思考方式，并结合了计算机学科和工业美学，而产生的最终结果。我们从材料出发，研究材料特性，把实现交互性最大化为最终目的，在十周内完成了这个课题。讨论的内容也从“好不好看”，“好不好用”，变成了“做得到还是做不到？”，很多时候多少图纸也表达不清原理，一段几秒的视频最能解释问题，这样的体验对我来说也是非常新颖难忘的。

—电子乐器（效果器）—

SUPER GUITAR

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=o052897t9cy&width=500&height=375&auto=0

Red Dot Laser Guitar | Digital Instrument Design

Performer:

Main Guitar 王亚珂, Keyboard 沈璐妍

Melody 梁喆, Bass 高健桐, Drum 叶润舟，Lighting 甘煜群

VJ 邵雪妍

Fig. 59 Resource:

Study OfThe Human Figure, Anterior View, Edit and redesign by Zhe Liang

在介绍这个项目之前想提及一本书， Diller+ Ric Scofidio 的Flesh : Architectural Probes（应该对读者理解此设计会有帮助）

Fig.60: Flesh : Architectural Probes byRicardo Scofidio and Elizabeth Diller

D+S 在1994年以其作为自己的项目之一发表(book-as-project)，在当时成为了轰动一时的出版物。书中收录了许多看似分离的千奇百怪的各种事物，与各种建筑元素，可以说是一包裹矛盾与复杂的集合体。D+S一直走在建筑思潮的最前沿，以一种激进的方式重新定义着在现代社会中的建筑师与建筑。并且提出“任何事物都可为建筑”(Anythingcan be architecture)。正如他们“建造”的此书，把各种方案在这个“场地”(Body)上铺展开来，在此之中，“建筑”可以通过组织私密性和公共性来体现。

Fig.61&62 Guitars, Saxes, Horns and More - plus the hands thatplay them. Musical instruments on stage and in hand. Musicians and their toolsof the trade. COPYRIGHT:© Robert D. Strovers

Fig.63

Fig.64 Posted by Sue (Mac's Girl) in Life, miscellaneous, photography

回到“乐器”命题本身（上图），乐器的从大小，尺寸，与弹奏者的相对位置，手持姿势，接触部位，到乐器的原理，弹奏手法，功效音效，与其他乐器的配合。这些组成了乐器的场所(SITE)和功能(PROGRAM)，这些因素也逐渐造就了乐器的形(FORM)。当然这样的阐述方式还存在很大的讨论空间，但这的确是这个设计最最开始的源头。

这个课程是MACK SUPRASTUDIO的主题“表演+建筑”中的一环，我们一直在探索如何结合声学与数字设计，通过各种方式使用视觉与音乐的元素激活空间氛围。而乐器就是最主要的设计对象，它将作为输入设备输送MIDI和DMX信息到专业音乐后期软件，然后使用程序处理后播放器发声，乐器即成为了可弹奏的效果器。

随着时间的推移，传统吉他产生了各种各样的演变，但都离不开琴头，指板，品格，音箱等重要组成部分，因为他们都遵循传统的发声原理。在这个设计中，使用了专业音乐软件AbletonLive和电子模块组件来重构吉他，取代其传统的物理声学发声。吉他弦更换成了红外射灯与光敏电阻结合，在正常状态下，一束红外射灯对准一个光敏电阻，产生稳定读数；当手挡住了光束时，光敏电阻读数产生了变化，触发信号传送到程序中，扬声器便发出对应的吉他声音。

Fig.65 Inspiration: Human FigurePhotography

课程后半段主要集中于最终成品的设计与制造(Fabrication)。在形的设计上，因为不必遵循琴头琴箱等部件，那么便可以重构一个一点都不“吉他”的电吉他。设计中从人的形体上获得灵感，许多细节会让人联系到人体某些形体形态，并且尺寸上完全贴合于场地（SITE：使用者的腹部与左手高度）。最后完善代码，3D打印部件，埋线，焊电路，组装，打磨，上漆，抛光…(此处省略一千字)完成制作（下图）。

Fig.66: 吉他成品

Fig.67: 设计的电子吉他与传统吉他原理对比图。

这类型的DIY乐器在油管YOUTUBE上面多到数不胜数，例如网球拍改成电吉他，自制的MIDI音效控制器。但这些多出自真·技术宅之手，成品也很直白，少有人会从设计美学的角度去考虑形态与功能，原理与制造之间的关系。在这个课题上，我加入建筑师的构思与理解，再结合视觉与音乐的元素来增强交互性，学科交叉的特点也得到体现。

—极端环境下的移动居住单元—

VEHICLE PLUS

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=v05266id0lq&width=500&height=375&auto=0

AUTONOMOUS VEHICLE AS LIVING UNIT

Transportable Dwelling Space

COOPERATOR: Tatar Huma Nazli，Akitopu Alara，Erik Broegerg

这个课题的目的是，在科技极度发达的未来，人们对“住”与“行”这样的行为的载体定义已经模糊。因此我们可以通过设计极大的增强载具(Vehicle)的功能，甚至能够嵌入居住单元之中，成为居住空间的一部分，所有的硬件和界面都与互联网联通，发挥想象把智能居住空间做到极致。而不同的组需要为自己的设计寻找一个合理的剧情（scenario）。

为了给读者们一点代入感，又到了举栗子的时间。

先翻一波旧书——Archigram, 活跃在20世纪六十到七十年代的一波风潮，在1960年由PeterCook 带头的六位伦敦AA的建筑师创立。主导“嵌入式”的城市理论，居住单元为可嵌入可脱离的单元，像机器部件一样嵌入到各种各样的基础单元大机器体(Central infrastructural mega machine)当中。嵌入式城市其实并不像一个城市，更像一个在不断进化的大型机械结构，整合了居住，交通和其他基础设施服务，并且全部可以由大型起吊机移动。

当然，这个理念从未被实践建造，全部成果主要有1960到1974年间的900多张图纸构成。但是在当时来说其新颖的城市理论，推翻了人们对基础设施在城市中的传统定位与理解。也对新一代的建筑师产生深远的影响。例如把基础设施逆转作为建筑主角这种想法启发了理查德罗杰斯和伦佐皮亚诺著名的蓬皮杜中心的设计。

Fig.71: Peter Cook的嵌入式城市

Fig.72&73: Ron Herron的移动城市(A Walking City)

而这个项目更像在研究未来恶劣自然环境和新的科技背景下的Archigram，但又并没有到研究城市形态与理论的高度，而是专注于设计移动的模块单元产品。例如人工智能与虚拟现实技术极为发达的状态下，居住单元模块化移动会是什么状态。虽然我们离未来还很遥远，但科幻电影中往往比我们更早一步进入未来。

Fig.74: 第五元素 The 5th Element，又名: LeCinquième Élément

上映日期: 1997-05-07(法国)

空中行驶的移动汽车垂直分布的城市界面，与极小化的胶囊居住空间，无不反映着Archigram的深远影响

Fig.75: 攻壳机动队，又名: Ghost inthe Shell

上映日期: 2017-04-07(中国大陆) / 2017-03-29(法国) / 2017-03-31(美国)

故事里虚拟现实(AugmentedReality)和全息投影(Holography)已经发展到了令人惊讶的完备阶段，整个大都会都充斥着全息投影的影响。而人的意识与记忆已经能够数据化，能够下载与上传。并且人类植入的芯片让其都生活在一个Cyber-System(赛博系统)之中，简单来说就是不需要手机等设备，人类的意识随时在线上(online)。

Fig.76: 头号玩家，又名：Ready PlayOne

上映日期: 2018(中国大陆) / 2018-03-30(美国)

即将在2018年上映的头号玩家，首先在故事中搭建了一个居住单元化的密集城市，然后又构筑了一个精彩的虚拟现实游戏世界。

就此打住吧，对电影世界和游戏世界中的建筑风格和城市构想又是一个说不完的议题。

在开题研究和讨论之后，我们逐渐把情景集中在Flood（水会淹没地平面并且水位时常会发生变化的情景）。比如说临海都市中的海水倒灌，或者在受潮汐很严重的群岛、红树林等地方的科研考察站。并且对居住单元与载具组合的可能性也进行了设想，能源方面我们尽量结合可再生能源，特别是与洪水或海平面变化有关的能源。

Fig.77: 全球常受海水淹没的沿海城市

Fig.78

Fig.79: 对环境与居住单元构想示意图

Fig.80: 对一个居住单元能源消耗的分析。

对于载具的形态，结合可能遇到的自然环境，和与居住单元连接的形式，我们也做了许多个版本。

Fig.81: Vehicle proposal 01, 可以看到载具是以上下升降的方式结合到居住单元之中，同时应对水面上升状态。

Fig.82&84: Vehicle Proposals

Fig.85&86: 增强现实影像，展示载具内部机械构建与组成。

对于居住单元，我们很早就确定了载具在中心嵌入，并且旋转打开舱门激活不同的功能空间，所以才会有以上多个载具版本。并且我们还试图在居住单元融合雨水收集和EXOSKIN一种能够可根据人们触碰不断形变，来实现信息传递及相应功能改变的柔软表面。

Fig.87&88: 配有雨水收集系统的方案版本

Fig.89: EXOSKIN by Basheer Tome and HiroshiIshii

并且更进一步的细化清晰了核心概念，极大的扩展了载具的功能。如自带无人机与机械臂，无人机可以扫描场地地形与使用者身体尺寸与记录行为习惯。定制专门的居住单元，然后机械臂使用材料打印结构与居住单元。

Fig.90: 设备协作示意图

Fig.91: 无人机数据采集

Fig.92&93: 这个设计旨在提供可能的极端环境下的庇护所和交通工具给社区和人们，来应对区域内目前或未来会面对的海平面上升等环境。

概念的核心是人工智能的载具，通过收集环境物理信息和使用者的人体尺度、行为习惯等，自动计算出对应合适的，耐久的居住所，并通过采集当地材料结合添加剂，进行全尺度3d打印。在这种情况下，载具既承担建造工具，也作为居住所中空间的一部分，可合并可脱离。载具可理解为作为物理上和功能上的驱动点。物理上，载具会完成居住单元的3d建造，与此同时，载具在功能上作为联系各个居住功能空间的节点，也可理解为功能空间延展了载具空间。功能之间的转换是通过载具在不同功能空间单元之间切换连接实现的。

另一点很重要的是我们如何把设计可视化，来发展和展示我们的概念。我们设想全息投影界面将会渗透到居住和载具空间的每一个角落，从而改变我们与信息系统交互方式。在设计成果展示上，我们也是用了虚拟现实场景和增强现实同步再现的方式来呈现方案。

Fig.94,95&96: 虚拟场景中的室内空间

Fig.98由Hololens视角录像

Fig.99&100&101：平面图

Fig.102：剖面示意

—结语—

END

以上是对我在硕士期间完成的部分设计的介绍，遗憾没能把最终的火星生存地项目整理出来介绍。这不是一篇讲建筑的文章，也不是一篇技术贴，只是希望通过我的角度阐述，能让您体会到学科交叉乐趣，一如我当时乐在其中一般，能引起您的兴趣和思考。文笔欠佳，对某些引用和阐述可能稍有偏颇，望抛砖引玉，欢迎讨论。

梁喆 Leong Zee

加州大学洛杉矶建筑学硕士，合肥工业大学建筑学本科

曾实习/就职于上海直造建筑事务所、洛杉矶OZEL Office，

现就职于洛杉矶CliffGarten事务所，从事参数化设计，公共空间设计。