用砂巖3D打印13億個獨立表面，世界上最復雜的建筑

建筑一直都離不開技術的影響。古羅馬人用拱柱搭起了整個帝國的雄偉建筑，同時用混凝土鋪設了通往帝國各地的驛道。自從電腦被發(fā)明以來，電腦技術已經(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的大型建筑項目，該項目使用了算法建筑的概念，其復雜程度已經(jīng)遠遠超過了人類——甚至是電腦——的理解范疇。

Digital Grotesque II的算法由無數(shù)細分的單元組成，細節(jié)的精確程度甚至可以達到沙粒的程度，它擁有13億個獨立表面，為了確保算法輸出的精準度，他們使用了一款砂巖3D打印機。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·海夫納的秘密宅邸），這件7公噸的藝術品是如此的復雜，以至于普通的電腦根本無法在設計過程中對其進行模擬可視化。

“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格呢？

Digital Grotesque I是該項目的第一代作品，它誕生于2013年，也由一款砂巖3D打印機制作而成。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。然而當時一代作品仍需要兩位建筑設計師來確定結(jié)構(gòu)的形狀和形式。新作品Digital Grotesque II則完全由一個算法設計生成，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，能隨機創(chuàng)造出截然不同的結(jié)構(gòu)效果。按照他們的設想，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行細致的觀測。

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，并且它的獨立立面數(shù)量多達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)字設備進行可視化�！皣栏駚碚f，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)千年時間，即使你使用簡單的AutoCAD程序也無濟于事，”漢斯梅爾說。

一旦建筑師讓算法進行自主設計，那么唯一能將結(jié)果可視化的方法就是利用蘇黎世聯(lián)邦理工學院的超級計算機對獨立的單元進行分析處理。蘇黎世聯(lián)邦理工學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)這個項目的主要目的是想探究的電腦設計潛能�！拔艺J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。

該項目的另一個目的在于測試3D打印的潛能——事實上3D打印機在打印一個固體方塊和打印由算法生成的復雜結(jié)構(gòu)時，兩者所耗費的成本幾乎相同。但涉及到這個項目時，普通的3D打印機根本無法實現(xiàn)；因為Digital Grotesque II對于輸出的顆粒度有著超高要求，因此砂巖打印機就顯得至關重要，因為它能打印出沙粒一般大小的結(jié)構(gòu)。

“它必須實現(xiàn)絕對的幾何自由，它耗費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)實意義——因為古時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)更符合建筑設計的需求。當然，在目前用這種技術來建造樓房尚不可行。漢斯梅爾表示，盡管砂巖打印機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的侵襲，它必須達到環(huán)保標準。

但可建造性并不是整個項目的關注點。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計的算法手上。“傳統(tǒng)的建筑師都很討厭驚喜。他們有很強的控制欲。這個項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？