TEDGlobal 2009
Rachel Armstrong: Architecture that repairs itself?
راشيل ارمسترونغ: الهندسة المعمارية التي تُصلح نفسها؟
Filmed:
Readability: 4.7
1,344,794 views
البندقية ، إيطاليا تغرق. لإنقاذها ، تقول راشيل ارمسترونغ أننا بحاجة إلى بنية عمارة متفوقة مصنوعة من مواد خاملة ، وكذلك ، إقامة العمارة التي تنمو بنفسها . إنها تقترح مادة ليست حية تماماً تعيد إصلاح نفسها وتبعث القليل من الكربون، أيضا.
Rachel Armstrong - Applied scientist, innovator
TED Fellow Rachel Armstrong is a sustainability innovator who creates new materials that possess some of the properties of living systems, and can be manipulated to "grow" architecture. Full bio
TED Fellow Rachel Armstrong is a sustainability innovator who creates new materials that possess some of the properties of living systems, and can be manipulated to "grow" architecture. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
All buildings today have something in common.
0
0
4000
لدى جميع المباني اليوم شيء مشترك.
00:19
They're made using Victorian technologies.
1
4000
3000
إنها مصنوعة باستخدام تكنولوجيات العصر الفيكتوري.
00:22
This involves blueprints,
2
7000
3000
هذا ينطوي على المخططات ،
00:25
industrial manufacturing
3
10000
2000
الصناعة التحويلية
00:27
and construction using teams of workers.
4
12000
3000
والبناء باستخدام فرق من العمال.
00:30
All of this effort results in an inert object.
5
15000
3000
كل هذا الجهد ينتج في كائن جامد.
00:33
And that means that there is a one-way transfer of energy
6
18000
3000
وهذا يعني أن هناك اتجاه واحد لنقل الطاقة
00:36
from our environment into our homes and cities.
7
21000
4000
من بيئتنا الى بيوتنا ومدننا.
00:40
This is not sustainable.
8
25000
2000
وهذا ليس مستداما.
00:42
I believe that the only way that it is possible for us
9
27000
3000
وأعتقد أن الطريقة الوحيدة الممكنة لنا
00:45
to construct genuinely sustainable homes and cities
10
30000
3000
لتشييد منازل حقيقية ومدن مستدامة
00:48
is by connecting them to nature,
11
33000
2000
هو ربطها بالطبيعة ،
00:50
not insulating them from it.
12
35000
3000
لا عزلها منها.
00:53
Now, in order to do this, we need the right kind of language.
13
38000
4000
الآن ، ولكي نفعل هذا ، نحن بحاجة للنوع الصحيح من اللغة.
00:57
Living systems are in constant conversation
14
42000
2000
أنظمة الحياة في محادثة مستمرة
00:59
with the natural world,
15
44000
2000
مع العالم الطبيعي ،
01:01
through sets of chemical reactions called metabolism.
16
46000
4000
من خلال مجموعة من التفاعلات الكيميائية تدعى الأيض(تبادل المواد).
01:05
And this is the conversion of one group of substances
17
50000
3000
وهذا هو تحوّل لمجموعة واحدة من المواد
01:08
into another, either through
18
53000
2000
إلى نوع آخر ، إما عن طريق
01:10
the production or the absorption of energy.
19
55000
3000
إنتاج أو امتصاص الطاقة.
01:13
And this is the way in which living materials
20
58000
2000
وهذه هي الطريقة التي عبرها تحقق المواد الحية
01:15
make the most of their local resources
21
60000
3000
أقصى استفادة من مواردها المحلية
01:18
in a sustainable way.
22
63000
3000
بطريقة مستدامة.
01:21
So, I'm interested in the use of
23
66000
2000
لذا ، أنا مهتمة باستخدام
01:23
metabolic materials for the practice of architecture.
24
68000
5000
المواد الأيضية لتطبيق الهندسة المعمارية.
01:28
But they don't exist. So I'm having to make them.
25
73000
2000
لكنها غير موجودة. لذلك ينبغي عليّ صنعها .
01:30
I'm working with architect Neil Spiller
26
75000
2000
أنا أعمل مع المهندس المعماري نيل سبيلر
01:32
at the Bartlett School of Architecture,
27
77000
2000
في مدرسة بارتليت للهندسة المعمارية.
01:34
and we're collaborating with international scientists
28
79000
2000
ونحن نقوم بالتعاون مع العلماء الدوليين
01:36
in order to generate these new materials
29
81000
2000
من أجل تخليق هذه المواد الجديدة
01:38
from a bottom up approach.
30
83000
2000
من مقاربة أسفل إلى أعلى .
01:40
That means we're generating them from scratch.
31
85000
2000
وهذا يعني اننا نقوم بتخليقها من نقطة الصفر.
01:42
One of our collaborators is chemist Martin Hanczyc,
32
87000
4000
أحد المتعاونين هو الكيميائي مارتن هانسزيك ،
01:46
and he's really interested in the transition from
33
91000
3000
وهو مهتم في الواقع بالإنتقال من
01:49
inert to living matter.
34
94000
2000
الجمود الى مواد حية.
01:51
Now, that's exactly the kind of process that I'm interested in,
35
96000
3000
الآن ، هذا هو بالضبط نوع العملية التي أنا مهتمة بها ،
01:54
when we're thinking about sustainable materials.
36
99000
2000
عندما كنا نفكر بالمواد المستدامة.
01:56
So, Martin, he works with a system called the protocell.
37
101000
5000
لذلك ، مارتن ، وهو يعمل بنظام يسمى البروتسيل.
02:01
Now all this is -- and it's magic --
38
106000
3000
الآن كل هذا -- وهي ساحرة --
02:04
is a little fatty bag. And it's got a chemical battery in it.
39
109000
3000
وهو كيس دهني سمين قليلاً . وعليه بطارية كيميائية .
02:07
And it has no DNA.
40
112000
3000
وليس لديها الحمض النووي.
02:10
This little bag is able to conduct itself
41
115000
2000
هذه الحقيبة الصغيرة قادرة على تدبّر نفسها
02:12
in a way that can only be described as living.
42
117000
3000
بطريقة التي يمكن فقط وصفها بأنها حية.
02:15
It is able to move around its environment.
43
120000
3000
وهي قادرة على التحرك في بيئتها.
02:18
It can follow chemical gradients.
44
123000
2000
يمكنها أن تتبع التدرجات الكيميائية.
02:20
It can undergo complex reactions,
45
125000
3000
يمكن أن تخضع لردود أفعال معقدة ،
02:23
some of which are happily architectural.
46
128000
4000
بعضها لحسن الحظ معماري.
02:27
So here we are. These are protocells,
47
132000
2000
لذلك نحن هنا. هذه هي البروتسايلات ،
02:29
patterning their environment.
48
134000
2000
تمثّل بيئتها.
02:31
We don't know how they do that yet.
49
136000
3000
لا نعرف كيف تفعل ذلك بعد.
02:34
Here, this is a protocell, and it's vigorously shedding this skin.
50
139000
4000
هنا ، وهذا هو بروتسايل ، وهي تسقف هذا الجلد بقوة.
02:38
Now, this looks like a chemical kind of birth.
51
143000
2000
الآن ، هذا يبدو وكأنه نوع من كيمياء الولادة.
02:40
This is a violent process.
52
145000
3000
وهذه عملية عنيفة.
02:43
Here, we've got a protocell to extract carbon dioxide
53
148000
3000
هنا ، نحن لدينا بروتسايل لاستخلاص غاز ثاني أكسيد الكربون
02:46
out of the atmosphere
54
151000
2000
من الغلاف الجوي
02:48
and turn it into carbonate.
55
153000
2000
وتحويله إلى كربونات.
02:50
And that's the shell around that globular fat.
56
155000
2000
وهذا وعاء كروي حول تلك الدهون.
02:52
They are quite brittle. So you've only got a part of one there.
57
157000
3000
أنها هشة جدا. لذلك تتحصل على جزء من أحداها هناك.
02:55
So what we're trying to do is, we're trying to push these technologies
58
160000
3000
لذا ما نحاول القيام به هو ، نحن نحاول أن ندفع هذه التكنولوجيات
02:58
towards creating bottom-up construction approaches
59
163000
2000
من أجل خلق مقاربة البناء من أسفل إلى أعلى
03:00
for architecture,
60
165000
2000
للهندسة المعمارية ،
03:02
which contrast the current, Victorian, top-down methods
61
167000
3000
وهو على النقيض مع الموجود حالياً ، الفيكتوري ، من أعلى إلى أسفل
03:05
which impose structure upon matter.
62
170000
3000
التي تفرض الهيكلة على المادة.
03:08
That can't be energetically sensible.
63
173000
3000
التي ليست ممكنة بطاقة معقولة.
03:11
So, bottom-up materials
64
176000
2000
لذا ، مواد من أسفل إلى أعلى
03:13
actually exist today.
65
178000
2000
في الواقع موجودة اليوم.
03:15
They've been in use, in architecture, since ancient times.
66
180000
3000
لقد تم إستخدامها ، في العمارة ، منذ العصور القديمة.
03:18
If you walk around the city of Oxford, where we are today,
67
183000
3000
إذا تمشيت في جميع أنحاء مدينة أكسفورد ، حيث نحن اليوم ،
03:21
and have a look at the brickwork,
68
186000
2000
والقيت نظرة على الترميم ،
03:23
which I've enjoyed doing in the last couple of days,
69
188000
2000
الذي استمتعت به في الأيام الماضية،
03:25
you'll actually see that a lot of it is made of limestone.
70
190000
2000
سوف ترى في الواقع أن الكثير منه مصنوع من الحجر الجيري.
03:27
And if you look even closer,
71
192000
2000
واذا نظرتم بدقة أكثر ،
03:29
you'll see, in that limestone, there are little shells
72
194000
2000
سترى في ذلك الحجر الجيري ، وهناك القليل من القواقع
03:31
and little skeletons that are piled upon each other.
73
196000
3000
وبعض الهياكل العظمية مكدسة على بعضها البعض.
03:34
And then they are fossilized over millions of years.
74
199000
3000
ومن ثم فهي متحجرة على مدى ملايين السنين.
03:37
Now a block of limestone, in itself,
75
202000
2000
الآن كتلة من الحجر الجيري ، في حد ذاته ،
03:39
isn't particularly that interesting.
76
204000
3000
ليست مثيرة تحديداً .
03:42
It looks beautiful.
77
207000
2000
إنها تبدو جميلة.
03:44
But imagine what the properties of this limestone block might be
78
209000
4000
ولكن تخيل ما قد تكون عليه كتل الحجر الجيري هذا
03:48
if the surfaces were actually
79
213000
2000
إذا كانت الأسطح في الواقع
03:50
in conversation with the atmosphere.
80
215000
3000
في إحتكاك مع الغلاف الجوي.
03:53
Maybe they could extract carbon dioxide.
81
218000
3000
ربما يمكنهم استخلاص غاز ثاني أكسيد الكربون.
03:56
Would it give this block of limestone new properties?
82
221000
3000
هل سيعطي هذا كتلة من الحجر الجيري خصائص جديدة؟
03:59
Well, most likely it would. It might be able to grow.
83
224000
3000
حسناً، على الأرجح أنها ستعطيه . ربما تكون قادرة على النمو.
04:02
It might be able to self-repair, and even respond
84
227000
2000
ربما تكون قادرة على إصلاح نفسها ، وحتى تتجاوب
04:04
to dramatic changes
85
229000
2000
مع التغييرات الجذرية
04:06
in the immediate environment.
86
231000
2000
في البيئة المباشرة.
04:08
So, architects are never happy
87
233000
3000
لذلك ، المهندسين المعماريين ليسوا سعداء أبدا
04:11
with just one block of an interesting material.
88
236000
3000
بكتلة واحدة فقط من مادة مثيرة للاهتمام.
04:14
They think big. Okay?
89
239000
2000
أنهم يفكرون بشئ أكبر. حسناً؟
04:16
So when we think about scaling up metabolic materials,
90
241000
3000
لذلك عندما نفكر في توسيع نطاق المواد الأيضية ،
04:19
we can start thinking about ecological interventions
91
244000
2000
يمكننا أن نبدأ في التفكير في التدخلات البيئية
04:21
like repair of atolls,
92
246000
2000
مثل إصلاح الجزر المرجانية ،
04:23
or reclamation of parts of a city
93
248000
3000
أو لاستصلاح أجزاء من المدينة
04:26
that are damaged by water.
94
251000
2000
التي تضررت بفعل المياه.
04:28
So, one of these examples
95
253000
2000
لذلك ، واحد من هذه الأمثلة
04:30
would of course be the historic city of Venice.
96
255000
3000
بطبيعة الحال سيكون مدينة البندقية التاريخية.
04:33
Now, Venice, as you know, has a tempestuous relationship with the sea,
97
258000
4000
الآن ، البندقية ، كما تعلمون ، لديه علاقة عاصفة مع البحر ،
04:37
and is built upon wooden piles.
98
262000
2000
وبنيت على أكوام من الخشب.
04:39
So we've devised a way by which it may be possible
99
264000
3000
لذلك قمنا بابتكار طريقة التي عبرها قد يكون من الممكن
04:42
for the protocell technology that we're working with
100
267000
2000
لتكنولوجيا البروستايل التي نعمل بها
04:44
to sustainably reclaim Venice.
101
269000
3000
لإستعادة مدينة البندقية على نحو مستدام.
04:47
And architect Christian Kerrigan
102
272000
2000
والمهندس المعماري كريستيان كرجيان
04:49
has come up with a series of designs that show us
103
274000
2000
قد توصل لسلسلة من النماذج التي تبين لنا
04:51
how it may be possible to actually grow a limestone reef
104
276000
3000
الكيفية التي قد يكون من الممكن عبرها أن تنمو شعاب الحجر الجيري في الواقع
04:54
underneath the city.
105
279000
2000
في أسفل المدينة.
04:56
So, here is the technology we have today.
106
281000
3000
لذا ، ها هي التكنولوجيا التي نملكها اليوم.
04:59
This is our protocell technology,
107
284000
2000
هذا هي تكنولوجيا البروتوسيل خاصتنا،
05:01
effectively making a shell, like its limestone forefathers,
108
286000
4000
تصنع قوقعة بفاعلية ، مثل الحجر الجيري العتيق،
05:05
and depositing it in a very complex environment,
109
290000
3000
وتودعها في بيئة معقدة جدا ،
05:08
against natural materials.
110
293000
2000
أمام المواد الطبيعية.
05:10
We're looking at crystal lattices to see the bonding process in this.
111
295000
3000
نحن نبحث في مشابك الكريستال لرؤية الترابط في هذه العملية.
05:13
Now, this is the very interesting part.
112
298000
2000
الآن ، وهذا هو الجزء مثيرة جدا للاهتمام.
05:15
We don't just want limestone dumped everywhere in all the pretty canals.
113
300000
3000
نحن لا نريد فقط أن يلقى الحجر الجيري في كل مكان في جميع القنوات الجميلة.
05:18
What we need it to do is to be
114
303000
2000
ما نحتاج فيه إلى أن نفعله هو أن نكون
05:20
creatively crafted around the wooden piles.
115
305000
4000
أن نضعها بابداع حول أكوام الخشب.
05:24
So, you can see from these diagrams that the protocell is actually
116
309000
2000
لذا ، يمكنك أن ترى من هذه المخططات أن البروتوسيل في الواقع
05:26
moving away from the light,
117
311000
2000
يتحرك بعيدا عن الضوء ،
05:28
toward the dark foundations.
118
313000
2000
تجاه القواعد المظلمة.
05:30
We've observed this in the laboratory.
119
315000
2000
لقد راقبنا هذا في المختبر.
05:32
The protocells can actually move away from the light.
120
317000
3000
يمكن للبروتوسيلات في الواقع التحرك بعيدا عن الضوء.
05:35
They can actually also move towards the light. You have to just choose your species.
121
320000
3000
كما أنهم يمكن أن تتحرك بإتجاه الضوء . فقط عليك إختيار الكائنات خاصتك.
05:38
So that these don't just exist as one entity,
122
323000
2000
بحيث لا تكون هذه مجرد كينونة واحدة ،
05:40
we kind of chemically engineer them.
123
325000
3000
نحن نقوم نوعاً ما بهندستها كيميائياً.
05:43
And so here the protocells are depositing their limestone
124
328000
3000
وهنا البروتوسيلات تقوم بإيداع أحجارها الجيرية
05:46
very specifically, around the foundations of Venice,
125
331000
3000
بدقة شديدة، حول قواعد مدينة البندقية،
05:49
effectively petrifying it.
126
334000
2000
وتتحجر مكانها بفاعلية .
05:51
Now, this isn't going to happen tomorrow. It's going to take a while.
127
336000
4000
الآن ، لن يحدث هذا غدا. ستستغرق بعض الوقت.
05:55
It's going to take years of tuning and monitoring this technology
128
340000
4000
سيستغرق الأمر سنوات من ضبط ومراقبة هذه التكنولوجيا
05:59
in order for us to become ready
129
344000
2000
حتى يتسنى لنا أن تصبح جاهزة
06:01
to test it out in a case-by-case basis
130
346000
2000
لاختبارها حالة بحالة ،
06:03
on the most damaged and stressed buildings within the city of Venice.
131
348000
3000
على معظم المباني المتضررة ، والمهمة في مدينة البندقية.
06:06
But gradually, as the buildings are repaired,
132
351000
3000
ولكن تدريجيا ، كما يتم إصلاح المباني ،
06:09
we will see the accretion of a limestone reef beneath the city.
133
354000
3000
سوف نرى تراكم لجزر الحجر الجيري تحت المدينة.
06:12
An accretion itself is a huge sink of carbon dioxide.
134
357000
4000
والتراكم بنفسه هو بالوعة ضخمة من ثاني أكسيد الكربون.
06:16
Also it will attract the local marine ecology,
135
361000
3000
كما أنه سيؤدي إلى جذب البيئة البحرية المحلية ،
06:19
who will find their own ecological niches within this architecture.
136
364000
4000
والذين سيجدون لهم البيئة الملائمة داخل هذه العمارة.
06:23
So, this is really interesting. Now we have an architecture
137
368000
3000
لذلك ، وهذا هو المهم حقا. الآن لدينا عمارة
06:26
that connects a city to the natural world
138
371000
3000
تربط مدينة بالعالم الطبيعي
06:29
in a very direct and immediate way.
139
374000
2000
بطريقة مباشرة جدا وفورية.
06:31
But perhaps the most exciting thing about it
140
376000
3000
ولكن ربما أكثر شيء مثير حول هذا الأمر
06:34
is that the driver of this technology is available everywhere.
141
379000
3000
هو أن دافع هذه التكنلوجيا متوفر في كل مكان.
06:37
This is terrestrial chemistry. We've all got it,
142
382000
3000
هذه كيمياء الأرض. لدينا جميعاً.
06:40
which means that this technology is just as appropriate
143
385000
3000
الأمر الذي يعني أن هذه التكنولوجيا مناسبة تماماً
06:43
for developing countries as it is
144
388000
2000
بالنسبة للبلدان النامية كما هو الحال
06:45
for First World countries.
145
390000
2000
بالنسبة لبلدان العالم الأول.
06:47
So, in summary, I'm generating metabolic materials
146
392000
3000
إذاً ، الخلاصة ، أنا أقوم بتخليق المواد الأيضية
06:50
as a counterpoise to Victorian technologies,
147
395000
3000
باعتبارها تصنيع معكوس لتكنولوجيات فيكتوريا ،
06:53
and building architectures from a bottom-up approach.
148
398000
3000
وتطوير عمارة من مقاربة أسفل لأعلى .
06:56
Secondly, these metabolic materials
149
401000
2000
ثانيا ، هذه المواد الأيضية
06:58
have some of the properties of living systems,
150
403000
2000
لديها بعض من خصائص الأنظمة الحية ،
07:00
which means they can perform in similar ways.
151
405000
3000
وهو ما يعني أنه يمكنها أن تؤدي بطرق مشابهة.
07:03
They can expect to have a lot of forms and functions
152
408000
3000
يُتوقع أن لديها الكثير من الأشكال والوظائف
07:06
within the practice of architecture.
153
411000
2000
في إطار ممارسة الهندسة المعمارية.
07:08
And finally, an observer in the future
154
413000
3000
وأخيرا ، لمراقب في المستقبل
07:11
marveling at a beautiful structure in the environment
155
416000
3000
يتأمل في هيكل جميل في البيئة،
07:14
may find it almost impossible to tell
156
419000
3000
قد يجد أنه من المستحيل تقريبا القول
07:17
whether this structure
157
422000
2000
سواء كان هذا الهيكل
07:19
has been created by a natural process
158
424000
2000
وقد تم إنشاؤه بواسطة عملية طبيعية
07:21
or an artificial one.
159
426000
2000
أو عملية مصطنعة.
07:23
Thank you.
160
428000
2000
شكرا لكم.
07:25
(Applause)
161
430000
4000
(تصفيق).
ABOUT THE SPEAKER
Rachel Armstrong - Applied scientist, innovatorTED Fellow Rachel Armstrong is a sustainability innovator who creates new materials that possess some of the properties of living systems, and can be manipulated to "grow" architecture.
Why you should listen
Rachel Armstrong innovates and designs sustainable solutions for the built and natural environment using advanced new technologies such as, Synthetic Biology – the rational engineering of living systems - and smart chemistry. Her research prompts a reevaluation of how we think about our homes and cities and raises questions about sustainable development of the built environment. She creates open innovation platforms for academia and industry to address environmental challenges such as carbon capture & recycling, smart ‘living’ materials and sustainable design.
Her award winning research underpins her bold approach to the way that she challenges perceptions, presumptions and established principles related to scientific concepts and the building blocks of life and society. She embodies and promotes new transferrable ways of thinking ‘outside of the box’ and enables others to also develop innovative environmental solutions. Her innovative approaches are outlined in her forthcoming TED Book on Living Architecture.
Watch Rachel Armstrong's TED Fellows talk, "Creating Carbon-Negative Architecture" >>
Rachel Armstrong | Speaker | TED.com