TEDGlobal 2009
Rachel Armstrong: Architecture that repairs itself?
Rachel Armstrong: Architektur, die sich selbst repariert?
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Venedig in Italien versinkt. Um es zu retten, sagt Rachel Armstrong, müssen wir über die Architektur, die aus inaktiven Materialien besteht, hinauswachsen und eine Architektur erschaffen, die sich von selbst aufbaut. Sie schlägt ein nicht-ganz-lebendiges Material vor, das sich eigenständig repariert und dazu noch Kohlenstoff absondert.
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
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00:15
All buildings today have something in common.
0
0
4000
Alle Gebäude heutzutage haben etwas gemeinsam:
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They're made using Victorian technologies.
1
4000
3000
Sie sind mit viktorianischen Technologien gebaut.
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This involves blueprints,
2
7000
3000
Dies beinhaltet technische Zeichnungen,
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industrial manufacturing
3
10000
2000
industrielle Fertigung
00:27
and construction using teams of workers.
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12000
3000
und Montage mittels Arbeiterteams.
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All of this effort results in an inert object.
5
15000
3000
All dieser Aufwand resultiert in einem inaktiven Objekt.
00:33
And that means that there is a one-way transfer of energy
6
18000
3000
Und das bedeutet, dass es einen einseitigen Transfer von Energie
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from our environment into our homes and cities.
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21000
4000
von unserer Umwelt hin zu unseren Häusern und Städten gibt.
00:40
This is not sustainable.
8
25000
2000
Das ist nicht nachhaltig.
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I believe that the only way that it is possible for us
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27000
3000
Ich glaube, dass nur die Verbindung mit der Natur
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to construct genuinely sustainable homes and cities
10
30000
3000
es uns ermöglichen wird,
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is by connecting them to nature,
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33000
2000
wirklich nachhaltige Häuser und Städte zu bauen,
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not insulating them from it.
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35000
3000
und nicht, indem wir diese von ihr isolieren.
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Now, in order to do this, we need the right kind of language.
13
38000
4000
Nun, um das zu tun, brauchen wir die richtige Art von Sprache.
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Living systems are in constant conversation
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42000
2000
Lebende Systeme sind in ständiger Konversation
00:59
with the natural world,
15
44000
2000
mit der natürlichen Welt,
01:01
through sets of chemical reactions called metabolism.
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46000
4000
durch eine Reihe chemischer Reaktionen, auch Stoffwechsel genannt.
01:05
And this is the conversion of one group of substances
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50000
3000
Das ist der Übergang von einer Gruppe von Substanzen
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into another, either through
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53000
2000
in eine andere, entweder durch
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the production or the absorption of energy.
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55000
3000
Produktion oder Absorption von Energie.
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And this is the way in which living materials
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58000
2000
Und auf diese Weise machen lebende Materialien
01:15
make the most of their local resources
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60000
3000
auf nachhaltige Weise das Beste
01:18
in a sustainable way.
22
63000
3000
aus ihren lokalen Ressourcen.
01:21
So, I'm interested in the use of
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66000
2000
Also interessiere ich mich für den Gebrauch von
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metabolic materials for the practice of architecture.
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68000
5000
stoffwechselnden Materialien für die Anwendung in der Architektur.
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But they don't exist. So I'm having to make them.
25
73000
2000
Aber die existieren noch nicht. Also muss ich sie herstellen.
01:30
I'm working with architect Neil Spiller
26
75000
2000
Ich arbeite zusammen mit dem Architekten Neil Spiller
01:32
at the Bartlett School of Architecture,
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77000
2000
an der Bartlett-Architekturschule.
01:34
and we're collaborating with international scientists
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79000
2000
Wir kooperieren mit internationalen Forschern,
01:36
in order to generate these new materials
29
81000
2000
um diese neuen Materialien von einem
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from a bottom up approach.
30
83000
2000
Bottom-up-Ansatz her zu erzeugen.
01:40
That means we're generating them from scratch.
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85000
2000
Das heißt, wir erzeugen sie von Grund auf neu.
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One of our collaborators is chemist Martin Hanczyc,
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87000
4000
Einer unserer Mitarbeiter ist der Chemiker Martin Hanczyc,
01:46
and he's really interested in the transition from
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91000
3000
und der ist wirklich am Übergang von inaktiver
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inert to living matter.
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94000
2000
zu belebter Materie interessiert.
01:51
Now, that's exactly the kind of process that I'm interested in,
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96000
3000
Nun, das ist genau die Art Prozess, an der ich interessiert bin,
01:54
when we're thinking about sustainable materials.
36
99000
2000
wenn wir über nachhaltige Materialien nachdenken.
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So, Martin, he works with a system called the protocell.
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101000
5000
Martin hier arbeitet also mit einem System namens Protozelle.
02:01
Now all this is -- and it's magic --
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106000
3000
Alles, was es ist - und das ist wie Zauberei,
02:04
is a little fatty bag. And it's got a chemical battery in it.
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109000
3000
ist eine kleine fetthaltige Tasche mit einer chemischen Batterie.
02:07
And it has no DNA.
40
112000
3000
Und sie hat keine DNA.
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This little bag is able to conduct itself
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115000
2000
Diese kleine Tasche ist fähig, sich selbst zu lenken,
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in a way that can only be described as living.
42
117000
3000
auf eine Weise, die man nur als lebendig beschreiben kann.
02:15
It is able to move around its environment.
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120000
3000
Sie kann sich in ihrer Umwelt umher bewegen.
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It can follow chemical gradients.
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123000
2000
Sie kann chemischen Gradienten folgen.
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It can undergo complex reactions,
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125000
3000
Sie kann komplexe Reaktionen durchmachen,
02:23
some of which are happily architectural.
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128000
4000
von denen einige erfreulicherweise architektonisch sind.
02:27
So here we are. These are protocells,
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132000
2000
Hier, bitte schön, dies sind also Protozellen,
02:29
patterning their environment.
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134000
2000
die ihre Umwelt gestalten.
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We don't know how they do that yet.
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136000
3000
Wir wissen noch nicht, wie sie das machen.
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Here, this is a protocell, and it's vigorously shedding this skin.
50
139000
4000
Hier ist eine Protozelle, die energisch ihre Haut abstößt.
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Now, this looks like a chemical kind of birth.
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143000
2000
Das sieht wie eine Art chemischer Geburt aus.
02:40
This is a violent process.
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145000
3000
Dies ist ein gewaltsamer Vorgang.
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Here, we've got a protocell to extract carbon dioxide
53
148000
3000
Hier haben wir eine Protozelle dazu gebracht, Kohlendioxyd
02:46
out of the atmosphere
54
151000
2000
aus der Atmosphäre zu extrahieren
02:48
and turn it into carbonate.
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153000
2000
und es wieder in Kohlenstoff zu wandeln.
02:50
And that's the shell around that globular fat.
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155000
2000
Und das ist die Hülse um die Fettkugel.
02:52
They are quite brittle. So you've only got a part of one there.
57
157000
3000
Sie sind ziemlich zerbrechlich. Wir haben dort also bloß einen Teil davon.
02:55
So what we're trying to do is, we're trying to push these technologies
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160000
3000
Was wir also versuchen, ist, diese Technologien
02:58
towards creating bottom-up construction approaches
59
163000
2000
für Bottom-Up-Ansätze in der Architektur
03:00
for architecture,
60
165000
2000
zu fördern,
03:02
which contrast the current, Victorian, top-down methods
61
167000
3000
im Gegensatz zu den heutigen viktorianischen Top-down-Methoden,
03:05
which impose structure upon matter.
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170000
3000
welche dem Stoff eine Struktur aufbürden.
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That can't be energetically sensible.
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173000
3000
Das kann energetisch nicht vernünftig sein.
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So, bottom-up materials
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176000
2000
Also, Bottom-up-Materialien
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actually exist today.
65
178000
2000
existieren heute schon.
03:15
They've been in use, in architecture, since ancient times.
66
180000
3000
Sie sind seit Urzeiten in der Architektur in Gebrauch.
03:18
If you walk around the city of Oxford, where we are today,
67
183000
3000
Wenn man durch Oxford geht, wo wir heute sind,
03:21
and have a look at the brickwork,
68
186000
2000
und einen Blick auf die Ziegelbauten wirft,
03:23
which I've enjoyed doing in the last couple of days,
69
188000
2000
was ich in den letzten paar Tagen mit Vergnügen getan habe,
03:25
you'll actually see that a lot of it is made of limestone.
70
190000
2000
sieht man, dass viele davon aus Kalkstein sind.
03:27
And if you look even closer,
71
192000
2000
Und wenn man noch genauer hinschaut,
03:29
you'll see, in that limestone, there are little shells
72
194000
2000
sieht man kleine Hülsen in diesem Kalkstein
03:31
and little skeletons that are piled upon each other.
73
196000
3000
und kleine Skelette, die aufeinander gestapelt sind.
03:34
And then they are fossilized over millions of years.
74
199000
3000
Und dann sind sie über Millionen Jahre hinweg fossiliert.
03:37
Now a block of limestone, in itself,
75
202000
2000
Ein Kalksteinblock an sich
03:39
isn't particularly that interesting.
76
204000
3000
ist nicht besonders interessant.
03:42
It looks beautiful.
77
207000
2000
Er sieht schön aus.
03:44
But imagine what the properties of this limestone block might be
78
209000
4000
Aber stellen Sie sich die Eigenschaften dieses Blocks vor,
03:48
if the surfaces were actually
79
213000
2000
wenn seine Oberflächen tatsächlich
03:50
in conversation with the atmosphere.
80
215000
3000
in Konversation mit der Atmosphäre wären.
03:53
Maybe they could extract carbon dioxide.
81
218000
3000
Sie könnten vielleicht Kohlendioxyd aufnehmen.
03:56
Would it give this block of limestone new properties?
82
221000
3000
Würde das dem Kalksteinblock neue Eigenschaften verleihen?
03:59
Well, most likely it would. It might be able to grow.
83
224000
3000
Nun, mit Sicherheit. Er könnte vielleicht in der Lage sein zu wachsen.
04:02
It might be able to self-repair, and even respond
84
227000
2000
Er könnte sich selbst reparieren und sogar
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to dramatic changes
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229000
2000
auf dramatische Veränderungen in
04:06
in the immediate environment.
86
231000
2000
seiner unmittelbaren Umwelt reagieren.
04:08
So, architects are never happy
87
233000
3000
Also, Architekten sind niemals nur
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with just one block of an interesting material.
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236000
3000
mit einem Block eines interessanten Materials zufrieden.
04:14
They think big. Okay?
89
239000
2000
Sie denken groß, okay?
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So when we think about scaling up metabolic materials,
90
241000
3000
Wenn wir also die Erweiterung stoffwechselnder Materialien erwägen,
04:19
we can start thinking about ecological interventions
91
244000
2000
können wir über ökologische Eingriffe nachdenken,
04:21
like repair of atolls,
92
246000
2000
wie etwa die Wiederherstellung von Atollen,
04:23
or reclamation of parts of a city
93
248000
3000
oder die Rückgewinnung von Stadtteilen,
04:26
that are damaged by water.
94
251000
2000
die durch Wasser beschädigt wurden.
04:28
So, one of these examples
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253000
2000
Eines dieser Beispiele
04:30
would of course be the historic city of Venice.
96
255000
3000
wäre natürlich die historische Altstadt von Venedig.
04:33
Now, Venice, as you know, has a tempestuous relationship with the sea,
97
258000
4000
Nun hat Venedig, wie Sie wissen, eine stürmische Beziehung zum Meer
04:37
and is built upon wooden piles.
98
262000
2000
und ist auf Holzpfählen gebaut.
04:39
So we've devised a way by which it may be possible
99
264000
3000
Also haben wir einen Weg erdacht, der es der Protozellentechnologie,
04:42
for the protocell technology that we're working with
100
267000
2000
mit der wir arbeiten, ermöglicht,
04:44
to sustainably reclaim Venice.
101
269000
3000
Venedig auf nachhaltige Weise zurückzugewinnen.
04:47
And architect Christian Kerrigan
102
272000
2000
Und dem Architekten Christian Kerrigan sind
04:49
has come up with a series of designs that show us
103
274000
2000
eine Reihe von Entwürfen eingefallen, die uns zeigen,
04:51
how it may be possible to actually grow a limestone reef
104
276000
3000
wie man möglicherweise ein echtes Kalksteinriff unter der
04:54
underneath the city.
105
279000
2000
Stadt anbauen könnte.
04:56
So, here is the technology we have today.
106
281000
3000
Das hier ist also die Technologie, die wir heute haben.
04:59
This is our protocell technology,
107
284000
2000
Dies ist unsere Protozellentechnologie,
05:01
effectively making a shell, like its limestone forefathers,
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286000
4000
die, wie ihre Kalksteinvorfahren, quasi eine Hülse fertigt
05:05
and depositing it in a very complex environment,
109
290000
3000
und sie in einer sehr komplexen Umwelt
05:08
against natural materials.
110
293000
2000
gegen natürliche Materialien ablegt.
05:10
We're looking at crystal lattices to see the bonding process in this.
111
295000
3000
Wir prüfen Kristallgitter, um diesen Verbindungsprozess zu erkennen.
05:13
Now, this is the very interesting part.
112
298000
2000
Nun, das ist sehr interessant.
05:15
We don't just want limestone dumped everywhere in all the pretty canals.
113
300000
3000
Wir wollen nicht einfach überall Kalk in die hübschen Kanäle schütten.
05:18
What we need it to do is to be
114
303000
2000
Wir müssen ihn vielmehr dazu bringen,
05:20
creatively crafted around the wooden piles.
115
305000
4000
sich kreativ um die Holzpfähle herum zu gestalten.
05:24
So, you can see from these diagrams that the protocell is actually
116
309000
2000
Sie sehen an diesen Schaubildern, dass sich die Protozelle
05:26
moving away from the light,
117
311000
2000
tatsächlich vom Licht weg und zu
05:28
toward the dark foundations.
118
313000
2000
den dunklen Fundamenten hin bewegt.
05:30
We've observed this in the laboratory.
119
315000
2000
Wir haben dies im Labor beobachtet.
05:32
The protocells can actually move away from the light.
120
317000
3000
Diese Protozelle kann sich tatsächlich vom Licht wegbewegen.
05:35
They can actually also move towards the light. You have to just choose your species.
121
320000
3000
Oder auch umgekehrt. Man muss nur die richtige Spezies wählen.
05:38
So that these don't just exist as one entity,
122
323000
2000
Damit diese nicht bloß als eine Einheit existieren,
05:40
we kind of chemically engineer them.
123
325000
3000
konstruieren wir sie sozusagen chemisch.
05:43
And so here the protocells are depositing their limestone
124
328000
3000
Und hier haben wir also die Protozellen, wie sie ihren Kalkstein
05:46
very specifically, around the foundations of Venice,
125
331000
3000
sehr gezielt um die Fundemente von Venedig herum ablegen
05:49
effectively petrifying it.
126
334000
2000
und sie so praktisch versteinern.
05:51
Now, this isn't going to happen tomorrow. It's going to take a while.
127
336000
4000
Nun, das wird nicht von heute auf morgen geschehen. Es wird eine Weile brauchen.
05:55
It's going to take years of tuning and monitoring this technology
128
340000
4000
Die Abstimmung und Beobachtung dieser Technologie wird Jahre brauchen,
05:59
in order for us to become ready
129
344000
2000
bis wir sie so weit haben,
06:01
to test it out in a case-by-case basis
130
346000
2000
sie von Fall zu Fall an den
06:03
on the most damaged and stressed buildings within the city of Venice.
131
348000
3000
am schwersten beschädigten und belasteten Gebäuden Venedigs auszutesten.
06:06
But gradually, as the buildings are repaired,
132
351000
3000
Doch während die Gebäude allmählich repariert werden,
06:09
we will see the accretion of a limestone reef beneath the city.
133
354000
3000
werden wir die Anlagerung eines Kalksteinriffs unter der Stadt beobachten können.
06:12
An accretion itself is a huge sink of carbon dioxide.
134
357000
4000
Eine Anlagerung an sich ist ein riesiges Spülbecken für Kohlenstoffdioxyd.
06:16
Also it will attract the local marine ecology,
135
361000
3000
Sie wird aber auch die heimische Meeresökologie anlocken,
06:19
who will find their own ecological niches within this architecture.
136
364000
4000
die in dieser Architektur ihre eigenen ökologischen Nischen finden wird.
06:23
So, this is really interesting. Now we have an architecture
137
368000
3000
Das ist also wirklich interessant. Jetzt haben wir eine Architektur,
06:26
that connects a city to the natural world
138
371000
3000
die eine Stadt auf sehr direkte und unmittelbare Weise
06:29
in a very direct and immediate way.
139
374000
2000
mit der natürlichen Welt verbindet.
06:31
But perhaps the most exciting thing about it
140
376000
3000
Doch das vielleicht Aufregendste dabei ist,
06:34
is that the driver of this technology is available everywhere.
141
379000
3000
dass die Triebkraft für diese Technologie überall verfügbar ist.
06:37
This is terrestrial chemistry. We've all got it,
142
382000
3000
Dies ist irdische Chemie. Wir alle haben sie.
06:40
which means that this technology is just as appropriate
143
385000
3000
Was bedeutet, dass diese Technologie sowohl für
06:43
for developing countries as it is
144
388000
2000
Entwicklungsländer wie auch für Länder der
06:45
for First World countries.
145
390000
2000
Ersten Welt geeignet ist.
06:47
So, in summary, I'm generating metabolic materials
146
392000
3000
Also, zusammengefasst erzeuge ich stoffwechselnde Materialien
06:50
as a counterpoise to Victorian technologies,
147
395000
3000
als Gegengewicht zu viktorianischen Technologien
06:53
and building architectures from a bottom-up approach.
148
398000
3000
und entwerfe Architekturen mittels eines Bottom-up-Ansatzes.
06:56
Secondly, these metabolic materials
149
401000
2000
Zweitens haben diese stoffwechselnden Materialien
06:58
have some of the properties of living systems,
150
403000
2000
einige Merkmale von lebenden Systemen,
07:00
which means they can perform in similar ways.
151
405000
3000
was bedeutet, dass diese in ähnlicher Weise agieren können.
07:03
They can expect to have a lot of forms and functions
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408000
3000
Sie werden innerhalb der Anwendung in der Architektur
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within the practice of architecture.
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vermutlich viele verschiedene Formen und Funktionen annehmen.
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And finally, an observer in the future
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Und letztens: Vielleicht wird es
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marveling at a beautiful structure in the environment
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für einen Beobachter in der Zukunft,
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may find it almost impossible to tell
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der eine schöne Struktur in der Umwelt bewundert,
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whether this structure
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unmöglich sein, zu unterscheiden,
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has been created by a natural process
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ob diese durch einen natürlichen oder
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or an artificial one.
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künstlichen Prozess geschaffen wurde.
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Thank you.
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Danke.
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(Applause)
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(Applaus)
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