TEDGlobal 2012
Michael Hansmeyer: Building unimaginable shapes
Michael Hansmeyer: La construcción de formas inimaginables
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Inspirado por la división celular, Michael Hansmeyer escribe algoritmos que diseñan formas y figuras con millones de facetas extremadamente fascinantes. Ninguna persona podría delinearlas a mano, pero son construibles, y podrían revolucionar la manera en la que concebimos la forma arquitectónica.
Michael Hansmeyer - Computational architect
Michael Hansmeyer is an architect and programmer who explores the use of algorithms and computation to generate architectural form. Full bio
Michael Hansmeyer is an architect and programmer who explores the use of algorithms and computation to generate architectural form. Full bio
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00:16
As an architect, I often ask myself,
0
470
2449
Como arquitecto, a menudo me pregunto,
00:18
what is the origin of the forms that we design?
1
2919
2840
¿cuál es el origen de las formas que diseñamos?
00:21
What kind of forms could we design
2
5759
2905
¿Qué tipo de formas podríamos diseñar
00:24
if we wouldn't work with references anymore?
3
8664
2823
si dejáramos de trabajar con referencias?
00:27
If we had no bias, if we had no preconceptions,
4
11487
3385
Si no tuviéramos preferencias ni ideas preconcebidas,
00:30
what kind of forms could we design
5
14872
2207
¿qué tipo de formas podríamos diseñar
00:32
if we could free ourselves from
6
17079
1600
si pudiésemos dejar a un lado
00:34
our experience?
7
18679
2136
nuestra experiencia,
00:36
If we could free ourselves from our education?
8
20815
4734
si pudiésemos liberarnos de nuestra educación?
00:41
What would these unseen forms look like?
9
25549
3027
¿Qué aspecto tendrían estas formas nunca vistas?
00:44
Would they surprise us? Would they intrigue us?
10
28576
3711
¿Nos sorprenderían? ¿Nos fascinarían?
00:48
Would they delight us?
11
32287
2415
¿Nos deleitarían?
00:50
If so, then how can we go about creating something that is truly new?
12
34702
3921
En ese caso, ¿cómo podemos abordar la creación de algo que es realmente nuevo?
00:54
I propose we look to nature.
13
38623
2392
Propongo que nos fijemos en la naturaleza.
00:56
Nature has been called the greatest architect of forms.
14
41015
4264
A la naturaleza se le denomina la mejor arquitecta de formas.
01:01
And I'm not saying that we should copy nature,
15
45279
3588
No estoy diciendo que debamos copiarla
01:04
I'm not saying we should mimic biology,
16
48867
2380
o imitar a la biología,
01:07
instead I propose that we can borrow nature's processes.
17
51247
3448
sino que adoptemos los procesos de la naturaleza.
01:10
We can abstract them and to create something that is new.
18
54695
4454
Podemos abstraerlos y crear algo nuevo.
01:15
Nature's main process of creation, morphogenesis,
19
59149
3878
El principal proceso de creación en la naturaleza, la morfogénesis,
01:18
is the splitting of one cell into two cells.
20
63027
3829
divide una célula en dos células.
01:22
And these cells can either be identical,
21
66856
2057
Y estas células pueden ser idénticas,
01:24
or they can be distinct from each other
22
68913
2175
o diferentes entre sí
01:26
through asymmetric cell division.
23
71088
2064
a través de la división celular asimétrica.
01:29
If we abstract this process, and simplify it as much as possible,
24
73152
3799
Abstrayendo este proceso y simplificándolo todo lo posible,
01:32
then we could start with a single sheet of paper,
25
76951
2233
podríamos empezar con una sola hoja de papel,
01:35
one surface, and we could make a fold
26
79184
2496
una única superficie, y podríamos doblarla
01:37
and divide the surface into two surfaces.
27
81680
2936
dividiendo la superficie en dos superficies.
01:40
We're free to choose where we make the fold.
28
84616
2263
Podemos doblarla por donde queramos.
01:42
And by doing so, we can differentiate the surfaces.
29
86879
4910
Y de esta forma, podemos distinguir las superficies.
01:47
Through this very simple process,
30
91789
1894
A través de este simplísimo proceso,
01:49
we can create an astounding variety of forms.
31
93683
3612
podemos crear una increíble variedad de formas.
01:53
Now, we can take this form and use the same process
32
97295
2725
Bien, podemos tomar esta forma y usar el mismo proceso
01:55
to generate three-dimensional structures,
33
100020
1992
para generar estructuras en 3D,
01:57
but rather than folding things by hand,
34
102012
2408
pero en vez de doblarlas a mano,
02:00
we'll bring the structure into the computer,
35
104420
2585
trasladaremos la estructura a un computador,
02:02
and code it as an algorithm.
36
107005
2975
y la codificaremos en un algoritmo.
02:05
And in doing so, we can suddenly fold anything.
37
109980
3008
Y haciéndolo, podemos doblar cualquier cosa.
02:08
We can fold a million times faster,
38
112988
2159
Podemos hacerlo un millón de veces más rápido,
02:11
we can fold in hundreds and hundreds of variations.
39
115147
3161
y emplear cientos y cientos de variantes.
02:14
And as we're seeking to make something three-dimensional,
40
118308
2480
Y puesto que buscamos crear algo en 3D,
02:16
we start not with a single surface, but with a volume.
41
120788
3216
no empezaremos con una única superficie, sino con un sólido.
02:19
A simple volume, the cube.
42
124004
1353
Uno sencillo, el cubo.
02:21
If we take its surfaces and fold them
43
125357
1720
Si tomamos sus superficies y las doblamos
02:22
again and again and again and again,
44
127077
2056
una y otra y otra vez,
02:25
then after 16 iterations, 16 steps,
45
129133
2863
después de 16 iteraciones, 16 pasos,
02:27
we end up with 400,000 surfaces and a shape that looks,
46
131996
3849
obtendremos 400 000 superficies y una figura con,
02:31
for instance, like this.
47
135845
2535
por ejemplo, este aspecto.
02:34
And if we change where we make the folds,
48
138380
2712
Y si lo doblamos por otro sitio,
02:36
if we change the folding ratio,
49
141092
1641
si cambiamos la proporción de los pliegues,
02:38
then this cube turns into this one.
50
142733
3423
entonces este cubo se convierte en este otro.
02:42
We can change the folding ratio again to produce this shape,
51
146156
4139
Podemos cambiar la proporción de nuevo y obtener esta figura,
02:46
or this shape.
52
150295
1827
o esta otra.
02:48
So we exert control over the form
53
152122
1623
Ejercemos control sobre la forma
02:49
by specifying the position of where we're making the fold,
54
153745
3504
al especificar el punto donde lo doblamos,
02:53
but essentially you're looking at a folded cube.
55
157249
4706
pero básicamente lo que ven es un cubo plegado.
02:57
And we can play with this.
56
161955
1064
Y podemos jugar con esto.
02:58
We can apply different folding ratios to different parts
57
163019
2616
Podemos aplicar diferentes proporciones a diferentes partes
03:01
of the form to create local conditions.
58
165635
2745
de la forma para crear condiciones específicas.
03:04
We can begin to sculpt the form.
59
168380
1943
Podemos empezar a esculpir la forma.
03:06
And because we're doing the folding on the computer,
60
170323
2888
Y puesto que hacemos los pliegues en el ordenador,
03:09
we are completely free of any physical constraints.
61
173211
3696
no tenemos absolutamente ningún límite físico.
03:12
So that means that surfaces can intersect themselves,
62
176907
2951
Lo que significa que las superficies pueden entrecruzarse,
03:15
they can become impossibly small.
63
179858
1489
y llegar a ser increíblemente pequeñas.
03:17
We can make folds that we otherwise could not make.
64
181347
3601
Podemos hacer pliegues que de otra forma no podríamos.
03:20
Surfaces can become porous.
65
184948
1878
Las superficies pueden hacerse porosas.
03:22
They can stretch. They can tear.
66
186826
2729
Pueden estirarse. Pueden rasgarse.
03:25
And all of this expounds the scope of forms that we can produce.
67
189555
4635
Y todo esto explica la variedad de formas que podemos producir.
03:30
But in each case, I didn't design the form.
68
194190
2750
Pero en ninguno de estos casos diseñé la forma.
03:32
I designed the process that generated the form.
69
196940
4601
Diseñé el proceso que generaba la forma.
03:37
In general, if we make a small change to the folding ratio,
70
201541
4488
En general, si realizamos un pequeño cambio en la proporción de los pliegues,
03:41
which is what you're seeing here,
71
206029
1595
que es lo que están viendo,
03:43
then the form changes correspondingly.
72
207624
3773
la forma cambia en consecuencia.
03:47
But that's only half of the story --
73
211397
2256
Pero eso es solo una parte de la historia,
03:49
99.9 percent of the folding ratios produce not this,
74
213653
4323
el 99,9 % de las proporciones no producen esto,
03:53
but this, the geometric equivalent of noise.
75
217976
4896
sino esto, el equivalente geométrico del ruido.
03:58
The forms that I showed before were made actually
76
222872
2120
Las formas que mostré antes se lograron
04:00
through very long trial and error.
77
224992
1648
a través de un largo proceso de ensayo y error.
04:02
A far more effective way to create forms, I have found,
78
226640
3216
Una manera mucho más efectiva de crear formas que he encontrado
04:05
is to use information that is already contained in forms.
79
229856
3888
es usar la información ya contenida en las formas.
04:09
A very simple form such as this one actually contains
80
233744
2655
Una forma muy sencilla como ésta contiene
04:12
a lot of information that may not be visible to the human eye.
81
236399
3592
mucha información que puede ser invisible al ojo humano.
04:15
So, for instance, we can plot the length of the edges.
82
239991
2481
Por ejemplo, podemos determinar la longitud de los bordes.
04:18
White surfaces have long edges, black ones have short ones.
83
242472
3336
Las superficies blancas tienen bordes largos, las negras, cortos.
04:21
We can plot the planarity of the surfaces, their curvature,
84
245808
3577
Podemos determinar la planitud de las superficies, su curvatura,
04:25
how radial they are -- all information that may not be
85
249385
4087
lo radiales que son; toda la información que quizás
04:29
instantly visible to you,
86
253472
1947
no sea visible de inmediato,
04:31
but that we can bring out, that we can articulate,
87
255419
2425
pero que podemos extraer, definir
04:33
and that we can use to control the folding.
88
257844
3376
y usar para controlar los pliegues.
04:37
So now I'm not specifying a single
89
261220
1959
Así que ahora no especifico una única
04:39
ratio anymore to fold it,
90
263179
2176
proporción para doblarla,
04:41
but instead I'm establishing a rule,
91
265355
2552
sino que establezco una regla,
04:43
I'm establishing a link between a property of a surface
92
267907
2436
un enlace entre una propiedad de una superficie
04:46
and how that surface is folded.
93
270343
2973
y cómo ésta se dobla.
04:49
And because I've designed the process and not the form,
94
273316
2951
Y puesto que he diseñado el proceso y no la forma,
04:52
I can run the process again and again and again
95
276267
2322
puedo ejecutar el proceso una y otra vez
04:54
to produce a whole family of forms.
96
278589
2535
para producir toda una familia de formas.
05:09
These forms look elaborate, but the process is a very minimal one.
97
293385
4443
Estas formas parecen elaboradas, pero el proceso es muy simple.
05:13
There is a simple input,
98
297828
1129
Se hace un simple ingreso de datos,
05:14
it's always a cube that I start with,
99
298957
1952
siempre empiezo con un cubo,
05:16
and it's a very simple operation -- it's making a fold,
100
300909
3576
y es una operación muy simple: hacer un pliegue,
05:20
and doing this over and over again.
101
304485
3952
y hacerlo una y otra vez.
05:24
So let's bring this process to architecture.
102
308437
2280
Llevemos este proceso a la arquitectura.
05:26
How? And at what scale?
103
310717
1600
¿Cómo? ¿Y a qué escala?
05:28
I chose to design a column.
104
312317
1728
Elegí diseñar una columna.
05:29
Columns are architectural archetypes.
105
314045
3376
Las columnas son arquetipos arquitectónicos.
05:33
They've been used throughout history to express ideals
106
317421
3067
Se han usado a lo largo de la historia para expresar ideales
05:36
about beauty, about technology.
107
320488
5075
de belleza y de tecnología.
05:41
A challenge to me was how we could express
108
325563
1922
Todo un reto para mí era cómo podríamos expresar
05:43
this new algorithmic order in a column.
109
327485
3296
este nuevo orden algorítmico en una columna.
05:46
I started using four cylinders.
110
330781
2984
Empecé usando 4 cilindros.
05:49
Through a lot of experimentation, these cylinders
111
333765
3776
Después de mucha experimentación, estos cilindros
05:53
eventually evolved into this.
112
337541
3135
acabaron evolucionando así.
05:56
And these columns, they have information at very many scales.
113
340676
4616
Estas columnas contienen información a muchísimas escalas.
06:01
We can begin to zoom into them.
114
345292
2518
Podemos empezar a acercarnos a ellas.
06:03
The closer one gets, the more new features one discovers.
115
347810
3555
Cuanto más nos acercamos, más detalles nuevos descubrimos.
06:07
Some formations are almost at the threshold of human visibility.
116
351365
3672
Algunas formaciones se hallan en el límite de la visibilidad humana.
06:10
And unlike traditional architecture,
117
355037
1952
Y al contrario que la arquitectura tradicional,
06:12
it's a single process that creates both the overall form
118
356989
2784
es un único proceso el que crea tanto la forma global
06:15
and the microscopic surface detail.
119
359773
5345
como el detalle microscópico de la superficie.
06:21
These forms are undrawable.
120
365118
2691
Estas formas son imposibles de dibujar.
06:23
An architect who's drawing them with a pen and a paper
121
367809
3376
Un arquitecto que las dibujara en papel y lápiz
06:27
would probably take months,
122
371185
1792
tardaría meses probablemente,
06:28
or it would take even a year to draw all the sections,
123
372977
2384
o incluso un año si dibujara todas las secciones,
06:31
all of the elevations, you can only create something like this
124
375361
2304
todas las elevaciones; solo se puede crear algo así
06:33
through an algorithm.
125
377665
2136
a través de un algoritmo.
06:35
The more interesting question, perhaps, is,
126
379801
2032
Quizás una pregunta más interesante sería:
06:37
are these forms imaginable?
127
381833
2629
¿Son imaginables estas formas?
06:40
Usually, an architect can somehow envision the end state
128
384462
2635
Generalmente, un arquitecto puede visualizar el resultado final
06:42
of what he is designing.
129
387097
1864
de lo que está diseñando.
06:44
In this case, the process is deterministic.
130
388961
2825
En este caso, el proceso es determinista.
06:47
There's no randomness involved at all,
131
391786
2359
No existe aleatoriedad alguna,
06:50
but it's not entirely predictable.
132
394145
2007
pero no es completamente predecible.
06:52
There's too many surfaces,
133
396152
1576
Hay tantas superficies
06:53
there's too much detail, one can't see the end state.
134
397728
3610
y tantos detalles, que no podemos ver el resultado final.
06:57
So this leads to a new role for the architect.
135
401338
3214
Esto nos lleva a un nuevo rol del arquitecto.
07:00
One needs a new method to explore all of the possibilities
136
404552
3611
Necesitamos un nuevo método para explorar todas las posibilidades
07:04
that are out there.
137
408163
1776
que existen.
07:05
For one thing, one can design many variants of a form,
138
409939
3232
En primer lugar, podemos diseñar gran variedad de formas,
07:09
in parallel, and one can cultivate them.
139
413171
2214
en paralelo, y podemos ir desarrollándolas.
07:11
And to go back to the analogy with nature,
140
415385
2248
Y volviendo a la analogía con la naturaleza,
07:13
one can begin to think in terms of populations,
141
417633
2496
podemos empezar a pensar en términos de poblaciones,
07:16
one can talk about permutations, about generations,
142
420129
3528
podemos hablar de permutaciones, de generaciones,
07:19
about crossing and breeding to come up with a design.
143
423657
4863
de cruzamientos y reproducciones para lograr un diseño.
07:24
And the architect is really, he moves into the position
144
428520
2385
Y el arquitecto pasa a ser
07:26
of being an orchestrator of all of these processes.
145
430905
3432
el orquestador de todos estos procesos.
07:30
But enough of the theory.
146
434337
2344
Pero basta de teoría.
07:32
At one point I simply wanted to jump inside
147
436681
2527
En un momento dado, simplemente quería saltar dentro
07:35
this image, so to say, I bought these red and blue
148
439208
3829
de la imagen, por así decirlo; compré estas gafas 3D
07:38
3D glasses, got up very close to the screen,
149
443037
2936
rojas y azules, me acerqué bastante a la pantalla,
07:41
but still that wasn't the same as being able to
150
445973
2072
pero seguía sin ser lo mismo que poder
07:43
walk around and touch things.
151
448045
2352
andar por ahí y tocar cosas.
07:46
So there was only one possibility --
152
450397
1903
Así pues, sólo había una posibilidad:
07:48
to bring the column out of the computer.
153
452300
3097
sacar la columna del computador.
07:51
There's been a lot of talk now about 3D printing.
154
455397
2920
Se ha hablado mucho ahora de la impresión en 3D.
07:54
For me, or for my purpose at this moment,
155
458317
2959
Para mí, o para mi propósito en este momento,
07:57
there's still too much of an unfavorable tradeoff
156
461276
3082
no compensa todavía elegir
08:00
between scale, on the one hand, and resolution and speed, on the other.
157
464358
6783
entre escala, por un lado, y resolución y velocidad por el otro.
08:07
So instead, we decided to take the column,
158
471141
2257
En su lugar, decidimos tomar la columna
08:09
and we decided to build it as a layered model,
159
473398
2439
y construirla como un modelo con capas,
08:11
made out of very many slices, thinly stacked over each other.
160
475837
4128
compuesto de una gran cantidad de finas láminas, apiladas unas sobre otras.
08:15
What you're looking at here is an X-ray
161
479965
1897
Lo que están viendo aquí es una radiografía
08:17
of the column that you just saw, viewed from the top.
162
481862
2775
de la columna que acaban de ver, vista desde arriba.
08:20
Unbeknownst to me at the time,
163
484637
2000
Por entonces ignoraba,
08:22
because we had only seen the outside,
164
486637
2376
puesto que sólo habíamos visto el exterior,
08:24
the surfaces were continuing to fold themselves,
165
489013
2160
que las superficies continuaban doblándose,
08:27
to grow on the inside of the column,
166
491173
2264
creciendo dentro de la columna,
08:29
which was quite a surprising discovery.
167
493437
2546
lo cual fue un descubrimiento sorprendente.
08:31
From this shape, we calculated a cutting line,
168
495983
3614
Partiendo de esta forma, calculamos una línea de corte,
08:35
and then we gave this cutting line to a laser cutter
169
499597
3024
y la enviamos a una cortadora láser
08:38
to produce -- and you're seeing a segment of it here --
170
502621
3814
para producir ─y aquí pueden ver un segmento─
08:42
very many thin slices, individually cut, on top of each other.
171
506435
4891
numerosas finas láminas, cortadas individualmente, una encima de otra.
08:49
And this is a photo now, it's not a rendering,
172
513480
2813
Y esto ahora es una foto, no una renderización,
08:52
and the column that we ended up with
173
516293
1800
y después de mucho trabajo, la columna resultante
08:53
after a lot of work, ended up looking remarkably like the one
174
518093
3047
gozaba de un sorprendente parecido a la que
08:57
that we had designed in the computer.
175
521140
3710
habíamos diseñado con el computador.
09:00
Almost all of the details, almost all of the
176
524850
2121
Casi todos los detalles
09:02
surface intricacies were preserved.
177
526971
3040
y complejidades de las superficies se preservaban.
09:08
But it was very labor intensive.
178
532626
2346
Pero requería mucha mano de obra.
09:10
There's a huge disconnect at the moment still
179
534972
2401
Existe hoy en día todavía una gran divergencia
09:13
between the virtual and the physical.
180
537373
2760
entre lo virtual y lo material.
09:16
It took me several months to design the column,
181
540133
2126
Me llevó varios meses diseñar la columna,
09:18
but ultimately it takes the computer about 30 seconds
182
542259
2718
pero el computador tarda alrededor de 30 segundos
09:20
to calculate all of the 16 million faces.
183
544977
2848
en calcular las 16 millones de caras.
09:23
The physical model, on the other hand,
184
547825
1961
El modelo físico, por otro lado,
09:25
is 2,700 layers, one millimeter thick,
185
549786
4208
tiene 2700 capas de un milímetro de grosor,
09:29
it weighs 700 kilos, it's made of sheet that can cover
186
553994
4147
pesa 700 kilos, está hecho de láminas de metal que podrían cubrir
09:34
this entire auditorium.
187
558141
2138
todo este auditorio.
09:36
And the cutting path that the laser followed
188
560279
2088
Y el trayecto recorrido por el láser al cortar
09:38
goes from here to the airport and back again.
189
562367
5117
va de aquí al aeropuerto y viceversa.
09:43
But it is increasingly possible.
190
567484
1749
Pero cada vez resulta más viable.
09:45
Machines are getting faster, it's getting less expensive,
191
569233
2611
Las máquinas son cada vez más rápidas, es cada vez menos caro,
09:47
and there's some promising technological developments
192
571844
2760
y vislumbramos algunos avances tecnológicos prometedores
09:50
just on the horizon.
193
574604
1783
en el horizonte.
09:52
These are images from the Gwangju Biennale.
194
576387
3072
Estas imágenes son del Gwangju Biennale.
09:55
And in this case, I used ABS plastic to produce the columns,
195
579459
3524
En este caso, usé plástico ABS para construir las columnas,
09:58
we used the bigger, faster machine,
196
582983
1854
usamos una máquina más grande y rápida,
10:00
and they have a steel core inside, so they're structural,
197
584837
3057
y tienen un núcleo de acero dentro, así que son estructurales,
10:03
they can bear loads for once.
198
587894
2976
y ahora pueden soportar peso.
10:06
Each column is effectively a hybrid of two columns.
199
590870
2015
Cada columna es realmente un híbrido de 2 columnas.
10:08
You can see a different column in the mirror,
200
592885
3409
Pueden ver una columna diferente en el espejo,
10:12
if there's a mirror behind the column
201
596294
2050
si hay un espejo detrás de la columna,
10:14
that creates a sort of an optical illusion.
202
598344
3072
lo que crea una especie de ilusión óptica.
10:17
So where does this leave us?
203
601431
1831
¿A dónde nos lleva esto?
10:19
I think this project gives us a glimpse of the unseen objects that await us
204
603262
4468
Creo que este proyecto ofrece una visión de los objetos nunca vistos que están por llegar
10:23
if we as architects begin to think about designing not the object,
205
607730
3883
si, como arquitectos, empezamos a pensar en no diseñar el objeto,
10:27
but a process to generate objects.
206
611613
3393
sino en un proceso para generar objetos.
10:30
I've shown one simple process that was inspired by nature;
207
615006
3273
He mostrado un simple proceso inspirado en la naturaleza;
10:34
there's countless other ones.
208
618279
2848
hay innumerables.
10:37
In short, we have no constraints.
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621127
3447
En resumen, no tenemos límites.
10:40
Instead, we have processes in our hands right now
210
624574
3570
En cambio, tenemos procesos en nuestro poder ahora mismo
10:44
that allow us to create structures at all scales
211
628144
4581
que nos permiten crear estructuras a todas las escalas
10:48
that we couldn't even have dreamt up.
212
632725
3032
que ni siquiera podríamos haber imaginado.
10:51
And, if I may add, at one point we will build them.
213
635757
4819
Y que, si me permiten añadir, algún día construiremos.
10:56
Thank you. (Applause)
214
640576
6623
Gracias. (Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Michael Hansmeyer - Computational architectMichael Hansmeyer is an architect and programmer who explores the use of algorithms and computation to generate architectural form.
Why you should listen
Classical architecture is defined by "orders" -- ways to connect a column to a building, to articulate the joining of materials and structural forces. Colloquially, these orders are based on elemental forms: the tree trunk, the plank, the scroll, the leaf. Michael Hansmeyer is adding a new elemental form: the subdivision algorithm. He turns his math and programming skills to making ornate, organic, hyperdetailed columns generated from lines of code and then comped up in cross-sections of cardboard, almost as if they're being 3D printed.
His recent work with cupolas and domes is even more mesmerizing, like looking deep inside an organic form of near-unbearable complexity. See images at digital-grotesque.com >>
Michael Hansmeyer | Speaker | TED.com