TEDGlobal 2012
Michael Hansmeyer: Building unimaginable shapes
Michael Hansmeyer: Construind forme neînchipuite
Filmed:
Readability: 4.1
927,090 views
Inspirat de diviziunea celulară, Michael Hansmeyer programează algoritmi care proiectează forme și corpuri cu milioane de fațete, extrem de fascinante. Nimeni nu le-ar putea desena de mână, dar le-am putea construi - și ar putea revoluționa modul în care privim forma arhitecturală.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
As an architect, I often ask myself,
0
470
2449
Ca arhitect, mă întreb adesea
00:18
what is the origin of the forms that we design?
1
2919
2840
care este originea formelor pe care le proiectăm?
00:21
What kind of forms could we design
2
5759
2905
Ce feluri de forme am putea proiecta
00:24
if we wouldn't work with references anymore?
3
8664
2823
dacă n-am mai lucra cu referințe?
00:27
If we had no bias, if we had no preconceptions,
4
11487
3385
Dacă n-am avea stereotipuri sau preconcepții,
00:30
what kind of forms could we design
5
14872
2207
ce fel de forme am putea proiecta
00:32
if we could free ourselves from
6
17079
1600
dacă ne-am putea elibera de
00:34
our experience?
7
18679
2136
experiența noastră?
00:36
If we could free ourselves from our education?
8
20815
4734
Dacă ne-am putea elibera de educația noastră?
00:41
What would these unseen forms look like?
9
25549
3027
Cum ar arăta aceste forme neînchipuite?
00:44
Would they surprise us? Would they intrigue us?
10
28576
3711
Ne-ar surprinde? Ne-ar intriga?
00:48
Would they delight us?
11
32287
2415
Ne-ar încânta?
00:50
If so, then how can we go about creating something that is truly new?
12
34702
3921
Dacă da, atunci cum am porni creația unui lucru cu adevărat nou?
00:54
I propose we look to nature.
13
38623
2392
Propun să ne îndreptăm privirea spre natură.
00:56
Nature has been called the greatest architect of forms.
14
41015
4264
Natura este numită cel mai mare arhitect al formelor.
01:01
And I'm not saying that we should copy nature,
15
45279
3588
Și nu spun că ar trebui să copiem natura,
01:04
I'm not saying we should mimic biology,
16
48867
2380
nu spun că ar trebui să mimăm biologia,
01:07
instead I propose that we can borrow nature's processes.
17
51247
3448
propun în schimb să împrumutăm din procesele naturii.
01:10
We can abstract them and to create something that is new.
18
54695
4454
Le putem abstractiza pentru a crea ceva cu totul nou.
01:15
Nature's main process of creation, morphogenesis,
19
59149
3878
Pricipalul proces de creație al naturii, morfogeneza,
01:18
is the splitting of one cell into two cells.
20
63027
3829
este diviziunea celulei în două celule.
01:22
And these cells can either be identical,
21
66856
2057
Aceste celule pot fi ori identice,
01:24
or they can be distinct from each other
22
68913
2175
ori diferite una de alta
01:26
through asymmetric cell division.
23
71088
2064
prin diviziune celulară asimetrică.
01:29
If we abstract this process, and simplify it as much as possible,
24
73152
3799
Dacă abstractizăm acest proces și-l simplificăm pe cât posibil,
01:32
then we could start with a single sheet of paper,
25
76951
2233
putem începe cu o singură coală de hârtie,
01:35
one surface, and we could make a fold
26
79184
2496
o singură suprafață, și o putem îndoi
01:37
and divide the surface into two surfaces.
27
81680
2936
pentru a împărți suprafața în două suprafețe.
01:40
We're free to choose where we make the fold.
28
84616
2263
Suntem liberi să alegem unde vrem să îndoim.
01:42
And by doing so, we can differentiate the surfaces.
29
86879
4910
Făcând asta, putem diferenția suprafețele.
01:47
Through this very simple process,
30
91789
1894
Prin acest proces foarte simplu,
01:49
we can create an astounding variety of forms.
31
93683
3612
putem crea o gamă uluitoare de forme.
01:53
Now, we can take this form and use the same process
32
97295
2725
Acum, am putea lua această formă și folosi același proces
01:55
to generate three-dimensional structures,
33
100020
1992
pentru a genera structuri tridimensionale,
01:57
but rather than folding things by hand,
34
102012
2408
dar în loc să îndoim lucrurile manual,
02:00
we'll bring the structure into the computer,
35
104420
2585
vom introduce structura într-un calculator
02:02
and code it as an algorithm.
36
107005
2975
și o vom programa drept algoritm.
02:05
And in doing so, we can suddenly fold anything.
37
109980
3008
Făcând asta, putem deodată îndoi orice.
02:08
We can fold a million times faster,
38
112988
2159
Putem îndoi de milioane de ori mai repede,
02:11
we can fold in hundreds and hundreds of variations.
39
115147
3161
putem îndoi în sute și sute de moduri.
02:14
And as we're seeking to make something three-dimensional,
40
118308
2480
Și fiindcă vrem să construim ceva tridimensional,
02:16
we start not with a single surface, but with a volume.
41
120788
3216
nu începem cu o suprafață unică, ci cu un volum.
02:19
A simple volume, the cube.
42
124004
1353
Un volum simplu, cubul.
02:21
If we take its surfaces and fold them
43
125357
1720
Dacă îi luăm suprafața și o îndoim
02:22
again and again and again and again,
44
127077
2056
din nou și din nou și din nou și din nou,
02:25
then after 16 iterations, 16 steps,
45
129133
2863
apoi, după 16 iterații, 16 pași,
02:27
we end up with 400,000 surfaces and a shape that looks,
46
131996
3849
ajungem la 400.000 de suprafețe și o formă care arată,
02:31
for instance, like this.
47
135845
2535
spre exemplu, ca aceasta.
02:34
And if we change where we make the folds,
48
138380
2712
Și dacă schimbăm locul în care îndoim,
02:36
if we change the folding ratio,
49
141092
1641
dacă schimbăm raportul de îndoire,
02:38
then this cube turns into this one.
50
142733
3423
acest cub se va transforma în acesta.
02:42
We can change the folding ratio again to produce this shape,
51
146156
4139
Putem schimba raportul de îndoire pentru a produce această formă
02:46
or this shape.
52
150295
1827
sau aceasta.
02:48
So we exert control over the form
53
152122
1623
Așadar, exercităm control asupra formei
02:49
by specifying the position of where we're making the fold,
54
153745
3504
prin indicarea poziției în care îndoim,
02:53
but essentially you're looking at a folded cube.
55
157249
4706
dar, în esență, vă uitați la un cub pliat.
02:57
And we can play with this.
56
161955
1064
Și putem să ne jucăm cu asta.
02:58
We can apply different folding ratios to different parts
57
163019
2616
Putem aplica diferite raporturi de pliere diferitelor părți
03:01
of the form to create local conditions.
58
165635
2745
ale formei pentru a crea condiții locale.
03:04
We can begin to sculpt the form.
59
168380
1943
Putem începe să sculptăm forma.
03:06
And because we're doing the folding on the computer,
60
170323
2888
Și pentru că plierea se execută pe un computer,
03:09
we are completely free of any physical constraints.
61
173211
3696
suntem complet eliberați de orice constrângeri fizice.
03:12
So that means that surfaces can intersect themselves,
62
176907
2951
Asta înseamnă că suprafețele se pot intersecta,
03:15
they can become impossibly small.
63
179858
1489
pot deveni imposibil de mici.
03:17
We can make folds that we otherwise could not make.
64
181347
3601
Putem face îndoituri pe care nu le-am putea face altfel.
03:20
Surfaces can become porous.
65
184948
1878
Suprafețele pot deveni poroase.
03:22
They can stretch. They can tear.
66
186826
2729
Se pot întinde. Se pot sfâșia.
03:25
And all of this expounds the scope of forms that we can produce.
67
189555
4635
Toate astea depășesc sfera de forme pe care le putem produce.
03:30
But in each case, I didn't design the form.
68
194190
2750
Dar în niciun caz nu am proiectat eu forma.
03:32
I designed the process that generated the form.
69
196940
4601
Am proiectat procesul care a generat forma.
03:37
In general, if we make a small change to the folding ratio,
70
201541
4488
În general, dacă aducem mici modificări raportului de îndoire,
03:41
which is what you're seeing here,
71
206029
1595
așa cum vedeți aici,
03:43
then the form changes correspondingly.
72
207624
3773
forma se va schimba în mod corespunzător.
03:47
But that's only half of the story --
73
211397
2256
Dar asta e numai jumătate din poveste --
03:49
99.9 percent of the folding ratios produce not this,
74
213653
4323
99,9% din raporturile de îndoire nu produc asta,
03:53
but this, the geometric equivalent of noise.
75
217976
4896
ci asta, echivalentul geometric al zgomotului.
03:58
The forms that I showed before were made actually
76
222872
2120
La formele pe care le-am arătat anterior s-a ajuns de fapt
04:00
through very long trial and error.
77
224992
1648
după nesfârșite încercări și greșeli.
04:02
A far more effective way to create forms, I have found,
78
226640
3216
Un mod mult mai eficient de a crea forme, am descoperit,
04:05
is to use information that is already contained in forms.
79
229856
3888
e folosirea informației care există deja în forme.
04:09
A very simple form such as this one actually contains
80
233744
2655
O formă foarte simplă, ca aceasta, conține de fapt
04:12
a lot of information that may not be visible to the human eye.
81
236399
3592
multă informație invizibilă ochiului uman.
04:15
So, for instance, we can plot the length of the edges.
82
239991
2481
De exemplu, putem face graficul lungimilor muchiilor.
04:18
White surfaces have long edges, black ones have short ones.
83
242472
3336
Suprafețele albe au muchii lungi, cele negre le au scurte.
04:21
We can plot the planarity of the surfaces, their curvature,
84
245808
3577
Putem trasa coplanaritatea suprafețelor, curbarea lor,
04:25
how radial they are -- all information that may not be
85
249385
4087
cât de radiale sunt - toată informația care poate că
04:29
instantly visible to you,
86
253472
1947
nu vă e imediat vizibilă,
04:31
but that we can bring out, that we can articulate,
87
255419
2425
dar pe care o putem extrage, articula
04:33
and that we can use to control the folding.
88
257844
3376
și utiliza pentru controlul îndoirii.
04:37
So now I'm not specifying a single
89
261220
1959
Așa că acum nu mai specific niciun raport
04:39
ratio anymore to fold it,
90
263179
2176
de pliere,
04:41
but instead I'm establishing a rule,
91
265355
2552
ci stabilesc o regulă,
04:43
I'm establishing a link between a property of a surface
92
267907
2436
o legătură între o proprietate a unei suprafețe
04:46
and how that surface is folded.
93
270343
2973
și modul în care suprafața e pliată.
04:49
And because I've designed the process and not the form,
94
273316
2951
Și pentru că am proiectat procesul și nu forma,
04:52
I can run the process again and again and again
95
276267
2322
pot rula programul de nenumărate ori
04:54
to produce a whole family of forms.
96
278589
2535
pentru a produce o întreagă familie de forme.
05:09
These forms look elaborate, but the process is a very minimal one.
97
293385
4443
Aceste forme par elaborate, însă procesul e minimal.
05:13
There is a simple input,
98
297828
1129
Există un imput simplu,
05:14
it's always a cube that I start with,
99
298957
1952
mereu încep cu un cub,
05:16
and it's a very simple operation -- it's making a fold,
100
300909
3576
și există o operație simplă - plierea,
05:20
and doing this over and over again.
101
304485
3952
proces pe care îl repet continuu.
05:24
So let's bring this process to architecture.
102
308437
2280
Să aducem acest proces în arhitectură.
05:26
How? And at what scale?
103
310717
1600
Cum? Și la ce scară?
05:28
I chose to design a column.
104
312317
1728
M-am gândit să proiectez o coloană.
05:29
Columns are architectural archetypes.
105
314045
3376
Coloanele sunt arhetipuri arhitecturale.
05:33
They've been used throughout history to express ideals
106
317421
3067
Au fost folosite de-a lungul istoriei pentru a exprima idealuri
05:36
about beauty, about technology.
107
320488
5075
despre frumusețe, despre tehnologie.
05:41
A challenge to me was how we could express
108
325563
1922
Un deziderat pentru mine era cum putem exprima
05:43
this new algorithmic order in a column.
109
327485
3296
această nouă ordine algoritmică într-o coloană.
05:46
I started using four cylinders.
110
330781
2984
Am început cu patru cilindri.
05:49
Through a lot of experimentation, these cylinders
111
333765
3776
După multe experimente, acești cilindri
05:53
eventually evolved into this.
112
337541
3135
au evoluat în asta.
05:56
And these columns, they have information at very many scales.
113
340676
4616
Aceste coloane au informație la foarte multe niveluri.
06:01
We can begin to zoom into them.
114
345292
2518
Putem începe să le mărim.
06:03
The closer one gets, the more new features one discovers.
115
347810
3555
Cu cât de apropiem, cu atât descoperim noi detalii.
06:07
Some formations are almost at the threshold of human visibility.
116
351365
3672
Unele formațiuni sunt la limita percepției vizuale umane.
06:10
And unlike traditional architecture,
117
355037
1952
Spre deosebire de arhitectura tradițională,
06:12
it's a single process that creates both the overall form
118
356989
2784
un proces unic creează și forma în ansamblu,
06:15
and the microscopic surface detail.
119
359773
5345
și detaliul microscopic al suprafeței.
06:21
These forms are undrawable.
120
365118
2691
Aceste forme nu se pot desena.
06:23
An architect who's drawing them with a pen and a paper
121
367809
3376
Dacă un arhitect le-ar desena cu creionul pe hârtie
06:27
would probably take months,
122
371185
1792
i-ar lua probabil câteva luni,
06:28
or it would take even a year to draw all the sections,
123
372977
2384
poate chiar un an, să deseneze toate aceste secțiuni
06:31
all of the elevations, you can only create something like this
124
375361
2304
și elevații. Poți crea ceva asemănător
06:33
through an algorithm.
125
377665
2136
numai printr-un algoritm.
06:35
The more interesting question, perhaps, is,
126
379801
2032
Întrebarea cea mai interesantă, probabil,
06:37
are these forms imaginable?
127
381833
2629
e dacă aceste forme sunt imaginabile.
06:40
Usually, an architect can somehow envision the end state
128
384462
2635
De obicei, un arhitect poate vizualiza mental starea finală
06:42
of what he is designing.
129
387097
1864
a ceea ce proiectează.
06:44
In this case, the process is deterministic.
130
388961
2825
În cazul de față, procesul este determinist.
06:47
There's no randomness involved at all,
131
391786
2359
Nu există elemente aleatorii,
06:50
but it's not entirely predictable.
132
394145
2007
însă nu este cu totul predictibil.
06:52
There's too many surfaces,
133
396152
1576
Sunt prea multe suprafețe,
06:53
there's too much detail, one can't see the end state.
134
397728
3610
prea mult detaliu ca să poată fi prevăzută starea finală.
06:57
So this leads to a new role for the architect.
135
401338
3214
Așadar, asta conduce la un nou rol pentru arhitect.
07:00
One needs a new method to explore all of the possibilities
136
404552
3611
Avem nevoie de o metodă nouă de a explora toate posibilitățile
07:04
that are out there.
137
408163
1776
care există.
07:05
For one thing, one can design many variants of a form,
138
409939
3232
Se pot proiecta multiple variante ale unei forme,
07:09
in parallel, and one can cultivate them.
139
413171
2214
în paralel, și se pot cultiva.
07:11
And to go back to the analogy with nature,
140
415385
2248
Revenind la analogia cu natura,
07:13
one can begin to think in terms of populations,
141
417633
2496
putem începe să gândim în termeni de populații,
07:16
one can talk about permutations, about generations,
142
420129
3528
putem vorbi despre permutări, generări,
07:19
about crossing and breeding to come up with a design.
143
423657
4863
încrucișări și hibridizări pentru a ajunge la un design.
07:24
And the architect is really, he moves into the position
144
428520
2385
Arhitectul ajunge în poziția
07:26
of being an orchestrator of all of these processes.
145
430905
3432
de orchestrator al tuturor acestor procese.
07:30
But enough of the theory.
146
434337
2344
De ajuns cu teoria.
07:32
At one point I simply wanted to jump inside
147
436681
2527
La un moment dat am vrut să ajung în interiorul
07:35
this image, so to say, I bought these red and blue
148
439208
3829
acestei imagini, să spunem. Mi-am cumpărat ochelari 3D
07:38
3D glasses, got up very close to the screen,
149
443037
2936
roșu cu albastru, m-am apropiat mult de ecran,
07:41
but still that wasn't the same as being able to
150
445973
2072
însă nu era chiar la fel cu a putea
07:43
walk around and touch things.
151
448045
2352
să te plimbi și să atingi lucruri.
07:46
So there was only one possibility --
152
450397
1903
Prin urmare, exista o singură posibilitate -
07:48
to bring the column out of the computer.
153
452300
3097
să scot coloana din computer.
07:51
There's been a lot of talk now about 3D printing.
154
455397
2920
S-a vorbit destul de mult despre tipărirea 3D.
07:54
For me, or for my purpose at this moment,
155
458317
2959
Pentru mine și pentru scopul meu din acest moment,
07:57
there's still too much of an unfavorable tradeoff
156
461276
3082
compromisul e încă foarte nefavorabil
08:00
between scale, on the one hand, and resolution and speed, on the other.
157
464358
6783
între scară, pe de-o parte, rezoluție și viteză, pe de alta.
08:07
So instead, we decided to take the column,
158
471141
2257
În schimb am decis să luăm coloana,
08:09
and we decided to build it as a layered model,
159
473398
2439
s-o construim ca model pe niveluri,
08:11
made out of very many slices, thinly stacked over each other.
160
475837
4128
dintr-o stivă de foarte multe straturi subțiri.
08:15
What you're looking at here is an X-ray
161
479965
1897
Aici vedeți o radiografie
08:17
of the column that you just saw, viewed from the top.
162
481862
2775
a coloanei pe care tocmai ați văzut-o, de sus.
08:20
Unbeknownst to me at the time,
163
484637
2000
Spre mirarea mea la acel moment,
08:22
because we had only seen the outside,
164
486637
2376
pentru că putem vedea numai exteriorul,
08:24
the surfaces were continuing to fold themselves,
165
489013
2160
suprafețele continuau să se plieze,
08:27
to grow on the inside of the column,
166
491173
2264
să crească în interiorul coloanei.
08:29
which was quite a surprising discovery.
167
493437
2546
Descoperirea a fost surprinzătoare.
08:31
From this shape, we calculated a cutting line,
168
495983
3614
Din forma aceasta am calculat o linie de tăiere
08:35
and then we gave this cutting line to a laser cutter
169
499597
3024
și am furnizat-o unui dispozitiv de tăiere cu laser
08:38
to produce -- and you're seeing a segment of it here --
170
502621
3814
pentru a produce - vedeți aici un segment -
08:42
very many thin slices, individually cut, on top of each other.
171
506435
4891
multe segmente subțiri, tăiate individual, una peste alta.
08:49
And this is a photo now, it's not a rendering,
172
513480
2813
Aceasta este o fotografie, nu o randare,
08:52
and the column that we ended up with
173
516293
1800
iar coloana la care am ajuns
08:53
after a lot of work, ended up looking remarkably like the one
174
518093
3047
după multă muncă, arăta remarcabil de similar
08:57
that we had designed in the computer.
175
521140
3710
celei proiectate cu ajutorul computerului.
09:00
Almost all of the details, almost all of the
176
524850
2121
Aproape toate detaliile, toată
09:02
surface intricacies were preserved.
177
526971
3040
complexitatea suprafețelor au fost conservate.
09:08
But it was very labor intensive.
178
532626
2346
Dar a fost nevoie de foarte multă muncă.
09:10
There's a huge disconnect at the moment still
179
534972
2401
Actualmente există o distanță semnificativă între
09:13
between the virtual and the physical.
180
537373
2760
virtual și fizic.
09:16
It took me several months to design the column,
181
540133
2126
Mi-a luat câteva luni să proiectez coloana.
09:18
but ultimately it takes the computer about 30 seconds
182
542259
2718
Un computer are nevoie de 30 de secunde
09:20
to calculate all of the 16 million faces.
183
544977
2848
pentru a calcula toate cele 16 milioane de fețe.
09:23
The physical model, on the other hand,
184
547825
1961
Modelul fizic, pe de altă parte,
09:25
is 2,700 layers, one millimeter thick,
185
549786
4208
are 2.700 de straturi groase de 1 mm,
09:29
it weighs 700 kilos, it's made of sheet that can cover
186
553994
4147
cântărește 700 kg, e făcută din hârtie care
09:34
this entire auditorium.
187
558141
2138
poate acoperi întregul auditoriu.
09:36
And the cutting path that the laser followed
188
560279
2088
Iar linia de tăiere urmărită de laser
09:38
goes from here to the airport and back again.
189
562367
5117
ajunge de aici la aeroport și înapoi.
09:43
But it is increasingly possible.
190
567484
1749
E din ce în ce mai posibil.
09:45
Machines are getting faster, it's getting less expensive,
191
569233
2611
Mașinile devin din ce în ce mai rapide și mai ieftine.
09:47
and there's some promising technological developments
192
571844
2760
Există progrese tehnice promițătoare
09:50
just on the horizon.
193
574604
1783
la orizont.
09:52
These are images from the Gwangju Biennale.
194
576387
3072
Acestea sunt imagini de la Bienala Gwangju.
09:55
And in this case, I used ABS plastic to produce the columns,
195
579459
3524
În acest caz, am folosit plastic pentru a produce coloanele,
09:58
we used the bigger, faster machine,
196
582983
1854
am folosit mașini mai mari și mai rapide.
10:00
and they have a steel core inside, so they're structural,
197
584837
3057
Au un nucleu de oțel, așa că sunt solide,
10:03
they can bear loads for once.
198
587894
2976
pot susține greutăți foarte mari.
10:06
Each column is effectively a hybrid of two columns.
199
590870
2015
Fiecare coloană este un hibrid al altor două.
10:08
You can see a different column in the mirror,
200
592885
3409
Puteți vedea o coloană diferită în oglindă,
10:12
if there's a mirror behind the column
201
596294
2050
dacă îi puneți o oglindă în spate,
10:14
that creates a sort of an optical illusion.
202
598344
3072
iar aceasta creează un fel de iluzie optică.
10:17
So where does this leave us?
203
601431
1831
Spre ce ne conduce asta?
10:19
I think this project gives us a glimpse of the unseen objects that await us
204
603262
4468
Cred că acest proiect ne oferă o idee despre obiectele nemaivăzute care ne așteaptă
10:23
if we as architects begin to think about designing not the object,
205
607730
3883
dacă noi, arhitecții, începem să proiectăm nu obiectul,
10:27
but a process to generate objects.
206
611613
3393
ci un proces care generează obiecte.
10:30
I've shown one simple process that was inspired by nature;
207
615006
3273
Am arătat un proces simplu inspirat de natură;
10:34
there's countless other ones.
208
618279
2848
există nenumărate altele.
10:37
In short, we have no constraints.
209
621127
3447
Pe scurt, nu avem constrângeri.
10:40
Instead, we have processes in our hands right now
210
624574
3570
În schimb, avem în mâinile noastre procese
10:44
that allow us to create structures at all scales
211
628144
4581
care ne permit să creăm structuri la orice scară,
10:48
that we couldn't even have dreamt up.
212
632725
3032
structuri la care nu ne-am fi gândit.
10:51
And, if I may add, at one point we will build them.
213
635757
4819
Permiteți-mi să adaug, la un moment dat le vom construi.
10:56
Thank you. (Applause)
214
640576
6623
Vă mulțumesc!
(Aplauze)
(Aplauze)
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