数字化设计与未来城市转型

2020-10-29

线上

摘要:

帕特里克·舒马赫是参数化主义建筑先锋人物。2008年,他创造了“参数化”一词,并出版了一系列促进参数化研究的书籍,将其确认为21世纪的时代风格。其当前丰富的设计类目涵盖了从总体规划、景观、建筑、室内陈列到产品等全部尺度,运用新时代的社会与技术条件推动建筑学范畴不断突破传统边界。

在本次讲座中,舒马赫以组织社会进程的方式谈论了建筑空间,以及谈到建筑是如何参与虚拟空间的设计,让建筑师们能继续目前的工作并进行更深入的研究。

本文由Archiworld整理,部分内容略作调整。图片除特殊备注外,均来自主讲人。

活动回顾

Patrick Schumacher(帕特里克·舒马赫)
扎哈·哈迪德建筑事务所(ZHA)合伙人兼总裁
英国建筑联盟学院设计研究实验室(AA DRL)创始导师

以组织社会进程的方式谈论建筑空间

今天的主题是扩展建筑的核心竞争力。每个建筑独特的社会功能都会让围绕它所产生的创新秩序以及沟通互动框架发生改变,这也就是建筑的核心竞争力。在设计这种交互的框架过程中要考虑有线上的交互,物理空间以及城市和建筑空间。

首先我将谈论建筑空间以及其组织社会进程的方式。最后,我会谈到建筑如何参与虚拟空间的设计,让建筑师们能继续目前的工作并进行更深入的研究。

建筑最重要的使命是提供秩序,而不是提供一个物理层面的容身之处。因此建筑的责任是建立社交功能, 而秩序除了通过设立物理障碍物去维持以外,更多是通过沟通来建造的。 比如说足球场、跑道上的画线,是以一种视觉上的概念语言去传达该场地的不同分区;再比如国际象棋、棋盘和棋子的设计可以多种多样,棋子的走位和方式也供玩家们自定义。

我们在设计建筑的时候也是一样,在保留设定的方向和范围的同时,最重要的是提供一个差异性系统,去供大家参与。因此,建筑符号学是建筑核心竞争力的关键,它始终发挥不同作用,但它很少像我在AA设计研究实验室所做的那样,能够明确地反映和系统地探索设计研究。

AA伦敦的中国学生项目

上图是在AA伦敦的中国学生的项目,这是一个复杂的工作环境,有许多不同类型的会议空间、工作空间、社交空间和公共场所。这是通过系统构建的空间视觉语言进行严格设计的,因此这是一个符号学项目的典型例子。这个场地的设计自由度很大,它要能容纳不同的社会角色和他们可能在不同地方所进行的各种活动。这个空间并没有通过物理的屏障去划分,全部都是通过可读的视觉语言来规划各个区域的。

该空间的参数符号学

把这个空间拆成参数符号学来看,其实大家可以看到它的划分基于有界定的商务空间和无界定的休闲公共空间。商务空间也可以分为凹面(即工作空间)和凸面(即会议空间),在图片的下部我们可以看到每一个凹面或者凸面空间内部的结构又可以产生很多变形,在这些不同结构的组合之间就产生了无界定的休闲公共空间。除此之外,通过商务空间的凹面以及凸面空间的不同组合叠加,还可以设计产生更多功能的空间。这些多样的组合方式可以表现参数化设计语言能够展现地丰富设计形式。

可以想象一个很有活力的工作环境,比如说谷歌或者脸书的总部,员工们并不是都有指定坐席的,那么通过创造这种开放性的工作空间,可以提供给公司内部一个可发展的多样性组织方式,给数以千计的员工每一个人都提供一个开放的、自由的工作空间,让社群更具结构性。

这种非线性的空间划分以及参数化语言现在已经发展为构造论,这种理论是由工程逻辑、制造逻辑、材料的变化所驱动的,因此相比以前的主张来说,构造论这种说法更加的丰富。我们可以利用构造学来重新塑造建筑,让他们的形式更加的丰富。我现在也是通过将构造学和建筑符号学理论融合到一起,尝试将其应用到我的符号学项目当中。

接下来,我来介绍一个基于使用者行为的参数符号学项目。如下图所示,不同功能的活动区域被分成了不同的颜色,而使用者们的使用频率和规律也被我们导入到参数里面了。我们通过研究不同使用者们和他们周遭环境的互动来决定这个空间的功能性是什么。

不同功能的活动区域被分成了不同的颜色

下图是一个空间模拟使用情况的示例,我们将不同人的行为模式参数导入到模型里,通过可视化的方式呈现这个空间里的使用者活动情况,从而来计算这个空间应该如何设计。

空间模拟使用情况的示例

每一位使用者的行为都可以被数据化并且导入到这个模拟系统中,从而运用到建筑空间的设计中。我们现在也开始将这个系统运用到我们的设计中了,下图左边展示的是一个传统的工作空间,我待会会进一步的介绍如何将这种传统办公室通过参数化以及人工智能的方式加以改进 。右下角是来自AA DRL学院的一个测绘,右上角是我们在莫斯科为一个科技公司做的设计。

图左为传统工作空间,右下为来自AA DRL学院的测绘,右上为某莫斯科科技公司项目

如下图所示,这个科技公司内部被我们设计成一个开阔的空间,但是我们没有通过墙来划分各个功能区。

莫斯科的大型科技公司设计效果图

下图展示的是我们建立人工智能模拟角色界面。有别于传统工程建模里模拟人型只是无目的走动,这个建模里的角色根据他们的不同职位分工和部门划分。通过图片我们也可以看到,不同角色的活动设定也有非常多的参数可以调节。这个建模引入了成熟的游戏角色设定的概念到建筑设计中,是个更新、更准确也更全面的仿真模拟方式。

人工智能模拟角色的界面

下面展示的一系列组图表示了我们利用这种建模在建筑空间里所显现的效果。我们在设计空间时就反复比对和改变它的布局,然后一遍遍地模拟运行成千上万经过设定的角色的活动,并计算他们之间遇到的次数、进行对话的数量,以及有哪些角色参与了对话……从而最大化地发挥整个空间的社会效用。

最为有趣和复杂的环境是大公司总部,有成千上万的员工,他们相互交流、聚在一起,我认为在公司环境中空间的社交功能是最为重要的。这个工具就是主要应用于这种空间的设计。

这是广州的无限极广场项目,我们通过设计桥梁和中庭来给这个空间增加丰富性的同时也可以划分开放的视觉连续空间。

广州无限极广场项目

这些项目也展示了空间之间的互通性,在丽泽SOHO的这个项目中,我们把建筑设计成了中空的形式,我认为把建筑的中心去掉反而能提供更多的视觉交流,除了在同一层的人可以看到彼此之外,在不同层的人也更容易产生视线交流,从而创造空间的丰富性。

丽泽SOHO  © Zaha Hadid Architects

我们针对OPPO的总部设计也是秉持着这种开放性的理念,具有广阔的开放区域,跨层连接的中庭设计。通过这种结构和空间的处理,人与人之间可以自由地交流。

当谈论到创造性的自发环境时,我想展示这些想法发展的下一阶段。这是我们和AA DRL学院的一个项目,这个项目通过连接多栋建筑物来激活一个城市空间。主题是创造一个自发的环境,也就意味着建筑元素、立面、隔断和里面的设施,一切都成为具有运动能力和学习能力的人工智能的主体。

AA DRL学院的一个自发性实验项目

这些建筑元素首先被划分为不同的群体和领域,如下图所示,它们有不同的活动轨迹,轨迹之间也有重叠的部分。但是在这种复杂性的级别上是不可能人为加以远程控制的,它们更多的是通过机器学习形成了一个生态,人和人工智能之间协作的生态。

建筑元素的不同活动轨迹

当然,设计这些元素时要考虑它们的几何外形结构,从而使它们有更多样的配置的可能性。从设计师的角度来说,就是开发这些它们的多样性。根据使用的人数变化以及使用的目的不同,这些元素也会相应的产生不同的组合,这也是基于使用者行为的参数符号学。

即使在多栋建筑物中,整个项目也没有固定的墙,室外空间的使用也非常活跃。我最近也正因如此在研究公共空间和城市空间之间的互相利用和激活。

最近有多个诸如此类的项目,我的团队互相合作设计让城市空间社交公共空间的一部分,也为一系列初创公司提供空间,是一个富有创造力的中心。这就是我认为一个富有创造力的城市未来将演变成的样子,实体产品的组装都由城市外的工厂进行,但是工厂里的机械软硬件升级编程则是通过城市里的公司员工来进行研究、开发甚至营销的。技术人员每天都可以上传新应用程序、新的软件版本和新的代码。


建筑如何参与虚拟空间的设计

这种交流的强度和丰富的空间语言使用还可以帮助虚拟社群中在线进行交流,这就是网络空间的概念。网络空间的想法起源于1980年代后期至1990年代初期,甚至早于因特网的出现,但30年后网络空间就成完全融入到了人们的生活当中。

我们将探讨建筑师去设计虚拟交互空间、虚拟实境空间、虚拟通信空间、通信交互框架以及网络空间与现实空间、城市和建筑空间的融合。脸书已经通过其Oculus(一项虚拟现实技术项目)项目来关注这个领域,它们的技术也已经相当的成熟了。

目前,我们可以考虑从多用户的交互游戏进行技术转让,把虚拟的环境和人物应用到社交场所。比如说“堡垒之夜”这样的游戏,我们可以加以利用它们的技术来进行探索,将虚拟的游戏场所和高性能的工作环境相结合,举办社交活动。

接下来的步骤是开发虚拟空间,不是娱乐场所而是严肃的工作空间。现在市面上已经有比较成熟的交易虚拟空间的网站叫Decentraland,人们可以在这个网站进行商业交易,购买虚拟土地并且在上面建造虚拟商店、艺廊和场所。目前我们正在研究这些虚拟时空间(Patrik提到了metaverse,这是来源于1992年著名的科幻小说《雪崩》中的概念,是实现虚拟现实后的下一个阶段的互联网新形态)和虚拟世界,并了解如何将它们与真实的城市空间融合。

虚拟空间交易平台 © Decentraland

除了虚拟的空间,还有很多虚拟网络角色的设计,这也为专业的建筑师、产品设计师甚至时装设计师打开了新的领域。目前,虚拟空间是一个非专业的娱乐世界,但是它正在变得越来越严谨和专业,设计师未来可以将专业知识和这个领域中相结合,这也正是我们所期待看到的。

过去这几个月有许多公司涌现并提供虚拟的互动空间,用于贸易展览会和会议的展览空间,参加者可以在其中制作展览摊位、会议场所和多功能厅等,用户们也可以通过虚拟的角色来参加这些展会等。数字版本拥有更强大的生命力,并且可以覆盖更多更广的受众。

我现在想要使用空间视觉语言来扩展带有网络空间的物理空间,设计师们现在在设计建筑空间的时候也要有机地将它们和虚拟空间相结合。比方说在设计一个建筑中的窗户的时候,我们也要考虑虚拟环境和现实的光线互动。

随着创造性知识经济对通信和交流的需求日益增长,我们必须要探索以虚拟空间的形式来替代现实中的接触。而建筑最终要接管互联网的结构,而不是将杂志页面上的平面图形带入一个交流的空间。

最后,我想要以一个网络城市孵化空间的例子来结束这次讲坛——成都的独角兽岛,这是全球首个以独角兽企业孵化和培育为主的产业载体。我们同样采用了之前给大家介绍过的模拟仿真技术来设计这个基地的空间,让虚拟现实的空间先落地,让模拟的仿真用户先一步进入到这个空间。那么既然我们已经设计有了这样的虚拟现实空间,为什么不进一步的开发并且开放给用户去使用呢?这样不单单可以拓展整个现实的建筑空间,还可以为未来人们的交流提供更多的方式。

成都独角兽岛 © Zaha Hadid Architects

总有人说网络空间设计主要是为了让大家互相交流,而我认为建筑一直以来就承担着建立社交环境的使命。这是我认为我们建筑师未来发展的方向,去最终承担、接管和拓展网络建筑设计,我相信我们现在已经准备好了。

嘉宾提问

徐卫国

徐卫国

清华大学建筑教授

原建筑系主任

您刚刚提到建筑的使命是提供秩序,而技术是工程师的任务。但当技术产生变化,特别是新技术出现时,建筑师的制造秩序的使命会被改变吗?


帕特里克·舒马赫:答案是当然的,技术的发展日新月异,思想进步的条件也在变化,我们的空间也在变化,社会秩序的方式也需要变化。技术带来了新的机会。例如,如果我们有包含传感器和执行器的人工智能,那么我们之间的交流也可以传递更多的信息。

但是我们也尊重建筑技术的趋势,即随着新方法发展建筑秩序,建筑师应该充分的去了解新建筑技术。而且,由于工程师们缓慢地开发这些技术并将其带入我们建筑中,建筑师本身也暂时转变成工程师的角色,这是在过去10到15年中我亲眼所见到的。这些建筑师在促成这些新科技融入建筑,去敦促工程师推动新技术的发展。比如说开发机器人,执行器,新材料构造等。

建筑师担任这样的角色已经有一段时间了,但我们不能允许建筑师去接管太多。如果我们的学生花了很长的时间学习工程技术和建造机器,那么他们去设计时间就变少了。因此,我们只需要推动工程学科并向他们展示我们所需要的,就会看到机遇,工程师们就会开始研发这些新技术,过去几年一直是这样。

比方说当我们看到机器人科学、数字制作或者3D打印和建筑结合的潜力,我们就去敦促工程师们将它们的结合落地。接下来我们就可以集中精力去利用这些新材料和新建造技术去进行设计。当然我们怎么去设计以及选用什么材料去设计最终归因于社会功能。

在前几年的时候,我邀请同事们去关注原型工程和建造技术。而目前我们应该把技术的研发留给工程师和承包商,重新关注起建筑的社交功能,专注于我们的设计工作。


徐卫国:当Patrik谈到符号学的时候,一般我们要清楚符号学里的能指和所指,也就是什么是符号、什么是意义?在参数化设计中,什么是能指、什么是所指?

帕特里克·舒马赫:在参数化设计中,能指是一个空间,是领域;而所指指的是社会过程,社会状况。


何可人

何可人

中央美术学院

建筑学院副教授

三年前您到CAFA参加一次有关参数化地质的研讨会。我记得您曾经谈论过基于使用者行为参数化,我确实有一个很好的问题,我不是技术专家,所以我将仅基于我在城市空间和建筑领域的经验和研究,提出两个问题。

第一个是:我一直在CAFA,城市空间和住房的城市空间和研究室工作,特别是对人们如何利用空间感兴趣,所以我想知道您之前提到的基于使用者行为的模拟可以用在城市空间设计中吗?因为在城市里走动的人们有太多的不可预测性,或者说很难将他们量化。

第二是您谈到了对空间进行终身过程的建模,那么您如何预测未来?比如说现在正在经历的新冠疫情,在此之前,沟通和互动永远是值得被鼓励的。但是自从疫情以来,我们在现实生活中要保持社交距离,要自我隔离。那么您在模拟设计中如何对待这些不可预知的事件呢?


帕特里克·舒马赫:关于第二个问题,我们的建模团队反应的非常迅速,已经根据新的社交距离规则更新了新的参数。现在我们建模设计的人口密度已经降低了,用户之间的相互面对面交流也有所减少。我们也可以很及时的了解用户会怎么样根据新的规定去使用我们设计的空间。这个建模系统有非常强大的可调控性,每一个参数都可以灵活地调整用以适应未来无法预期的变化。这个系统并不会说让我通晓未来,但可以给我提供近几年来稳健的数据,让我去观察人们是如何适应我所设计的空间的。

现在来回答第一个问题,专项研究是一项艰巨的任务。我们用摄影机来观察人们在空间中的活动,用传感器来计算人们对设施和设施的使用频率,我们研究收集这些数据;另一方面,我们有在工作环境工作过的参与研究样本。

我们建筑师也有关于固有交互规则和内在逻辑的常识,因为我们同样也是在这种环境中工作的。这样我们不光有研究的数据,还有对工作模式和习惯的理解。我们可以尝试将这些数据进行拼接。我们获得了这些数据之后并不是用来判定这个空间应该有多大,而是用来比较不同的设计,从而挑选出一个最佳设计。


刘宇光

刘宇光

北京市建筑设计研究院

副总建筑师

Patrik给我们展示了很多在建筑上应用的新技术,但是我们现在做建筑的时候,发现这些新的技术整合到建筑是一个一次性的生产过程,在固定的时间,固定的投资下,如何整合这些技术是非常复杂的。

比如BIM它在别的行业里整合完技术可以重复一万次,但是在建筑行业里面模型只用了一次,有很多这样的技术在建筑生产过程中很难整合得非常完美,所以建筑在今天还是遗憾的艺术。

那么柯布西耶在100年前提出要走向新建筑,学习其它行业的做法,到现在这个问题似乎还是没有解决,我想听听Patrik对这个问题的看法和思路。


帕特里克·舒马赫:首先我们现在所处的时代和柯布西耶所处的是截然不同的,柯布西耶那个时代的建筑师可能需要将建筑的钢铁、混凝土之类的技术结合起来。而我们现在更多的是将电子科技,人工智能和建筑架构元素,以及虚拟空间或思维空间相结合。

19世纪的时候,制作机器只在远离城市的工厂看到。在20世纪,机器出现在了人类的生活中,比如汽车、洗衣机和电视,柯布西耶说住宅就是我们人类居住的机器。20世纪到21世纪,工厂中使用机器人,我们也在建造机器人,但在21世纪的下一阶段,我们所有人都将生活在机器人环境中,与机器人一起生活。

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