nová registrace 
BIM DAY 2012

reportáž

pozvánka
BIM DAY 2012

aktuality


Architektura po kybernetice | Pablo Miranda Carranza


Letošní cyklus přednášek věnovaných digitální architektuře uzavřel španělský architekt Pablo Miranda Carranza, který v současnosti působí na Královském institutu technologie ve Stockholmu. Jeho výzkum se týká umělého života, inteligentních samonavrhovacích struktur a interakce člověk-stroj. Přednáška se konala 8.6.2006 v prostorách fakulty architektury ČVUT, tedy zrovna v době, kdy většina studentů finišovala svoje semestrální projekty, což byl hlavní důvod nižší účasti. Nejen pro ty, kteří si z časových důvodů nemohli dovolit na přednášku přijít, je určen následující text.




RYCHLE A ZBĚSILE
Před deseti lety byly mobilní telefony výsadou podnikatelů a počítač byl pro studenty častěji přáním než součástí jejich práce. Na každém patře kolejí byl společný telefon, který každou chvíli zvonil a volající musel znát číslo pokoje člověka, se kterým chtěl mluvit. A v ateliérovém týdnu praskaly rýsovny ve švech, v každé šest sedm studentů u rýsovacích prken.

Moje generace byla tou poslední, která zažila ruční práce, uvedl se vlastně bez nadsázky třicetiletý Miranda. Pravdou je, že pro ty, co nastoupili na školu v posledních dvou letech zní předešlý odstavec jako fikce, dnes si už někteří studenti nahrávají přednášky na digitální diktafon, fotí promítané obrázky, tabulky a grafy digitálním fotoaparátem, projekty navrhují s pomocí sofistikovaných specializovaných programů. Potkat ve škole studenta s laptopem není překvapením. Mobilní telefon je samozřejmou nutností. Doba se za posledních deset let neuvěřitelně proměnila. Změnila se také architektura? Je/může/musí být jiná?


NOVÁ PERSPEKTIVA – OD MATEMATIKY K ČLOVĚKU
Chápání architektury prošlo za poslední roky změnou minimálně srovnatelnou s tím, co poskytl architektům vynález perspektivy. Počítače skýtají zcela nové možnosti. Zatímco dříve trvalo nakreslení jednoho konkrétního perspektivního pohledu hodiny, dnes je možné za kratší čas zkonstruovat virtuální model, který je možno natáčet a prohlížet ze všech stran. Tento pokrok umožnil rozvoj počítačové techniky, která je postavena na výpočetních procesech zvaných algoritmy.

Stále více se také propojují dvě významné oblasti lidského zájmu – programování a biologie, z velké části pod vlivem stále přetrvávajícího karteziánského paradigmatu postaveného na paralele člověk=stroj. V ní se předpokládá, že chemické či biologické procesy jsou vlastně jen složitějším matematickým výpočtem. Nepřekvapí tedy, že například že se objevily demonstrativní pokusy s výpočty, které provádí DNA, která je stejně jako počítače v určitém ohledu binárním zařízením. Miranda se ve svém výzkumu mimo jiné zabývá výpočty, pomocí nichž lze dosahovat organických tvarů.


ELEKTROCHEMICKÝ POČÍTAČ
V tomto ohledu je klíčovým výstupem grafické zobrazení výpočtu. Mohou to být Mandelbrotovy fraktály, nebo například struktury, které produkuje elektrochemický počítač. Tím se Miranda na přednášce detailněji zabýval a popsal jeho fungování. Zjednodušeně řečeno, informace prochází roztokem ve formě elektrických impulzů. Pomocí elektrolýzy se kolem katody shromažďují atomy mědi a vytváří organicky rostlou strukturu. Její tvar jde do určité míry právě pomocí elektrických impulsů řídit. Čím více elektrických impulsů roztokem prochází, tím více struktura roste.


JAK SPOČÍTAT KRAJINU
Velkou inspirací je pro Mirandu v jeho výzkumech krajina. Zajímalo mě, jestli a jak lze najít algoritmy, které by simulovaly vznik krajinných útvarů, uvedl Miranda jedno z témat a v této souvislosti zmínil také problematiku autorství. S pomocí počítačů lze totiž docílit takových řešení, ke kterým by architekt analogově nikdy nedospěl. Příkladem z matematiky mohou být zmiňované fraktály, v architektuře se pak jedná o ty části návrhu, které používají skript. A aby se kruh uzavřel, tvary a struktury, které mají charakter přírodních útvarů, lze matematicky uchopit právě pomocí skriptování. Poté však Miranda zdůraznil, že v první řadě ani tak nejde o autorství, jako o vztah záměru autora nějakého návrhu a skutečným chováním simulace. Počítač totiž nedělá to, co se po něm chce, ale to, co se mu řekne. Dobrou metaforou může být model Karlova mostu z Lega. Člověk chce, aby byl model co nejvěrnější jeho představě, tedy skutečnému Karlovu mostu, ale to kostkám říct nemůže. Musí tedy svou představu korigovat. Stejně tak člověk může mít přesnou představu o nějakém tvaru, ale jelikož nezná jeho matematické vyjádření, může se mu postupně jen přibližovat.


DARWIN BY SE DIVIL
Věci v přírodě mají logiku a tvar, tedy musí mít designéra – tvůrce, nadhodil provokativně Miranda způsob, jakým je interperována skutečnost pomocí deistického modelu. Darwin to poněkud posunul, ač sám byl věřící. Ilustroval tak skutečnost, že zatímco dříve byl architekt Stvořitelem stavby, dnes už má prostředky k tomu být darwinistou a dovolit návrhu, aby se vyvíjel sám. Na projekčním plátně se v ten moment objevil pravidelný rastr 64-bitových struktur a každá z nich se vyvíjela krok za krokem podle daných pravidel. Šlo o grafické znázornění prostorové binární matice, kde 1 znamená výplň a 0 prázdný prostor. Ač na začátku byly různé, postupně se začaly jednotlivé struktury připodobňovat a oscilovaly kolem podobného uspořádání. V principu se jedná o grafické zobrazení konvergentní zpětné vazby, kdy různá počáteční uspořádání směřují pomocí daných algoritmických pravidel k podobnému řešení. Na velmi obdobném principu stojí nematematický model koule, který na dřívější přednášce popisoval Urs Hirschberg. Kdyby však jednotlivá řešení dosáhla totožnosti, evoluce by se zastavila a nastala by „smrt“, což by šlo proti smyslu demonstrování evoluce pomocí počítačové simulace. (I když i takovouto smrt lze jinak zvolenými parametry naprogramovat). Evoluce potřebuje nevratnost, která je zaručena například použitou nedokonalou konvergencí.

To je ale zatím stále řešení marginálního problému – zatím nehrozí totální automatizace architektonického návrhu. Zatímco dům je konkrétní, tato úvaha je abstraktní, uklidňoval Miranda s úsměvem posluchače.


SELF-DESIGNING A ALGORITMICKÁ REVOLUCE
Samonavrhovací struktury začínají jako chaotické a pomocí vložených pravidel se samy pomocí zpětné vazby formují. Pokud už nenavrhujeme, pokud nejsou struktury materializací promyšleného záměru, už se nejedná o přímé vyjádření účelu, jak tyto struktury uchopit? Jak je vnímat? Jaké vlastnosti mají potenciální estetiky, které jsou důsledkem rozdílného přístupu? Toto zamyšlení doplnil Miranda sérií konkrétních příkladů, které podrobněji rozebral. Jedním z nich byl „chaotický nosník“, tedy původně jen jakási pavučina čar klenutých do nesymetrického oblouku. Pomocí algoritmu přiměl tuto strukturu přeskupovat se tak, aby byla staticky efektivní a přitom si zachovala svůj původní charakter. Uvedený příklad spadá do optimalizační problematiky, která, jak název napovídá, se zabývá hledáním co nejefektivnějších řešení.

Miranda také na své přednášce zdůraznil posun chápání prostoru od objektů k procesům. Svou tezi podpořil ukázkou z hravého projektu nazvaného PARCEL, který vznikl v rámci KRETS. Náhodně rozházené balíky reagovaly dynamicky reagovaly na pohyb myši, jako by to byla síla, která je rozhýbává. Balíky působily velmi gumově a k pobavení návštěvníků poskakovaly se značnou setrvačností. Aby Miranda dodal projektu vážnosti, prohlásil: Aniž bychom si to zpočátku uvědomovali, dnes už víme, že proběhla algoritmická revoluce.

Část Mirandova výzkumu je postavena také na oboru s názvem algebra vektorových polí (vector field algebra). Kontinuální plocha je aproximována sítí bodů a deformace plochy je pak reprezentována vektory směřujícími z těchto bodů. Samozřejmě ne ve smyslu statickém, ale ve smyslu dynamickém. Konkrétní aplikaci ukázal Miranda na přikladu senzoru, který natočil směrem k publiku. Tento senzor snímal pohyb a s pouze minimálním zpožděním jej přenášel na promítací plátno. Reálný pohyb byl parafrázován právě pomocí vektorového pole, takže na plátně se objevovaly a mizely nejrůznější motanice čar podle toho, jak aktivně se obecenstvo v sále pohybovalo. Nutno dodat, že i během pozdějšího výkladu někdo čas od času prudce zamával, takže na projekčním plátně se znovu jakoby z ničeho vynořily oscilující čmáranice, které opět s uklidněním pohybu lidí mizely.


OD JEDNIČEK A NUL K FANTASTICKÝM TVARŮM
Počítače sice stále zdaleka nedosahují nejodvážnějších předpovědí futurologů, ale když se ohlédneme za tím, kam se posunuly možnosti domácích počítačů za posledních dvě desítky let od IQ 151, kde se program nahrával z audiokazety (mnozí jistě vzpomenou na legendární programovací jazyk Karel, kde se na šachovnici tuším 10x10 polí programoval pohyb šipky) až po současnost, kdy jsou pomocí skriptování designovány rozsáhlé konstrukce a fantastické tvary, nezbývá nám než dát Mirandovi za pravdu. A to algoritmické programování rozhodně neřeklo poslední slovo.

Text: Dominik Herzán
 
O projektu dA |  Tým dA |  Sponzoring |  Kontakt |  Facebook |  Newsletter |  RSS | mapa stránek | © 2007