Projetos desenhados e construídos digitalmente: usando tecnologia para explorar novas formas de construção

Escrito por Paula Pintos | Traduzido por Camilla Sbeghen
Publicado em 22 de Julho de 2021

Até agora, está claro que a tecnologia assumiu quase todos os aspectos de nossas vidas. Mudou a maneira como nos comunicamos, como nos conectamos, como trabalhamos e estudamos, e até modificou nossos hábitos de compra e alimentação. A arquitetura e a construção não foram exceções e a tecnologia também está presente na forma como são hoje pensadas, projetadas e construídas.

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O uso de ferramentas digitais no ambiente construído tem uma variedade de aplicações e resultados. Nesta seleção, examinaremos projetos em que a tecnologia desempenhou um papel importante desde a concepção do projeto, passando pela concepção de cada um de seus elementos, até a construção e o resultado. Esses protótipos também são exemplos de pesquisas exaustivas a fim de otimizar tempo, custos e minimizar o desperdício associado aos processos de construção tradicionais.

Fabricação digital, robótica, interface de fabricação de realidade aumentada, impressão e digitalização 3D e diversos softwares são aplicados para otimizar processos, mas também mantém um olho na manutenção de certas técnicas artesanais, elementos de design e estética para espaços arquitetônicos de alta qualidade, permitindo a interferência de arquitetos e designers na contribuição em todo o processo.

Augmented Bricklaying / Gramazio Kohler Research

"Para enfrentar os desafios de mobilidade limitada e destreza dos robôs industriais existentes, o projeto reintroduz artesãos em um processo de fabricação digital. Ao instruir opticamente os executores com informações digitais personalizadas por meio de uma interface de usuário de realidade aumentada personalizada, uma conexão direta com o modelo de design digital pode ser estabelecido".

O processo de assentamento de tijolos desenvolvido combina o poder do design computacional com a destreza e habilidades de um artesão humano, introduzindo um paradigma de fabricação totalmente novo.

BUGA Pavilhão de Fibra / ICD/ITKE Universidade de Stuttgart

Dipl. Eng. Christoph Zechmeister, Pesquisador Associado da ICD: "O pavilhão de fibra BUGA é feito de 150.000 m de fibras de vidro e carbono especificamente dispostas. Dado o comportamento geométrico complexo das estruturas fibrosas, os modos estabelecidos de design e modelagem não são suficientes para navegar completamente pelos sistemas de fibra. O projeto computacional baseado em dados é normalmente feito por meio de sistemas de construção estabelecidos e conjuntos de dados relacionados, isso não explora totalmente o potencial de geração de tecnologias digitais e não consegue negociar as complexas inter-relações de um sistema de fibra em várias camadas".

Em vez de usar uma cadeia de ferramentas linear, pretendemos desenvolver um projeto arquitetônico, a engenharia estrutural e a fabricação robótica simultaneamente, para estabelecer uma metodologia de co-design baseada em feedback computacional contínuo. A utilização de uma abordagem integrativa em diferentes campos aumenta o potencial da computação e permite a inovação simultânea em todas as áreas envolvidas.

"Esta abordagem de co-design é considerada em todas as fases do projeto. Já nos estágios preliminares, os primeiros esboços de design digital são baseados no feedback imediato e são vinculados a simulações estruturais iniciais e informados por modelos manuais físicos para obter uma visão estrutural e da fabricação. O modelo digital encapsula todo esse feedback e informações no ambiente de design e nos permite interagir diretamente com diferentes disciplinas, sem a necessidade de reiterar conjuntos de desenhos ou modelos. Podemos, por exemplo, gerar caminhos de ferramentas para fabricação robótica ou conjuntos de dados para análise estrutural diretamente fora do modelo de projeto".

Pavilhão de Madeira BUGA / ICD/ITKE University of Stuttgart

MSc. ITECH Hans Jakob Wagner, Pesquisador Associado da ICD: "Desenvolvido em C-Sharp no Plugin Grasshopper3D para Rhinoceros, as ferramentas de modelagem baseadas em agentes permitem a morfogênese algorítmica da forma espacial. Enquanto a geração automática de geometrias tridimensionais e suas lógicas para materialização estão capacitando uma articulação mais diferenciada da tectônica estrutural do pavilhão, era de crucial importância implementar modos suaves de interação direta do designer com essas ferramentas computacionais. Isso significa que a inteligência emergente de um sistema de modelagem baseado em um agente incorporado foi acoplada às decisões intuitivas de design da equipe de planejamento.

Por meio da validação universal e da taxonomia bem definida das linguagens de programação, o sistema computacional é praticamente indiferente à disciplinas e hierarquias. Isso significa que, assim que tal sistema artificial estiver acessível aos projetistas humanos, ele promoverá colaborações mais suaves e diretas entre arquitetos, engenheiros, construtores e especialistas em robótica de construção. Tal abordagem é crucial para a incorporação intrínseca de aspectos sustentáveis e culturais em um mundo cada vez mais digitalizado. Finalmente, acreditamos que isso levará a um paradigma de projeto arquitetônico mais inclusivo e integrado, que chamamos de co-design".

DFAB House / NCCR Digital Fabrication

Konrad Graser, Ph.D. Pesquisador da NCCR Digital Fabrication: "A intenção do projeto era desenvolver uma linguagem arquitetônica que expressasse o processo de sua fabricação. Portanto, as oportunidades de design, bem como as restrições de cada tecnologia IO, foram usadas como princípios de design desde o primeiro esboço conceitual. Isso desencadeou um processo interativo no qual certas informações de arquitetura/planejamento (por exemplo, limites ambientais ou de envoltório de construção, restrições de engenharia estrutural, etc.) foram usadas como princípios para as ferramentas de tecnologia IO e o resultado do processo foi realimentado no modelo mestre, fornecendo a base para a próxima iteração de design. Além disso, algumas das ferramentas geradoras foram alteradas para permitir modificações de design pela equipe de arquitetura e fornecer feedback de construtibilidade em tempo real".

A DFAB HOUSE é única no sentido de que os primeiros modelos 3D conceituais foram feitos com as ferramentas de fabricação digital em mente. Isso deu início a um processo de cocriação no qual o aprimoramento, o desenho e a engenharia da tecnologia DFAB ocorreram em paralelo. Isso foi possível porque demonstrar as novas tecnologias de fabricação digital era um objetivo central do projeto, alinhando naturalmente o design com as tecnologias.

Cabana de leitura impressa em 3D / Professor XU Weiguo's Team

“Usamos o software MAYA de acordo com as necessidades de modelagem e realizamos a forma espacial e a racionalidade da estrutura para determinar o modelo de implementação. Depois, através do planejamento do caminho e da codificação de impressão para complementar os arquivos digitais, eles conduzem um equipamento robô de impressão 3D para concretizar a impressão camada por camada de materiais, construindo assim a forma curva da cabana de leitura.

A impressão da cabana usa 2 conjuntos de sistemas de impressão de braço robótico, uma base de construção e estrutura principal de impressão in situ, outra parede de arco de pré-impressão in situ e um teto em cúpula. Cada equipamento de impressão precisa de 2 pessoas para operar, um total de 4-5 técnicos de construção que participam do processo de construção".

Este artigo é parte do Tópico do ArchDaily: Automação na arquitetura. Mensalmente, exploramos um tema específico através de artigos, entrevistas, notícias e projetos. Saiba mais sobre os tópicos mensais. Como sempre, o ArchDaily está aberto a contribuições de nossos leitores; se você quiser enviar um artigo ou projeto, entre em contato.