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Rob|Arch 2014:机器人颠覆建筑设计

日期:2017-04-16 人气:1041

在Rob|Arch 2014建筑与机器人研讨会上,展示自动化改变建筑设计的一个研究项目获得广泛赞誉。此次大会,发表了众多关于机器人软件、硬件和技术创新的论文,同时位于德国Schw?bisch Gmünd的Landesgartenschau(LAGA)展览厅也宣布揭幕,这是首个主要使用机器人辅助设计和建造的永久性建筑。

不过这不是建筑行业唯一的类似项目。ABB机器人正与欧洲和美国的学校合作,开展融合机器人与建筑设计的研究。

目前的建筑机器人都是遥控操作的机器。而且所需的标准预制件,像墙体、桁架等是通用的,不过这也意味着需要把这些装配组件从组装工厂运输至建筑工地,从而增加了碳足迹,而且万一零件出现或者发现错误,很容易延误工期。

机器人将幻想变为现实

斯图加特大学的教员和职工,在几个自动化公司的支持下,想打造一个引人瞩目同时又符合审美要求的展览厅,这种复杂的建筑只能在机器人的帮助下建造。

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    最终243块互不相同的亚毫米级的山毛榉胶合板组成了这座流动的网格型建筑。Kuka公司提供的7轴机器人协助加工所有零件总共7356个指状接头的坡口,这给了LaGa足够的刚度而不需任何支撑。(Kuka机器人公司为这个团队提供了资金支持。)

    防水,绝缘和电镀的材料由单独的计算机辅助制造和数控系统切割。

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    使用KUKA的7轴机器人系统对山毛榉胶合板进行加工

    整个建筑组装共花费了3个星期,这个时间对于LaGa这样尺寸和结构的建筑来说已相当短。

    作为一个网格状的结构,和传统建筑相比,使用的木材要少得多。12立方米的木材包裹600立方米的空间。而且机器人的使用更加节省材料,没有返工,使得资源准备和预算变得更容易。

    建筑机器人应用协会联合创办人Johannes Braumann表示,当前自动化很大程度上已经绕过了建筑设计和制造。软件已经被用于计划、管理和完成项目(又称为建筑信息模型(BIM)应用),但是其还没有达到可以帮助建造像LaGa这样的建筑所需的数据粒度或者是系统集成的程度。

    同时,机器人和工厂已经密不可分。斯图加特的团队在木材加工厂使用KUKA的机械手对所有的50mm厚板的材进行初步加工。项目的其中一个目标就是最小化材料的运输过程,从而减少LaGa的碳足迹。

    这是今天机器人建造项目的一个明显趋势,混凝土部件特别准备,高度结构设置。

    或许更重要的,是研究人员、客户以及捆绑了能够提供实时反馈、与其它应用交互以及为机器人硬件编写代码等设计应用的现有软件的共同协作。研究人员编写工具,可以与三维模型应用Rhinoceros集成的图形算法编辑器插件Grasshopper进行交互。

    机器人将怎样冲击建筑产业?

    和许多让人费解的建筑示范项目不同,在城市进一步垂直致密化的情况下,LaGa的影响会在不久的将来显现,斯图加特大学参数化设计学院主管和LaGa团队负责人Achim Menges说。

    “这将产生更多不规则的(建筑)形状——在建筑物之间的空地上以及房屋的屋顶上建筑。”Menges说,而且木材的使用将更具可持续性。

    Woods Bagot建筑师事务所运动场馆设计主管Dan Meis是一个体育馆设计师(设计了洛杉矶斯台普斯中心),他认为机器人辅助设计和建筑还有其它的优势。

    设计运动场馆的时间性和商业建筑完全不同。Meis说,一个典型的建筑的最后期限通常会有弹性。上班族们不会带着电脑和椅子站在人行道上等着开门。他说,但是要推迟比赛场馆的则要困难的多。球迷们已经买好了球场比赛的球票,球场必须在卖票人向球迷承诺的时间前准备好。

    虽然他没有参加相关的项目和会议,但是他认为机器人将很可能提高行业和建筑的效率。

    ABB集团副总裁Frank-Peter Kirgis说,LaGa及其公司和众大学的合作对于机器人和建筑学都将带来明显的影响。制造商和用户都需要重新考虑系统能做什么。Kirgis说,设计师也需要知道机器人可以怎样帮助他们进行设计。

    “当把建筑拆分成单独的零件进行制造时,再复杂的结构也能做出来。”他说,“当建筑师的创造力和机器人的灵活性结合起来后,建造独一无二的建筑将变得更容易。”