用砂岩3D打印13亿个独立表面，世界上最复杂的建筑

建筑一直都离不开技术的影响。古罗马人用拱柱搭起了整个帝国的雄伟建筑，同时用混凝土铺设了通往帝国各地的驿道。自从电脑被发明以来，电脑技术已经为建筑界带来了许多改变，但它至今依然潜力无限，甚至可能彻底动摇建筑界的基础规则。据南极熊了解，建筑编程师迈克尔·汉斯梅尔与同事本杰明·迪伦布尔格在过去五年中一直在探索用算法来打造繁复的建筑结构，从拥有1600万个立面的纸圆柱到世界上第一间3D打印房子。

他最近为巴黎蓬皮杜中心制作了一个名为Digital Grotesque II的大型建筑项目，该项目使用了算法建筑的概念，其复杂程度已经远远超过了人类——甚至是电脑——的理解范畴。

Digital Grotesque II的算法由无数细分的单元组成，细节的精确程度甚至可以达到沙粒的程度，它拥有13亿个独立表面，为了确保算法输出的精准度，他们使用了一款砂岩3D打印机。这件作品看上去就像是一个人造洞穴，奢华精密程度堪比16世纪贵族的秘密花园（或者是《花花公子》杂志创始人休·海夫纳的秘密宅邸），这件7公吨的艺术品是如此的复杂，以至于普通的电脑根本无法在设计过程中对其进行模拟可视化。

“近些年，科技圈对人工智能有过大量的讨论，并且现在人工智能已经在引领医药界的研究，在交通管理方面也提供了一些特定的解决方案”，汉斯梅尔说，那么电脑能畅想出何种甚至连人类都未曾想象过的建筑风格呢？

Digital Grotesque I是该项目的第一代作品，它诞生于2013年，也由一款砂岩3D打印机制作而成。最终呈现出来的结构拥有一个单一表面，它经过了变形和折叠，看上去就像是一件巴洛克建筑被疯狂捣毁后再随意拼接而成。然而当时一代作品仍需要两位建筑设计师来确定结构的形状和形式。新作品Digital Grotesque II则完全由一个算法设计生成，建筑师为算法制定了一系列正式参数。这些参数使得算法更具变化性，能随机创造出截然不同的结构效果。按照他们的设想，这个结构必须有很多的层次，并且一眼无法彻底辨别出它的真实结构，观赏者若想彻底掌握这件作品的形状必须从不同的角度进行细致的观测。

二代作品的最终结构看上去就像一座珊瑚，拥有大量的孔洞和分支形式，并且它的独立立面数量多达13亿个。这就意味着这个结构基本上无法用模拟器或者其他更简单的数字设备进行可视化。“严格来说，没有什么结构是画不下来，但如果有人想用笔和纸画出这件作品的结构可能需要花数千年时间，即使你使用简单的AutoCAD程序也无济于事，”汉斯梅尔说。

一旦建筑师让算法进行自主设计，那么唯一能将结果可视化的方法就是利用苏黎世联邦理工学院的超级计算机对独立的单元进行分析处理。苏黎世联邦理工学院正是迪伦布尔格供职的研究单位。“我们从未在电脑上见过完整的作品，”汉斯梅尔说，“我们会用Photoshop将分析后的单元拼贴到一起，从而大致了解整件作品可能长什么样，但直到作品被打印出来之前，我们无从知晓作品的真实面貌。我们可以打印出无法被我们可视化的作品。”

我们开发这个项目的主要目的是想探究的电脑设计潜能。“我认为目前我们正通过电脑来延展我们的想象力，我们试图让电脑来帮助我们发现那些我们从未想象的事物，我们把电脑作为一种工具，让它为我们创造无限的惊喜，”汉斯梅尔说。

该项目的另一个目的在于测试3D打印的潜能——事实上3D打印机在打印一个固体方块和打印由算法生成的复杂结构时，两者所耗费的成本几乎相同。但涉及到这个项目时，普通的3D打印机根本无法实现；因为Digital Grotesque II对于输出的颗粒度有着超高要求，因此砂岩打印机就显得至关重要，因为它能打印出沙粒一般大小的结构。

“它必须实现绝对的几何自由，它耗费的成本与你打印最简单、最小型的唐纳德·贾德（Donald Judd）装置盒所差无几，”汉斯梅尔说，“如果制作生产的规则发生了这么大的变化，那么它肯定也会带来某种新的建筑形式。”

使用砂岩材质也具有现实意义——因为古时候有大量教堂都是由这种材料建造而成的，砂岩相较于传统3D打印使用的塑料材质更符合建筑设计的需求。当然，在目前用这种技术来建造楼房尚不可行。汉斯梅尔表示，尽管砂岩打印机能提供建筑物所需要的精度，但用何种胶水来将3D打印出来的部件拼贴在一起仍然是一个主要的难题——它必须拥有很好的抗缩和抗压性，它必须能抵御恶劣天气和火灾的侵袭，它必须达到环保标准。

但可建造性并不是整个项目的关注点。Digital Grotesque II的意义在于，两位建筑师将结构的最终控制权完全地交到了由他们设计的算法手上。“传统的建筑师都很讨厌惊喜。他们有很强的控制欲。这个项目为建筑找到寻找惊喜的新方式，”汉斯梅尔说，“但你知道，生活中总是有很多美好的惊喜。”

来源：3D打印世界
延伸阅读：‘
MIT最新黑科技：用泡沫3D打印房子，14小时170平！

这是某个惊悚片的道具？