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机器人木缝纫展亭2017——中德科学中心国际合作项目2017年度成果发布

发布日期: 2017-12-26 浏览次数: 1508

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽



项目名称:机器人木缝纫展亭2017

基金项目:中德科学中心国际合作项目(GZ 1162)

项目团队:

斯图加特大学 计算设计与建造研究所(ICD):Martín Alvarez;Prof. Achim Menges

同济大学建筑与城市规划学院 数字设计研究中心(DDRC):袁烽 教授

参与人员:

柴华;Samuel Leder;Valentina Soana;Iván Jimenez

技术支持:

Fab-Union (一造科技)


机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

       同济大学建筑与城市规划学院数字设计研究中心(Digital Design Research Center,DDRC)与德国斯图加特大学计算设计与建造研究所(the Institute for Computational Design and Construction,ICD)合作完成了中德科学中心国际合作项目(GZ 1162)2017年度成果——“机器人木缝纫展亭”。

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

       中德科学中心国际合作项目“基于机器人建造平台的建筑性能化设计方法研究”(GZ 1162)是中国国家自然科学基金委员会(NSFC)和德国科学基金会(DFG)共同资助的中德国际合作项目,由德国斯图加特大学Achim Menges教授与同济大学建筑与城市规划学院袁烽教授共同主持。研究课题旨在建立一种从数字化设计到数字化建造的一体化设计方法。通过数字化模拟技术与机器人制造技术的整合对接,将建造工艺、材料性能以及环境性能模拟融入到建筑设计的建造流程中。

        Achim Menges是斯图加特大学教授,他于2008年创办斯图加特大学计算设计研究所(ICD)并担任院长至今,他同时也是哈佛GSD客座教授。Achim Menges及ICD的实践和研究专注于计算设计、仿生学和数字建造等多学科交融的建筑设计方法,近年来在建筑机器人建造、仿生学设计、材料性能化设计、结构性能化等领域做出了突出贡献。

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

       2017年度“机器人木缝纫展亭”将机器人及其传感机制与服装设计及工业缝纫技术相结合,采用传统缝制工艺,探索一种木结构定制建造的新方法。项目对传统服装造型和连接技术进行了深入研究,并在一个新的材料背景下对其进行重新诠释。服装设计中的织物被胶合薄板所代替,胶合薄板兼具柔韧性和刚性,这种特殊性能将承载能力引入到这种新型材料系统中。在服装设计中缝纫作为接缝,能够将平面的织物连接成包裹身体的三维曲面性质。在新型结构系统中,缝纫起着类似的作用。在建筑尺度上,接缝就是将弯曲的木板连接成形的节点,通过平面材料的弯曲和连接产生结构承载能力,并包裹空间。

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

       一种自适应的机器人建造工艺是将传统缝纫工艺放大到建筑尺度,以及处理设计几何与材料性能之间的复杂关系的关键因素。在机械地重复建造过程中,自动化建造依靠反复执行预先被明确设定的建造工序。在这里,实时传感系统被用来辅助建造,从而实现材料计算与机器人建造之间的实时反馈。在工作流程中,定制化的板材形状会被反复扫描,木板上的临时连接同时也是机器人能够识别的标记信息,机器人能够实时追踪这些标记以生成机器人建造路径。

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

机器人木缝纫展亭2017  ©白羽

       机器人建造过程在Fab-Union机器人工厂进行。大尺度机器人建造系统搭配实时传感的机器人木缝纫工具端进行板片缝合。在建造过程中,木片被依次安装定位,并通过机器人缝纫工具进行永久连接。

机器人木缝纫展亭建造过程

       项目采用定制化的数字设计工具生成了一个由三层板材组成的多孔、起伏状的木结构,设计过程充分考虑了并整合了材料性能、建造约束和装配顺序等因素。木缝纫展亭就在材料性与物质化之间的错综复杂的交互之中产生,成为延伸木结构特性的新型结构体系,展现了独特的空间肌理与构造特征。

建造过程图解

顶视图

剖面图 



       该项目正在中国深圳的文化新地标——设计互联(Design Society)|海上世界文化艺术中心“数字之维”(Minding the Digital)展览中展出。


展览地址:中国广东省深圳市南山区蛇口望海路1187号海上世界文化艺术中心

 

 

 

供稿:柴华

编辑:陈路平