Michael Hansmeyer: Onvoorstelbare vormen bouwen

Michael Hansmeyer laat zich inspireren door celdeling en schrijft algoritmes, die waanzinnig fascinerende, miljoenen facetten bevattende, modellen en vormen ontwerpen. Niemand zou ze handmatig kunnen tekenen, maar je kunt ze bouwen en ze zouden een revolutie kunnen betekenen in onze denkwijze over architectonische vormgeving.

Als architect vraag ik me vaak af

wat de oorsprong is van
de vormen die we ontwerpen.

Hoe zouden die vormen er uitzien

als we niet meer
met referenties zouden werken.

Als we geen
vooroordelen hadden...

en ons konden losmaken
van onze ervaring,

welke vormen zouden we dan
kunnen ontwerpen?

welke vormen zouden we dan
kunnen ontwerpen?

Konden we ons maar losmaken
van wat we geleerd hebben.

Hoe zouden die onbekende vormen
er dan uitzien?

Zouden ze ons verrassen
en intrigeren?

Zouden ze ons vreugde geven?

Zo ja, hoe pakken we het dan aan
als we iets heel nieuws willen creëren?

Mijn voorstel is...
kijk naar de natuur.

De natuur ontwerpt de
geweldigste vormen.

Nu hoeven we de natuur
niet te kopiëren

of de biologie na te bootsen,

maar we kunnen wel de
natuurlijke processen lenen.

We kunnen op basis van de theorie
iets nieuws creëren.

Het belangrijkste scheppingsproces
is morfogenese,

de splitsing van 1 cel in 2 cellen.

De cellen kunnen identiek zijn,

of van elkaar verschillen
door asymmetrische celdeling.

of van elkaar verschillen
door asymmetrische celdeling.

Je kunt het proces zoveel mogelijk
vereenvoudigen.

Je begint met een vel papier.

Door een vouw in dat ene vlak
te maken,

maak je er 2 vlakken van.

Je kunt de vouw maken
waar je wilt.

Zo kun je
verschillende soorten vlakken maken.

Met deze eenvoudige methode...

kun je een ongelooflijke variatie
aan vormen creëren.

Op dezelfde manier kun je driedimensionale
structuren ontwikkelen.

Op dezelfde manier kun je driedimensionale
structuren ontwikkelen.

Maar we willen af
van het handwerk en dus...

voeren we de structuur in
in de computer

en coderen het als een algoritme.

Daardoor is ineens alles vouwbaar.

Het vouwen gaat
miljoenen keren sneller.

Je kunt vele honderden variaties maken.

Voor een driedimensionale vorm...

begin je niet met een vlak,
maar met een eenvoudige kubus.

begin je niet met een vlak,
maar met een eenvoudige kubus.

Je vouwt de vlakken
steeds weer opnieuw.

Je vouwt de vlakken
steeds weer opnieuw.

Na 16 stappen kom je uit op
400.000 vlakken.

Na 16 stappen kom je uit op
400.000 vlakken.

Het ziet er dan
bijvoorbeeld zo uit.

Als we de verhouding
tussen de vouwen veranderen,

Als we de verhouding
tussen de vouwen veranderen,

verandert deze kubus
in die kubus.

Als je een andere verhouding
tussen de vouwen maakt,

krijg je deze vorm,
of deze.

Je krijgt controle op de vorm door
de plaats van de vouw te bepalen.

Je krijgt controle op de vorm door
de plaats van de vouw te bepalen.

Maar het principe is een gevouwen kubus.
Je kunt ermee spelen.

Maar het principe is een gevouwen kubus.
Je kunt ermee spelen.

Je kunt op elke plek binnen de vorm
een andere vouwverhouding toepassen.

Je kunt op elke plek binnen de vorm
een andere vouwverhouding toepassen.

Je kunt beeldhouwen met de vorm.

Het vouwwerk wordt door de
computer gedaan,

dus heb je geen last van
fysieke beperkingen.

Vlakken kunnen zichzelf opdelen
tot ze oneindig klein zijn.

Vlakken kunnen zichzelf opdelen
tot ze oneindig klein zijn.

Je kunt de meest
onmogelijke vouwen maken.

Je kunt poreuze vlakken maken.

Je kunt ze uitrekken en scheuren.

Dit alles verklaart de veelheid aan vormen
die je kunt produceren.

Maar het ontwerp ging nooit
over de vorm.

Ik ontwierp het proces
waaruit de vorm voortkwam.

Door een kleine verandering in de vouwwijze
verandert de vorm meestal mee.

Door een kleine verandering in de vouwwijze
verandert de vorm meestal mee.

Hier kun je dat zien.

Maar dat is maar de helft
van het verhaal.

99.9 % van de vouwverhoudingen
gaan er niet zo uitzien...

maar zo... het geometrische
equivalent van lawaai.

Wat je hier zag, was het resultaat
van veel vallen en opstaan.

Wat je hier zag, was het resultaat
van veel vallen en opstaan.

Het bleek veel effectiever
om gebruik te maken...

van bestaande informatie
binnen de vormen.

Een zeer eenvoudige vorm,
zoals deze,

bevat veel ogenschijnlijk
onzichtbare informatie.
.

Je kunt bij voorbeeld de lengte
van de snedes bepalen.

Witte vlakken hebben lange snedes,
zwarte hebben korte.

Je kunt de egaliteit van het oppervlak,
de kromming en de straal bepalen.

Allemaal informatie die misschien
niet direct zichtbaar is,

Allemaal informatie die misschien
niet direct zichtbaar is,

maar die je naar voren kunt halen
en inzetten bij het vouwproces.

maar die je naar voren kunt halen
en inzetten bij het vouwproces.

Het is nu niet meer het specificeren
van een enkele vouwverhouding.

Het is nu niet meer het specificeren
van een enkele vouwverhouding.

Het is het leggen van een link tussen
een eigenschap van een vlak...

Het is het leggen van een link tussen
een eigenschap van een vlak...

en de manier waarop het vlak
gevouwen is.

Ik heb het proces ontworpen
en niet de vorm.

Daarom kan ik het proces alsmaar herhalen
en zo een familie van vormen produceren.

Daarom kan ik het proces alsmaar herhalen
en zo een familie van vormen produceren.

Deze vormen lijken ingewikkeld,
maar het is een minimaal proces.

De input is eenvoudig.
Ik begin altijd met een kubus.

De input is eenvoudig.
Ik begin altijd met een kubus.

Het is een heel eenvoudige operatie.
Je maakt een vouw...

en herhaalt dat telkens weer.

Maar hoe en op welke schaal pas je
dit proces toe in de architectuur?

Maar hoe en op welke schaal pas je
dit proces toe in de architectuur?

Ik wilde een kolom ontwerpen.

Kolommen zijn
architectonische oerbeelden.

Door de geschiedenis heen
werden ze gebruikt...

om idealen over schoonheid
en technologie in uit te drukken.

De uitdaging was om het algoritmische proces
toe te passen in een kolom.

De uitdaging was om het algoritmische proces
toe te passen in een kolom.

Ik begon met 4 cilinders.

Na veel experimenteren, veranderden
de cilinders uiteindelijk hierin.

Na veel experimenteren, veranderden
de cilinders uiteindelijk hierin.

Deze kolommen bevatten informatie
op velerlei schaal.

We kunnen erop inzoomen.

Hoe dichter je nadert,
hoe meer kenmerken je ontdekt.

Sommige formaties zijn bijna
op de rand van zichtbaarheid.

Het is niet zoals bij de
traditionele architectuur, want...

Het is niet zoals bij de
traditionele architectuur, want...

zowel het totaal als het minieme detail
komen in één proces tot stand.

Deze vormen zijn
niet te tekenen.

Een architect zou er met pen en papier
maanden over doen.

Een architect zou er met pen en papier
maanden over doen.

Met alle doorsnedes erbij
zou het zelfs een jaar kosten.

Alleen door middel van een algoritme
kun je zoiets maken.

Alleen door middel van een algoritme
kun je zoiets maken.

Een interessantere vraag is misschien,
of deze vormen voorstelbaar zijn.

Een interessantere vraag is misschien,
of deze vormen voorstelbaar zijn.

Een architect kan zijn uiteindelijke
ontwerp meestal voor ogen zien.

Een architect kan zijn uiteindelijke
ontwerp meestal voor ogen zien.

In dit geval is het proces
deterministisch.

Er is geen sprake van toeval,
maar het is ook niet helemaal voorspelbaar.

Er is geen sprake van toeval,
maar het is ook niet helemaal voorspelbaar.

Er zijn teveel vlakken en details.
Je kunt het eindstadium niet zien.

Er zijn teveel vlakken en details.
Je kunt het eindstadium niet zien.

Dit betekent een nieuwe rol
voor de architect.

Er is een nieuwe methode nodig,
om alle mogelijkheden te verkennen.

Er is een nieuwe methode nodig,
om alle mogelijkheden te verkennen.

Je kunt bijvoorbeeld meerdere vormvariaties
parallel uitwerken en cultiveren.

Je kunt bijvoorbeeld meerdere vormvariaties
parallel uitwerken en cultiveren.

En dan nu terug naar
de analogie met de natuur.

Om tot een ontwerp te komen,
kun je denken in termen van populaties.

Om tot een ontwerp te komen,
kun je denken in termen van populaties.

Je kunt spreken van permutaties, generaties,
kruising en voortplanting.

De architect wordt de orchestrator
van al deze processen.

De architect wordt de orchestrator
van al deze processen.

Maar genoeg nu over de theorie.

Op een bepaald moment
wilde ik als het ware...

het beeld inspringen.
Ik kocht rode en blauwe 3D brillen

en kroop heel dicht
op het scherm.

Toch was dat anders dan kunnen rondlopen
en dingen aanraken.

Toch was dat anders dan kunnen rondlopen
en dingen aanraken.

De enige mogelijkheid was, om de kolom
uit de computer te halen.

De enige mogelijkheid was, om de kolom
uit de computer te halen.

3D drukwerk is tegenwoordig een 'hot item'.

Voor de toepassing die ik nu nodig heb,
is het nog teveel een compromis...

Voor de toepassing die ik nu nodig heb,
is het nog teveel een compromis...

tussen schaal aan de ene kant en resolutie
en snelheid aan de andere.

In plaats daarvan bouwden we
een gelaagd model van de kolom,

In plaats daarvan bouwden we
een gelaagd model van de kolom,

bestaand uit heel veel dunne plakjes,
die op elkaar zijn gestapeld.

Dit is een röntgenopname van
dezelfde kolom, van bovenaf gezien.

Dit is een röntgenopname van
dezelfde kolom, van bovenaf gezien.

Tot dan toe onbekend, want we hadden
alleen de buitenkant gezien.

Tot dan toe onbekend, want we hadden
alleen de buitenkant gezien.

Aan de binnenkant was een groei
van vlakken die zichzelf bleven vouwen.

Aan de binnenkant was een groei
van vlakken die zichzelf bleven vouwen.

Dat was een verrassende ontdekking.

Vanuit deze vorm
berekenden we een snijlijn.

Een laserapparaat sneed aan de hand van deze lijn
- je ziet er hier een segment van -

Een laserapparaat sneed aan de hand van deze lijn
- je ziet er hier een segment van -

een grote stapel dunne plakjes
één voor één uit.

Dit is echt een foto,
geen bewerking.

Na veel werk hadden we een kolom,
die opmerkelijk overeenkwam...

Na veel werk hadden we een kolom,
die opmerkelijk overeenkwam...

met de kolom van het computerontwerp.

Bijna alle ingewikkelde oppervlaktedetails
waren bewaard gebleven.

Bijna alle ingewikkelde oppervlaktedetails
waren bewaard gebleven.

Maar het was erg arbeidsintensief.

Er gaapt nog steeds een reusachtig gat
tussen het virtuele en het fysieke.

Er gaapt nog steeds een reusachtig gat
tussen het virtuele en het fysieke.

Het ontwerp kostte me maanden,
terwijl de computer in 30 seconden...

Het ontwerp kostte me maanden,
terwijl de computer in 30 seconden...

alle 16 miljoen aanzichten berekent.

Het fysieke model echter,
bestaat uit 2700 lagen van 1 mm dik.

Het fysieke model echter,
bestaat uit 2700 lagen van 1 mm dik.

Het weegt 700 kilo en bestaat uit plaatmateriaal,
dat dit hele auditorium kan bedekken.

Het weegt 700 kilo en bestaat uit plaatmateriaal,
dat dit hele auditorium kan bedekken.

Het snijpatroon van de laser heeft een lengte
van hier naar het vliegveld en terug.

Het snijpatroon van de laser heeft een lengte
van hier naar het vliegveld en terug.

Toch is er steeds meer mogelijk.

Machines worden sneller
en goedkoper.

Ook komen er veelbelovende
technologische ontwikkelingen aan.

Ook komen er veelbelovende
technologische ontwikkelingen aan.

Dit zijn beelden van de
Gwangju Biennale.

Dit keer gebruikte ik ABS-plastic voor de kolommen
en een grotere, snelle machine.

Dit keer gebruikte ik ABS-plastic voor de kolommen
en een grotere, snelle machine.

Die heeft een gestructureerde, stalen kern
en kan gewicht dragen.

Die heeft een gestructureerde, stalen kern
en kan gewicht dragen.

Iedere kolom is een hybride
van 2 kolommen.

Als je er een spiegel achter zou zetten,
zou je een andere kolom zien.

Als je er een spiegel achter zou zetten,
zou je een andere kolom zien.

Dat creëert een soort
optische illusie.

Waarheen brengt ons dat?

Dit project geeft een vooruitblik
op de onbekende objecten die ons wachten,

wanneer wij architecten geen objecten
meer gaan ontwerpen,

maar processen
om tot objecten te komen.

Je zag één simpel proces,
geïnspireerd door de natuur.

Er zijn er nog talloze meer.

Kortom, we hebben geen beperkingen.

In plaats daarvan hebben we nu
processen in handen,

om structuren te creëren, die we in onze
stoutste dromen niet hadden kunnen bedenken.

om structuren te creëren, die we in onze
stoutste dromen niet hadden kunnen bedenken.

En ik zou eraan willen toevoegen:
er zal een dag komen waarop we ze gaan bouwen.

Dankjewel. (Applaus)