你可能聽說過3D打印，也可能見過很多用3D打印技術做的作品。但我們所知道的數字設計對各行各業的影響可能只是冰山一角——其發展之快令人驚嘆。
最近，開學典禮在建筑與城市規劃學院舉行上海在“數字未來”系列活動中，一系列關于數字設計與構建的前沿實驗成果吸引了眾多師生的關注。
我們來看看這個——同濟建筑與城市規劃學院門口豎立的最新一座橋，是世界上第一組由3D打印完成的人行橋，跨度分別為4米和11米。
據悉，本次活動以“可視化與物化”為主題，也是同濟建筑與城市規劃學院的夏令營活動，包括開放日參觀、建筑工作營、圖形思維與數字建筑論壇、建筑工作營成果展示四個部分。
建筑與城市規劃學院袁峰教授介紹，今年的活動不僅邀請了來自全球高校的8位優秀導師，還由8臺機器人、2臺CNC計算機數控機床、5架無人機、UWB室內定位設備、熱像儀和數臺3D打印機提供支持。受邀參加今年暑期夏令營的146名學生是從前期報名的300多名學生中選拔出來的。他們來自國內外55所高校，12個建筑設計。機構。其中留學生包括SCI-ARC、AA、加州大學伯克利分校、倫敦大學學院、羅德島設計學院、愛丁堡大學、康奈爾大學等。，而國內院校則來自同濟大學、清華大學、東南大學、華南理工大學等院校。
袁峰表示，本次夏令營的一個重要目標是共同探討數字化未來的可能走向。對于建筑、結構工程、材料科學等傳統學科來說，是時候讓我們一起思考，討論一下在這個戲劇性的時代，學科的邊界和發展了。
數字化的未來是什么？在這次夏令營中，國內外建筑領域的師生帶來了他們的成果——
1、犀牛金庫
這個小組的工作營是由蘇黎世聯邦理工學院的菲利普布洛克研究小組和扎哈？哈迪德數字設計研究小組聯合教學?；跈C器人3D泥塑打印，對結構信息進行建模，轉換成打印路徑，最終實現實體構建。打印的拱石組件將用于建造更大的拱結構。學生使用RhinoVAULT插件尋找形狀并優化結構，同時操作3D粘土打印和燒制，最終組裝出結構優化的足弓裝置。
2、機器人木工縫紉
這個小組討論了基于機器人的木材縫紉數字化技術，將平面膠合板直接連接起來，通過縫紉形成復雜的三維自由形狀。基于機器人木材縫紉技術的木材彈性彎曲縫紉三種研究并行進行:個別學生通過探索紡織圖案和紡織工藝，創建一個薄片材料的材料體系，并希望將其擴展到木材等更厚的材料。在個人研究的基礎上，學生分成小組，選擇一些材料系統的原型進行更大規模的材料實驗，從而創造出一種可以創造封閉單元的建造策略，以期在建筑尺度上進行建造。最后，木材的大規模建造模型全面展示了木材縫紉系統的性能，為機器人自動縫紉系統做了很好的實證研究。
3.3D打印的身體架構
對身體與建筑關系的研究由來已久。在維特魯威之前，人們試圖將建筑的比例與人體的尺寸聯系起來，現代人體與建筑的關系已經發展到一個有趣的地步:建筑師涉足時尚，設計出一些精致的3D打印衣服。
工作營強調了兩個初始問題。首先，通過研究自然模式——如生長、分枝和填充——我們將學習自然界的動態表達。學生可以生成受生物學啟發的圖案，學習這些幾何圖形背后的意圖是理解動態的物質表達，如線性或曲線運動；其次，將人體如皮膚張力、肌肉運動、受力分布等作為這類研究內容，嘗試將生物學啟發的幾何模型與人體表現相結合。最終，人們關注的目標是3D打印過程，來設計和打印“身體建筑”——3D打印外套將與人體的肌肉和動作相關聯，尼龍SLS材料打印技術將用于生產堅硬的物體。
4.無人機群誘發的城市環境。
借助無人機群攜帶的傳感器，在城市上空探測和構建城市的數字環境；通過大數據學習，可以把無人機群體變成一個“智能”的團隊，可以為我們傳遞全新的時空信息；從中可以了解到很多影響城市空間的參數，如建筑形態、植被、地形變化、小氣候等，這些都是日常視角無法感知的。最后，利用可視化技術和工具，將原始數據進行藝術化翻譯，將城市環境映射為建筑設計、藝術創作和視覺表達。
5、超薄紙板大跨度建筑
利用超薄板搭建了一個小型殼體，用于探討和研究一種新的以材料結構性能為目標的殼體結構概念設計方法。通過學習設計過程，學生學習殼體找形理論和軟件模擬過程。同時通過施工的過程，完成對結構細節的理解和設計優化。
6、數字折紙編程
參數化折紙將復雜的幾何形狀和空間變量進行合成、變換和變形，從而對空間表達進行新的嘗試，最終的結果是一個大型的空間薄板折疊裝置。這項研究將復雜幾何形狀的各種變化屬性與物理模型結合起來，激發學生的空間想象力，并在紙張的幫助下創造新的形式語言。
7.從詩歌到場所的轉變。
隨著VR技術在我們生活中的深入，建筑師對VR也會有不同的想法。在這里，通過一種文本摘要的可視化翻譯——詩歌，為創作者提供了探索VR意義的各種可能性。這里的場所包含了空間和活動于其中的人，可以用來詳細描述詩歌的意境，也可以只是配合這種意境的表達，甚至可以表達對意境的不同看法...工作營分為2-3組，每組完成一組詩詞和場所的翻譯設計，包括模型制作、空間搭建、人物表演拍攝等。通過這種在虛擬空間中的創作過程，我們暫時放下了對建筑材料、結構、構造等因素的束縛，試圖完全通過場所感來表達設計意圖， 使其成果能像任何藝術作品一樣被欣賞，用詩歌的力量觸動體驗者的心弦。
8、風洞可視化
工作營的目的是探索在建筑設計的初始階段，利用物理風洞和AR(增強現實)工具探索建筑形態的可能性，讓環境表現成為城市和建筑形態的驅動參數。
在物化上，以風洞作為風環境的主要模擬工具，完成建筑形態的研究和概念設計，使風環境數據與建筑主體形態之間產生互動和反饋，在考慮舒適風速和溫度的條件下，得到最終的建筑幾何形態。在可視化方面，利用不同的工具對風這一無形元素進行研究，研究結果體現在建筑形態的調整和設計上:在物理方面，利用煙霧可視化工具觀察建筑周圍的流動痕跡；數字方面，基于CFD的計算結果，建立一個帶有AR技術的APP，通過攝像頭觀察氣流帶來的不同效果。
9、行為可視化
行為可視化是通過數字化技術采集建筑空間中人的行為數據，并與空間結構進行匹配分析，最終檢測和驗證空間與行為共生關系的建筑研究方法。借助數字化技術，可以準確、全面地收集行為數據信息，建立基于大數據的系統統計分析和可視化呈現，為微觀層面的單體建筑設計和整改提供方法參考。
10.機器人3D打印
機器人平臺為3D打印技術的發展和實現提供了新的可能性。該機器人極大地擴展了將3D打印技術應用于建筑領域的可行性，無論是規模打印還是復雜系統打印。工作營以傳統的三維打印原理為基礎，結合結構性能設計，探索建筑規模的三維打印的可能性和可行性。通過機器人3D打印實現了定制單元的量產，通過搭建定制的3D打印模塊完成了跨度為4米和11米的兩座3D打印橋梁，驗證了3D打印建筑產品的結構穩定性和可靠性。
11、機器人木結構
探索“結構幾何”設計方法在木結構建筑設計中的應用，以建筑機器人為工具，探索木結構建筑的機器人數字化施工技術。工作坊以木網殼結構原型為基礎，探討“后期成型”木網殼結構在自由曲面形態中的應用潛力。首先在設計平臺上對自由曲面網殼結構的找形進行仿真優化，然后通過結構性能仿真優化網殼結構的構件尺寸，利用機器人施工工具實現結構構件的大批量定制生產。
這一次”上?！皵底治磥怼闭褂[將持續到今年9月30日，各界人士均可參觀同濟建筑與城市規劃學院。歡迎大家來參觀~