از زمان اولین نرم افزار CAD در دهه 1980 تا ساخت ربات و حالا ساخت وساز دیجیتال ، طراحیِ معماری در چهل سال گذشته راه درازی را طی کرده است و سرعت این پیشرفت کم نمی شود.

در میان جداول پیش نویس طراحی و فهرست طرح های اولیه دهه ۱۹۸۰بود که اولین زمزمه های طراحی به کمک کامپیوتر از کسانی که در این زمینه متخصص بودند، شنیده شد. برای یک رهگذر معمولی، کامپیوترها فقط یک ماشین بودند، سرد و بی عاطفه ، و قادر به تکرار جریان کار خلاقانه یک طراح ماهر نبودند. با این حال، برای معماری که کار طراحی را درک میکرد، نرم افزار اتوکد قلمروی ناشناخته ای را نشان می داد، دنیای جدید و شجاعانه ای که در آن، طراحی تنها محدود به تخیل شما بود، جایی که زمانی صرف کشیدن طرح های اولیه و چرک نویس های دستی نمی شد. دنیایی که در آن تغییرات تنها با یک کلیک ماوس اعمال می شد.

نرم افزار اتوکد که زمانی انقلابی محسوب میشد ، امروزه در همه جا وجود دارد و سنگ بنای ده ها هزار روش طراحی در سراسر جهان است . فناوری که همه ما از آن استفاده می کنیم ، راه را برای چندین صنعت جدید هموار کرده است.  (و سوال اینجاست که آیا دوست داریم که از آن استفاده کنیم؟) هر یک از این صنایع در حال شکوفایی، فناوری اتوکد را به شیوه هایی مهار کرده اند که پیش از این غیرقابل تصور به نظر می رسیدند و در نهایت بخش معماری را با ابزارهایی مانند چاپگرهای سه بعدی، ماشین های CNC و ربات هایی در اشکال و اندازه های مختلف تجهیز کرده اند. این فناوری ها به سرعت به متحدان قابل اعتماد معماران تبدیل می شوند. اما ساخت و ساز دیجیتالی به چه سمت و سویی می‌رود و آیا می‌توانیم آن را ادامه دهیم؟

ساخت و ساز دیجیتال ، تلفیقی از فن آوری و خلاقیت است، که در آن فرایندهای طراحی و تولید تحت کنترل کامپیوتر برای تغییر روش معماران و طراحان به اکتشاف، نمونه سازی، تولید انبوه و ساخت وساز به کار گرفته می شوند.

بله درست است، همه چیز با اتوکد شروع شد، اما ما در چهل سال گذشته راه زیادی را پیموده ایم. به طور سنتی، طراحی دستخوش عوامل خارجی بوده است. یک طراح از دانش و شهود خود برای خلق طرح ها با کمک یک برنامه طراحی کامپیوتر ای استفاده میکرد تا آن را "روی کاغذ" بیاورد. ما از صفحه چک نویس به صفحه کلید تغییر مکان داده بودیم، اما روند کار تقریباً به همان منوال بود.

با این حال، از آنجایی که فناوری با سرعتی پیشرفت کرده است که بعید می‌دانم بسیاری از ما واقعاً بتوانیم باور کنیم، ما از روش طراحی سنتی اتوکد، که توسط زمان، منابع یا مهارت طراح محدود شده است، گذر کرده‌ایم. ما دیگر از این روش پیش‌نویس دستی و محدودیت‌های آن برای تعداد گزینه‌های طراحی که می‌توان در نظر گرفت، راضی نیستیم. معماری به عنوان یک حرفه روز به روز پیشرفته تر می شود و ابزارهای ما نیز باید همین طور باشند.

امروزه طراحی محاسباتی و طراحی مولد، در این مسیر پیشرو هستند. این روش‌های طراحی، از ترکیبی از الگوریتم‌ها و پارامترها برای حل مشکلات طراحی با پردازش کامپیوتری پیشرفته استفاده می‌کنند، که امکان تکرار و تنظیمات بسیاری را فراهم می‌کند . گزینه‌های انتخابی زیاد بر اساس هر یک از مولفه ‌ها، آزمون ها و آزمون های بیشتر، با صرف زمان کمتر. هر مرحله از فرآیند به زبان کامپیوتری رمزگذاری شده قابل تکرار ترجمه می شود. این نرم‌افزار از این اطلاعات در کنار پارامترهای خاص پروژه برای ایجاد الگوریتم‌هایی استفاده می‌کند که مدل‌های دیجیتالی را تولید می کنند و تجزیه و تحلیل کامل طراحی را انجام می دهند و به طراحان اجازه می‌دهد تا هر تعداد از فاکتورها را تنظیم کنند. تقریباً هر ویژگی ، از بهره وری انرژی و یکپارچگی ساختاری گرفته تا مصالح و عناصر زیبایی شناسی را، می توان برای بهینه سازی طراحی تنظیم و تغییر داد.

طراحی محاسباتی و طراحی مولد همچنین به ما این امکان را می دهد که یک طرح را به اجزا یا بخش هایی تقسیم کنیم که می توان آنها را تکرار کرد، فرآیندی که بعداً در مراحل ساخت و ساخت پروژه کمک می کند. این یک سبک از طراحی است که امر پیش ساخت را متحول کرده است. طراحی محاسباتی و طراحی مولد توانایی ما را برای کشف و پیش بٌرد مرزها به صورت تصاعدی افزایش می‌دهد، همان‌کاری که اولین نرم افزار CAD برای پیش‌نویس‌های دهه 80 انجام داد.

جنبه های زیادی در صنعت ساخت و ساز دیجیتال وجود دارد که معمولاً به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: افزاینده و کاهنده . یکی از رایج‌ترین سبک‌های افزاینده پرینت سه بعدی است. در دوره ای هستیم که یک جستجوی درست در مورد خلاقیت ها، اخبار فراوانی از سایت های ساخت وساز در سراسر جهان ارائه می کند و همه چیز را در ساخت و ساز معماری تغییر می دهد. چاپ سه بعدی برای کاربردهای زیادی در معماری مورد استفاده قرار می گیرد. در مقیاس کوچک تر، از آن برای مدل ها، نمونه های اولیه یا تولید اجزای ساختمانی استفاده می شود، اما کاربردهای آن گسترده و در حال رشد است. توانایی ساخت طرح های پیچیده، که پیش از این بسیار مشکل یا پرهزینه تلقی می شد، اکنون در دسترس است، چرا که معماران چاپ مواد را در اندازه ها، شکل ها و تراکم های مورد نظر خود سفارش می دهند. ما دیگر محدود به مشخصات سازنده نیستیم.

یکی دیگر از جنبه های محوری قلمرو ساخت و ساز دیجیتال، ساخت دیجیتال کاهنده است. در حالی که پرینت سه بعدی مواد را لایه به لایه اضافه می کند، ساخت کاهنده با مقدار زیاد مواد شروع می شود و آن را تا حد کمال کاهش می دهد و اطمینان حاصل می کند که هر میلی متر از این کاهش محاسبه می شود. فرزکاری CNC، برش لیزری و فناوری های مشابه در این دسته قرار می گیرند. این تکنیک ها که زمانی فقط برای تولیدات پیشرفته در نظر گرفته می شدند ، اکنون نفوذ قابل توجهی به ساخت و ساز معماری پیدا کرده اند.

ساخت و ساز دیجیتالِ کاهنده اغلب برای کارهای دقیق در معماری استفاده می شود.  اینگونه روش ها چه کنده کاری، حکاکی و یا جفت کردن جزئیات پیچیده در یک نما باشد یا تشکیل اتصالات دقیق برای پیوند اجزای سازه ای، بارها و بارها دقت بی نظیری را ارائه می دهند. 

مصالح نقش اساسی در این فرآیند دارند. ابزارها و تکنیک‌های مختلف برای مواد مختلف، از چوب‌های سخت گرفته تا فلزات و انواع سنگ، بهینه‌سازی شده‌اند و همانند چاپ سه بعدی، شبیه‌سازی‌ها و آزمایش‌های دیجیتالی را می‌توان قبل از هدر رفتن هر ماده ای انجام داد. ترکیب صنایع دستی سنتی با فناوری مدرن، ما را به احیای دوبارۀ جزئیات معماری در طراحی سوق می دهد،و ساخت و ساز دیجیتالی کاهنده طرح های پیچیده را با صرف زمان و هزینه کمتر تسهیل می کند.

همزمان با اینکه روایت ساخت و ساز دیجیتال همچنان به تکامل خود ادامه می دهد، ، ادغام رباتیک و هوش مصنوعی به عنوان یک فصل مهم ظاهر می شود. رباتیک که زمانی عمدتاً با تولید صنعتی در ارتباط بود، اکنون جایگاه خود را در حوزه معماری پیدا کرده است. این ماشین‌ها که با دقت و کارایی خود برجسته می‌شوند، در مراحل مختلف طراحی و ساخت و ساز به کار گرفته می‌شوند و دقت و سازگاری را تضمین می‌کنند.

با این حال، پتانسیل واقعی این سیستم های رباتیک زمانی محقق می شود که توسط هوش مصنوعی تکمیل شوند. برخلاف ماشین‌آلات سنتی، ربات‌های مبتنی بر هوش مصنوعی صرفاً مجری وظایف از پیش تعریف‌شده نیستند. آنها می توانند اقدامات خود را بر اساس داده ها و بازخوردهای بلادرنگ تجزیه و تحلیل، تطبیق و بهینه کنند. به عنوان مثال، در طول یک فرآیند ساخت، اگر ناهنجاری در یک ماده شناسایی شود، هوش مصنوعی می‌تواند فوراً عملیات ربات را مطابق با آن تنظیم کند و از یکپارچگی محصول نهایی اطمینان حاصل کند، در زمان صرفه‌جویی کند و ضایعات را کاهش دهد، و  اینها را با حفظ استانداردهای کیفی دقیق انجام می دهد.

مانند بسیاری از موارد در معماری این دوره از زمان ، پایداری در خط مقدم گفتگوی ساخت وساز دیجیتال قرار دارد و خوشبختانه، به این ترتیب یک متحد طبیعی پیدا می کند. هر یک از فناوری‌هایی که به سرعت در حال پیشرفت هستند، دقت را تضمین می‌کنند، ضایعات را به شدت کاهش می‌دهند و از توانایی طراحان برای ایجاد سازه‌هایی هماهنگ با محیط خود و در عین حال پاسخگویی به نیازهای ساکنانشان پشتیبانی می‌کنند. در یادگیری و اتخاذ این استراتژی‌های جدید، معماران و طراحان می‌توانند رویکردی متفکرانه را برای طراحی و ساخت در آینده تضمین کنند.

نویسنده: سامانتا فرو

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .