+7(495) 988 7593
+7(499) 748 1173

Интеллектуальная интерактивная архитектура Статьи и публикации Интеллектуальная интерактивная архитектура

Оглавление:
В начало



Архитектура как зеркало

Архитектура бывает интерактивной, то есть вступает во взаимодействие на двух уровнях. В простом случае динамичные изменения в окружающем мире регистрируются статическим сооружением на протяжении времени. Примеры таких регистраций - отражения в зеркалах и тени. Более медленная реакция наблюдается в звуке, где эхо может длиться до 8 секунд. Ещё более медленная регистрация - это "впитывание" зданием окружающих изменений и возврат их наружу - к примеру, когда южная стена здания впитывает солнце днём и отдаёт тепло ночью. Это приводит нас к более сложным воздействиям.
Когда ветер гуляет по воде, то вода забирает часть его энергии, превращая её в волны. Когда солнечный свет отражается от поверхности волн, образуются движущиеся и танцующие блики, которые отражаются на различных деталях здания, например, на его потолке. От ветра, гуляющего по зданию, некоторые детали приходят в движение и шумят. Звуки отражаются в окружающем пространстве.

Я говорил о свете; его изменения постоянны, возникая как из общего вращения Земли, Луны и Солнца, так и из-за непрерывно меняющихся погодных условий, вследствие образования облаков. Ветер является результатом этой природной системы, также как и растения, деревья, животные и человек. Все в мире демонстрирует линейные и нелинейные примеры существования.

Воззрение на архитектуру как на поле или почву, которая отражает природную систему и систему человеческой деятельности, является весьма привлекательным. Б.Эванс в своих ранних работах обсуждал реализацию этих принципов в большой архитектуре 16 и 17вв., где человеческая деятельность воспринималась как мимолетное событие. Мы все бывали в королевских дворцах, где королевская спальня открывается в комнату для завтрака, которая открывается в личный салон, и все пространства имеют одинаковое очертание. Единственное различие заключается в мебели и функциональном назначении.

Роль архитектуры в динамично изменяющемся окружении традиционна. Она относится не к использованию новейших электронных технологий, но к пониманию архитектором природы того места, в котором он ставит свой дом.

В начало



Динамические перемены

Я считаю, что для нашей архитектурной беседы важно отметить врожденную способность человека иметь дело с динамичными переменами. Как архитекторы, мы часто бываем одержимы идеей структурной деформации и красоты статического объекта. Мы развивались миллион лет, чтобы справиться с часто невероятными динамичными системами. Пожалуй, лучший пример этому можно наблюдать на стадионе - как можно вычислить комплексную траекторию 22 игроков и мяча в движении?
В начало



Машины

На протяжении последних 7-10 тыс. лет люди экспериментировали с созданием машин. Сложность и изощренность их постоянно растет. Использование машин всегда отражалось в строительстве. Впрочем, в этом исследовании не будут рассматриваться вопросы механизации строительства и механистические формы, позаимствованные от современных машин. Большинство своей творческой жизни я был практикующим архитектором, разрабатывавшим здания стоимостью не более 1000 фунтов за кв.м. Это были большие и дешевые сооружения. Я думаю, что и в ближайшем будущем они будут выглядеть большими, инертными и бессловесными. Они будут также отражать окружающий мир, лишь с большим наличием архитектуры. Тем не менее, в здание просачивается все больше технических и электронных систем, и это безусловно влияет на наше восприятие архитектуры. К примеру - искусственное освещение, отопительные и вентиляционные системы. По сравнению со зданием, в котором они находятся, эти системы малы и высокоэффективны.
В начало



Семейство интеллектуальных объектов

Общеизвестная архитектурная метафора говорит, что дом это организм, а обеспечивающие его системы - это нервы, пищеварительная, дыхательная и кровеносная функции. Метафора может и ошибаться...
Объекты, расположенные внутри здания, становятся все более интеллектуальными и автономными. Мы имеем интеллектуальную систему освещения, местного отопления и вентиляции. Также существуют интеллектуальные солнцезащитные козырьки, акустические и охранные системы. Поэтому более точной метафорой будет семейство интеллектуальных объектов в нашем сооружении, которые могут общаться с нами и между собой. Общаться друг с другом они будут посылая сообщения, используя встроенные микропроцессоры, выдающие различную информацию. Немецкая компания Сименс уже сейчас производит системы коммуникаций, насчитывающие до 60 тыс. компонентов.

Множество таких компонентов созданы для взятия информации из окружающей среды, такой как температура, уровень освещения, скорость ветра или шум. Некоторые компоненты способны принимать простые послания от человека. Они ощущают наше присутствие по излучаемому нами теплу или движению. Мы можем, в принципе, не вступать с ними в контакт, лишь изредка используя выключатели. Я считаю, что нужно стимулировать участие архитектора в этих быстро развивающихся интеллектуальных системах, не отдавая их целиком в руки специалистов. Они являются частью второго уровня интерактивной архитектуры.

В начало



Интерактивный архитектурный семинар Барлетта

В Барлеттской архитектурной школе мои коллеги П.Сильвер, В.Маклин и я вели дипломную группу, в которой мы изучали возможности интеллектуальной архитектуры.
Первой характеристикой такой архитектуры является ее принадлежность ко времени, ибо всякое изменение имеет свой временной промежуток. Мы изучали множество работ кибернетиков, такие как "Изучение контроля и коммуникации у животных и машин".

Образцом для всякой механической реагирующей системы является человеческий организм. В нем есть множество сенсорных способностей, реагирующих на сигналы и источники информации. Существуют механизмы получения необходимой информации из потока и центральный процессор, выносящий суждения и настраивающий программу действий и нервную систему, которая доносит их до мускулов. Когда обратная связь укрепляет систему, она считается позитивной, когда она идет против системы - она негативна.

В живых организмах биологическая обратная связь используется для контроля физиологических процессов. В механических системах ранним примером может служить поршневой редуктор паровой машины. Он включал в себя два скрепленных вращавшихся поршня, приводивших систему в движение силой центрифуги. Движение поршней контролировалось паровым клапаном, закрывавшимся при нарастании скорости. Таким образом эта машина была саморегулирующейся. Сейчас можно найти множество примеров реагирующих систем, начиная от простого термостата радиатора в современном аэроплане.

Секретный бомбандировщик - самолет, который в принципе не может летать из-за неуравновешенной аэродинамики, но благодаря встроенной интеллектуальной системе быстрого реагирования и навигации он постоянно корректирует свое движение. Без подобных систем человек не мог бы осуществлять динамический контроль над собственным передвижением. Простые контролирующие системы работают на основании того, что условия, цели и варианты функционирования заранее известны и постоянны. Эти системы внешне "интеллектуальны" и даже "разумны". Идут бесконечные философские дебаты о природе интеллекта, которые лаконично выразил Туринг, предполагая, что предписывание интеллекта машине - вполне интеллектуальный поступок.

Взаимосвязь между кибернетикой и архитектурой в Англии осуществлялась многими людьми с конца 60-х годов. Первой выдающейся личностью был Г.Пак, умерший в 1996г., -наиболее известный кибернетик в стране. Его длительная связь с Архитектурной Ассоциацией исходила из его заинтересованности в физической природе открытий, принадлежащей человеческим ощущениям, обучению и развлечению. Джон Фрейзер, профессор архитектуры в гонконгском политехническом университете, продемонстрировал широкий спектр возможностей интерактивных систем в архитектурной среде, которые могут самообучаться и демонстрировать рост уровня интеллекта.

Нашей задачей является продвижение их работ дальше. Мы имеем дело с исследованием природы динамики архитектурной среды. Поэтому мы рассматриваем деятельность интерактивных объектов. Это обращает нас к области размышлений, особенно к работе Р.Грегори, а также к пониманию роли искусства, как в работе Э.Гамбрига. Для нас становится значимым восприятие ландшафта, также как и статичной архитектуры.

Этим работам близка теория хаоса, когда существует множество объектов, каждыйиз которых имеет собственную модель поведения, общая картина выглядит хаотически. Стабильность в хаотической системе возникает от двигательного импульса. Простым примером является круговорот воды в природе. Таким образом, мы можем предполагать, что группа архитектурных объектов обладает таким поведением.

Интеллектуальные "архитектурные объекты" получают множество информации из внешней среды. Частью этой среды является наше собственное поведение. Это приводит к вопросу об обратной связи человека с миром. Общаемся ли мы с ним тем или иным образом?

Вопрос сложен, так как большая часть нашего поведения имеет невербальный характер. Футболист не может выразить свою игру в словах или математических формулах. Уставший человек не всегда говорит о своей усталости, но ее можно заметить по движениям тела и тембру голоса. Можно запрограммировать объект на воспринимаемую нами картину мира и человеческого произведения, но было бы намного лучше, если бы объект сам обучался на своем опыте.

Возможно создание программ, которые путем экспериментов находят способ работы системы для достижения поставленной цели. Один из методов использует генетический алгоритм создания и тестирования различных способов поведения. Это - процесс эволюции поведения.

Объекты способны находить информацию об успешных стратегиях. Для этого им нужно уметь общаться друг с другом, что предполагает общую программу для их диалога и общий язык. Объекты могут учиться различать составные части поведения в окружающей среде, что также относится к искусственному интеллекту.

Невозможно протестировать все качества интеллектуальной архитектуры без создания экспериментальных моделей и множества работы, сосредоточенной в этом направлении. Последняя инсталляция в Кроубарской галерее в Лондоне была описана П.Сильвером в статье "Гиперповерхностная архитектура". Это был групповой проект. Индивидуальными проектами являлись собственно научные исследования. Один из таких проектов - М.Хаулэнда - демонстрировал стену, способную запоминать прошлое. Эти работы исследуют возможность контакта между людьми и интеллектуальными объектами. Из простых примеров - семейство интеллектуальных - говорящих напольных светильников У.Хаккиса; экран, реагирующий на группу танцовщиков Б.Дюфи и интеллектуальные зеркала Р.Джеймса.

Несколько отличаются от них проекты, заставляющие архитектуру мыслить при ее реакции как на изменения в окружающей среде, так и на человеческое поведение. Д.Плейтс создала виртуальный бассейн, реагирующий на идущих над ним людей расширяющимися световыми кругами. Наблюдение за бассейном и за перемещающимися людьми составляет два различных зрелища с собственной архитектурной значимостью.

Когда объекты общаются друг с другом, наблюдатель может вступить с ними в диалог или ждать результата. Т.Холдом изучал алгоритмы общения между объектами и между объектом и человеком, используя человеческий алгоритм. Том встраивал микрокомпьютеры в интеллектуальные объекты, чтобы они могли управлять своим автономным существованием. Это исследование было развито Д.Брюгесом, К.Леундом и Ф.Айресом.

Работа Д.Брюгеса представляет собой исследование природы тактильных ощущений и работы нервной системы в качестве образца интеллектуальной архитектуры.К.Леунд был героической фигурой нашей команды и создал язык программирования миникомпьютеров для свободного общения, которое демонстрирует его Кроубарская инсталляция.

Возможность рассредоточения интеллектуальной среды позволяет нам изучать возможности локальных интеллектуальных структур. Много лет назад Г.Пак создал серию тентовых конструкций, в которых его заинтересовали достоинства информационного содержания их форм и материалов. Теоретически возможно управление тентовыми структурами, вытягивая и укорачивая ее растяжки. Проект А.Ричтер показал возможность создания исчерпывающего разнообразия форм, а последующий проект Ф.Додда включает миникомпьютеры, контролирующие растяжение и создающие интеллектуальную структуру.

Некоторые члены нашей группы заинтересовались способами общения элементов интеллектуальной архитектуры с внешней средой. Я считаю, что можно создать очень полезные устройства, демонстрирующие наше постоянное взаимодействие с природой и друг с другом и обладающие своей внутренней красотой. Е Камбокос разрабатывал тему реакции архитектуры на ультрафиолетовые лучи и образование облаков. Д.Тауненд изучал возможность трансформации архитектурных элементов для воздействия на воздушные частицы.

Моя текущая работа посвящена пассивной вентиляции и естественному освещению. Как наиболее экспериментирующий архитектор в нашей группе, я остерегаюсь возврата к статичным или простым механическим системам. В целом, первые из них сырые, а вторые громоздки и нереальны. Внедрение интеллектуального контроля в интерактивной системе позволит нам создать группы малых объектов, реагирующих на изменения и образующие постоянно изменяющийся мир. Примерно так будет выглядеть архитектура 21 века.

Источник: С.Гейдж, "Architectural Design" N 11-12/1998