Robotecture

Zapojení custom-made digitální fabrikace do procesu navrhování a realizace architektonického díla přináší úvahy nad novým globálním stavebním slohem.

Digitální revoluce staví na výhodách pokročilých technologiítransformuje podobu mnoha odvětví napříč lidskou činností. Architektonická studia, opomenu-li těch několik výrazných, ji však objevují neochotně a velmi opatrně. Tužka a papír jsou stále nejefektivnějšími nástroji pro komunikaci mezi tvůrcovou myslí a jeho klienty. Stejně tak přetrvává důvěra v tradiční stavební materiály, která do jisté míry vychází z nedostatečné prověřenosti a vysoké ceny materiálů nových. Navíc stavební průmysl v současnosti efektivně zpracovává spíše tradiční pravoúhlé tvary, ze kterých se následně skládají stavební celky budov.

Masivní výpočetní síla architekturu chtě nechtě ovlivňuje a transformuje. Někteří tvůrci se vůči tomuto vývoji vymezují, jiní jej s nadšením přijímají a ostatní netečně stojí stranou. Myslím si, že hodnotit dopady digitální revoluce na architektonický styl či přímo sloh je stále předčasné, avšak osobně nechci stát stranou této transformace. Vedle tradičních úloh každého architekta totiž vnímám za důležité také neustále objevovat, zkoumat a přicházet s novými řešeními a přístupy. Proto abych mohl lépe onu digitální transformaci pochopit a zaujmout vůči ní nějaký názor, strávil jsem půl roku prací v „Digital Fabricatin Laboratory“ v portugalském Portu. Jedním z hlavních pilířů tohoto architektonicko-výzkumného pracoviště je hledání nových forem a přístupů skrz využití robotické výroby v procesu návrhu a tvorby.

Robotická konstrukce  free-form cihelného sloupu

Hestnes Column Assembly je název projektu zpracovaného v Digital Fabrication Laboratory v Portugalském Portu. Ověřuje roli robotického ramene v procesu hledání formy a její následné stavební realizace zvané digitální fabrikace. Stroj tvoří nedílnou součást konstrukčního postupu cihelného sloupu, jehož geometrie je informována vstupními parametry. Robotické rameno tvoří nepostradatelný můstek mezi virtuálním a reálným prostředím a umožňuje zhmotnit většinu neomezených digitálních forem efektivním způsobem.

Pracovní cyklus začíná přichycením stavebního bloku pomocí vakuového gripperu, následuje nanesení lepidla na spodní stranu cihly. Robot se přemístí do bezpečné roviny, z níž s velikou přesností položí připravený prvek na své konkrétní místo. Jednou proměnnou v tomto cyklu je poloha každé nové cihly. Rychlost robotického ramene dosahuje až 2 m/s a kompletní proces stavby tohoto konkrétního tvaru trvá přibližně 50 minut.

Robotecture

Robotecture

Robotecture

Komunikace s robotem

Příprava procesu z digitálního prostředí probíhá v tomto případě skrz specializovaný plugin KUKA|prc vyvíjený asociací Rob|Arch. Jedná se o zásuvný modul do kombinace programů Grasshopper / Rhino 3D. Tento program umožňuje virtuální vizualizaci postupu v konstrukčním čase včetně zobrazení pohybových křivek robotického ramene, díky čemuž lze předejít kolizím a komplikacím a připravit tak plynulý proces tvorby.

Následující animace zachycuje simulaci stavby cihelné konstrukce před samotnou finální kompilací příkazů pro robotické rameno.

Neobvyklé formy a neznámé možnosti

Digitální výroba přináší do procesu architektonické tvorby nové přístupy. Tradiční materiály mohou být použity inovativními přístupy; přesným polohováním jednotlivých cihel například vzniká stěna plynoucí po křivkách odvozených z proměnlivých parametrů jedinečných pro každé podlaží. Z běžných technologických postupů se díky robotickým nástrojům stávají multifunkční tvarovací procesy free-form konstrukcí; například vysokopevnostní vláknový beton nalitý do forem opracovaných šestiosou CNC frézou vytvoří pestrou paletu jedinečných fasádních panelů reagujících na vnější proměnné. Zároveň se do popředí zájmu dostávají technologie velkoformátového 3D tisku celých stavebních objektů. Všechny zmíněné postupy by bez využití pokročilých technologií vyžadovaly neúměrnou časovou investici společně se značnými investičními náklady. Tyto dva kritické faktory díky současným technologiím odpadají nebo jsou minimalizovány.

Robotecture