Η παρούσα διπλωματική εργασία της Αθανασίας Κλούρα και της Εμμανουέλας Μυρτάκη, που παρουσιάστηκε τον Ιούνιο του 2021, στο Τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, εστιάζει στην αντιμετώπιση των σύγχρονων περιβαλλοντικών προβλημάτων, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αναζήτηση βιώσιμων λύσεων εμπνευσμένων από την φύση, που ενσωματώνουν τις αρχές οργάνωσης των ιεραρχιών των εξελικτικών διαδικασιών για την επιβίωση και την ανάπτυξη των οργανισμών.

Όταν, η βιολογία συνδυάζεται με την ανθρώπινη ικανότητα για τεχνολογικές και ερευνητικές καινοτομίες, αναπτύσσεται η βιομιμητική προσέγγιση, η οποία δίνει την ευκαιρία στους αρχιτέκτονες να αναθεωρήσουν την ποιότητα ζωής των ανθρώπων.

Οι έξι αρχές της φύσης σύμφωνα με το Ινστιτούτο Βιομιμητικής, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Ιστορικά, η πορεία προς τη βιομιμητική αρχιτεκτονική ξεκινά από τον βιομορφισμό, με τα φυτικά μοτίβα να αποτελούν έμπνευση για εξωραϊστικά στοιχεία. Ταυτόχρονα με τον βιομορφισμό, στον Μεσαίωνα και τη Γοτθική αρχιτεκτονική αρχίζουν να αναζητούνται λύσεις που υπάρχουν στην φύση για την ανάπτυξη βιοεμπνευσμένων δομών, στις οποίες όμως η ομοιότητα της φυσικής μορφής υπερίσχυε της αναζήτησης των λειτουργικών αρχών.

Με έμπνευση τόσο από τον βιομορφισμό όσο και την βιοέμπνευση, η αρχιτεκτονική του Antonio Gaudi παρατηρεί προσεκτικά τη φύση με αποτέλεσμα την ανάπτυξη πλαστικών μορφών, οργανικής διακόσμησης και προηγμένων στατικών συστημάτων.

Στις αρχές του 20^ου αιώνα πρωτοεμφανίστηκε και ο όρος της οργανικής αρχιτεκτονικής για την περιγραφή της διαδικασίας σχεδιασμού που έχει ως αποτέλεσμα την αρμονική συνύπαρξη του φυσικού κόσμου και της αρχιτεκτονικής, ώστε το εσωτερικό και το εξωτερικό περιβάλλον να αποτελούν μέρος μιας ενοποιημένης σύνθεσης. Παράλληλα στις αρχές του 20^ου αιώνα εμφανίζονται οι πρώτες προσεγγίσεις για τη δημιουργία μορφών στην μηχανική εμπνευσμένων από την φύση, μέσω της βιομιμητικής.

Μεταξύ των παραπάνω όρων, υπάρχουν διαχρονικές διασυνδέσεις που μπορεί να δικαιολογηθούν από το γεγονός ότι η κάθε χρονική περίοδος χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη ιστορικών κειμένων που επηρεάζουν τις αντιλήψεις των κοινωνιών που ακολουθούν.

Ιστορική πορεία, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Για την ανάπτυξη μιας βιομιμητικής ιδέας, η βιβλιογραφία διακρίνει δύο προσεγγίσεις. Η πρώτη, η «από την κορυφή προς τη βάση» προσέγγιση, αναφέρεται στο ερώτημα που θέτει ο τεχνολογικός κόσμος στην βιολογία σχετικά με την ύπαρξη στρατηγικών που εντοπίζονται στη φύση για την επίλυση ενός συγκεκριμένου τεχνολογικού προβλήματος.

Στην «από τη βάση προς την κορυφή» προσέγγιση, η διαμόρφωση μιας ιδέας ξεκινά από τη γνώση και τα δεδομένα της βιολογίας. Στο φάσμα μεταξύ των δύο προαναφερθέντων τυπικών προσεγγίσεων, η Maibritt Zari εντοπίζει τρία επίπεδα βιομίμησης, το επίπεδο του οργανισμού, της συμπεριφοράς και του οικοσυστήματος. Το τρίτο επίπεδο είναι αυτό που αναφέρεται στη βιώσιμη μορφή της βιομιμητικής αφού έχει θετική επίδραση συνολικά στο περιβάλλον.

Προσεγγίσεις και επίπεδα βιομιμητικής, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Δεδομένου ότι η βιομιμητική σχετίζεται άμεσα με τις μορφογενετικές διαδικασίες, πρόκειται για μια προσέγγιση που βασίζεται σε τεχνικές δυνατότητες. Από τις αρχές του 20^ου αιώνα έως και σήμερα, o συνθετικός βιολόγος Arnim von Gleich εντοπίζει διαδοχικά τρεις κατευθύνσεις, καθεμία από τις οποίες προσφέρει καινοτόμες λύσεις, ξεπερνώντας τους τεχνολογικούς περιορισμούς της προηγούμενης. Αυτές είναι η λειτουργική μορφολογία, η βιοκυβερνητική και η νανοβιομιμητική.

Κατευθύνσεις ανάπτυξης βιομιμητισμού, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Όπως αναφέρει η ιστορικός τέχνης Christina Codgell, παρατηρείται μια αυξανόμενη τάση για την ενασχόληση με την επιστήμη της νανοβιομιμητικής, η βάση της οποίας αναφέρει ότι οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούν υπολογιστικά εργαλεία μπορούν να ενοποιήσουν τις φυσικές, βιολογικές και γνωστικές αρχές για την ανάπτυξη ενός νέου τρόπου σχεδίασης. Έτσι, ο ορισμός της βιομιμητικής μπορεί να διευρυνθεί και να αναφερθεί ως “natural computing” που περιλαμβάνει τρεις έννοιες.

Η έννοια του “material computation” αναφέρεται στην αφομοίωση της ψηφιοποιημένης πληροφορίας για την υλικότητα, στη βάση του ψηφιακού σχεδιασμού προκειμένου η σχεδιαστική διαδικασία να μπορεί να ενημερώνεται κατά την πορεία της για πιθανά αποτελέσματα, όπως χαρακτηριστικά εστιάζει η έρευνα του Achim Menges και οι πειραματισμοί του με το ξύλο.

Επιπλέον, ο Menges και η συνεργάτιδά του Karola Dierichs έχουν καθιερώσει την έννοια της «αθροιστικής αρχιτεκτονικής», της οποίας τα μεμονωμένα στοιχεία σε κοκκώδη μορφή δε συνδέονται καθόλου το ένα με το άλλο, παρά μόνο μέσω της τριβής και της βαρύτητας.

Σάρωση ξύλινων στοιχείων & πειραματισμοί του Menges με βασικό υλικό το ξύλο, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Έπειτα από το material computation ακολουθεί το “programming matter”, στο οποίο υπάρχει η δυνατότητα να σχεδιαστούν και να αναπτυχθούν συγκεκριμένες υλικές συμπεριφορές μέσω της προσαρμογής των στοιχείων σε μακροκλίμακα και των μορίων σε μικροκλίμακα.

Σε αυτή την κατεύθυνση, η έρευνα της Neri Oxman στο MIT επικεντρώνεται στο χαρακτηριστικό της φύσης να παράγει ανομοιογενή υλικά που συνδυάζουν δομικές και λειτουργικές ιδιότητες σε διαφορετικές κλίμακες.

Στην ίδια έννοια περιλαμβάνεται η έρευνα του Skylar Tibbits που επικεντρώνεται στην αυτό-συναρμολόγηση των στοιχείων υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων τονίζοντας η σημασία χρήσης παθητικών πηγών ενέργειας.

Πειραματισμοί με την μελανίνη στο έργο Totems της Neri Oxman, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Ανάπτυξη νησιών, ανοικοδόμηση παραλιών και προστασία των παράκτιων κοινοτήτων μέσω της δύναμης του ωκεανού / Growing Islands / Skylar Tibbits, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Τέλος, το “biocomputation” αναφέρεται στους τρόπους με τους οποίους τα βιολογικά υλικά και οι οργανισμοί διαμορφώνουν τη δομή και τη μορφή τους καθώς και στο πως οι υπολογιστές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μοντελοποίηση, τη μίμηση και την εξερεύνηση των βιολογικών διαδικασιών. Αντίστοιχα παραδείγματα εντοπίζονται στους David Benjamin και Fernan Federici καθώς και στους LabStudio.

Τα βιολογικά συστήματα ως σχεδιαστικά εργαλεία στο έργο Bio Logic, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Δημιουργία διακλαδισμένων δομών στο έργο Branching Morphogenesis των LabStudio, © Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη

Επομένως, μέσω της βιομιμητικής, η φύση εισάγεται ως η βασική παράμετρος σχεδιασμού και αυτή «προγραμματίζει» τη σχεδιαστική διαδικασία. Ως εκ τούτου, κρίνεται ωφέλιμη η συνεργασία μεταξύ βιολόγων, μηχανικών και άλλων επιστημόνων.

Για να καταστεί δυνατή αυτή η συνεργασία, η εκπαίδευση του αρχιτέκτονα ενδεχομένως θα έπρεπε να περιλαμβάνει περισσότερες κατευθύνσεις προς τη βιολογία ενσωματώνοντας τον βιομιμητισμό στο βασικό πρόγραμμα σπουδών των ελληνικών πανεπιστημίων.

Στοιχεία & Συντελεστές εργασίας:

Τίτλος εργασίας: «Φυσικοποιώντας» την αρχιτεκτονική | Βιομιμητικές προσεγγίσεις στον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, Τύπος εργασίας: Ερευνητική Διπλωματική Εργασία, Σχολή: Τμήμα Αρχιτεκτόνων Μηχανικών (Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης), Φοιτήτριες: Αθανασία Κλούρα – Εμμανουέλα Μυρτάκη, Επιβλέπων καθηγητής: Κωνσταντίνος Σακαντάμης, Ημερομηνία παρουσίασης: Ιούνιος 2021

Υποβάλλετε ένα άρθρο

Το όνομά σας *

Το email σας *

Το θέμα του άρθρου σας *