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關(guān)鍵詞：材料 數(shù)字建造 數(shù)字工藝
摘要：文章翻譯并增改自《The Robotic Touch》一書中的章節(jié)導(dǎo)言，闡述了 ETH 建筑學(xué)院數(shù)字建造教研室 DFab（Digital Fabrication）對于數(shù)字建造技術(shù)下材料、工具和設(shè)計三者關(guān)系的思考；文后附以6組方案，簡要介紹了 DFab 自2005年以來的教研成果。
Keywords: material, digital fabrication, digital handcraft
備注：下文出自 DFab 于2014年出版的《The Robotic Touch》第三章同題導(dǎo)言，中文版本翻譯自德語原稿并有所增改，與書中英譯版存在部分差異。
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對于“建造”，我們可以肯定它不只歸屬于建筑這一項領(lǐng)域，而應(yīng)該屬于更大的物質(zhì)概念的范疇。于是我們提出進(jìn)一步的觀點(diǎn)：“建造”是一門關(guān)聯(lián)人與物質(zhì)的學(xué)問和藝術(shù)，它把眾多的物質(zhì)材料轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄖㄖ蚪ㄔ於蔀橐粋�空間和幾何的整體。而在機(jī)器人參與的“數(shù)字建造”中，“建造”以一種全新的激進(jìn)方式，將設(shè)計和生產(chǎn)清晰地聯(lián)系在了一起。與此同時，眾多事實(shí)都在證明，機(jī)器人與建筑的傳統(tǒng)構(gòu)造和材料不斷緊密地結(jié)合，構(gòu)造及材料內(nèi)在“建構(gòu)性的自然屬性”[02]通過與信息時代的數(shù)字化邏輯共同作用，使得建造的傳統(tǒng)得到了延續(xù)，眾多傳統(tǒng)材料都在當(dāng)代挖掘出了自身的潛力，找到了新的表現(xiàn)形式， 。
本文想要強(qiáng)調(diào)的其中一項中心論點(diǎn)是：建筑學(xué)正在醞釀一項重要的變革，我們理解材料和建造的方式將會得到改變和發(fā)展，只是遺憾的是，我們至今幾乎沒有深刻地討論過這個問題。作為全新的建造工具，機(jī)器人的介入，不僅在一方面導(dǎo)致了學(xué)科內(nèi)對建造原則和材料屬性理解的根本性轉(zhuǎn)變，同時在另一方面，因為傳統(tǒng)建筑材料和建造方式在完全革新的建造生產(chǎn)中得到了全新的詮釋，我們也能夠以此為契機(jī)，重新回歸到傳統(tǒng)中去。材料作為建筑的物質(zhì)根本，構(gòu)造作為聯(lián)系物質(zhì)的內(nèi)在關(guān)系，工具作為建造中介入的第三方，這三個要素自古以來就不可分割。要在物質(zhì)屬性這一層面上去理解建筑，我們必須把建筑理解為三者共同作用下的產(chǎn)物。在當(dāng)代技術(shù)高速發(fā)展的大環(huán)境下，工具的持續(xù)革新不斷改寫著構(gòu)造的可能性，同時各種材料也籍此不斷挖掘出自身更多的潛力。機(jī)器人的應(yīng)用正是技術(shù)發(fā)展的一個重要表現(xiàn)，材料、構(gòu)造和設(shè)計三者間的關(guān)系，也因為當(dāng)代對機(jī)器人的應(yīng)用變得更為緊密了。
在更深的層面上，建筑和建造有著不可割裂的關(guān)系，本質(zhì)上，它們始終在追尋著共同的組織原則。因為這一層的關(guān)系，建筑包含了一項屬性，就是需要尋求一個物質(zhì)和建造上緊密關(guān)聯(lián)的空間和幾何秩序；與此同時，建造同樣也在尋求物質(zhì)材料和建造過程中（建構(gòu)上）操作和結(jié)構(gòu)的秩序。在這層意義上，建筑和建造兩者都追尋著同一個目標(biāo)，去“遵循并維護(hù)世界的秩序和規(guī)則” 。[03]
90年代伊始，工業(yè)領(lǐng)域開始從機(jī)械化技術(shù)向數(shù)字化技術(shù)過渡，這一轉(zhuǎn)變對建筑生產(chǎn)造成了深遠(yuǎn)的影響，甚至改變了其根本的模式。發(fā)展至今，利用工業(yè)化數(shù)字技術(shù)，加工材料并直接生產(chǎn)出非標(biāo)準(zhǔn)化的建筑構(gòu)件，已經(jīng)變得十分平常。在工業(yè)時代中，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)曾經(jīng)是技術(shù)革新的驅(qū)動力量，而如今通過數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)“獨(dú)一無二”的構(gòu)件，也成為了信息時代的驅(qū)動力量。早在50年代，美國軍方就已推動并開發(fā)出第一代計算機(jī)控制的制造機(jī)器。至少，在理論上，這批機(jī)器當(dāng)時就具備了突破工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)中種種限制的能力。在后來的50年里，電子控制器不斷地小型化，可用性也不斷地提升，并逐漸被投入到各種工業(yè)應(yīng)用中去，最終成為了我們今天所熟知的數(shù)控技術(shù)（CNC）。并非巧合，斯坦利·戴維斯（Stanley Davis）在他1987年的《完美的未來》（Future Perfect）一書中介紹了“大規(guī)模定制”（Mass Customization）的概念：通過大規(guī)模生產(chǎn)方式來制造獨(dú)立產(chǎn)品。[04] 傳統(tǒng)的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)將導(dǎo)致產(chǎn)品的單一化，而這個概念的提出，正是指大規(guī)模生產(chǎn)下仍可能經(jīng)濟(jì)地制造出非單一的獨(dú)立產(chǎn)品。 [05]
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1.一個簡要的自證
即便如上所言，我們相信在數(shù)字技術(shù)的支持下，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)向大規(guī)模定制的轉(zhuǎn)變也并非完美，而且也并不是設(shè)計和建造的必要條件。因為數(shù)字建造技術(shù)迄今仍受限于各種構(gòu)造原理的特殊性，并未能夠?qū)崿F(xiàn)高度的自由，所以在實(shí)際的建造中，建筑設(shè)計中的各項信息仍未能夠得到徹底的轉(zhuǎn)換。
工業(yè)用機(jī)器人是區(qū)別于傳統(tǒng)非標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的決定因素。本來，建筑“構(gòu)件”的信息一向只是局限于其自身的幾何屬性，而直到機(jī)器人的引入，這些信息的疆域得到了拓展，建造的動態(tài)“過程”的信息也被包含進(jìn)了這些“構(gòu)件”內(nèi)部。也正是因此，機(jī)器人制造的“構(gòu)件”的內(nèi)含信息可以實(shí)現(xiàn)高度的特殊化，我們可以針對其特殊的功能和材料的屬性進(jìn)行設(shè)計和描述，而同時通過相應(yīng)的參數(shù)化操作，也就能夠?qū)崿F(xiàn)其潛在無限可能的形式。在制造的過程中，我們不再須要精確地去定義建筑構(gòu)件的絕對尺寸，而只需要定義其材料自身的屬性、空間上的建造邏輯以及構(gòu)件之間的構(gòu)造關(guān)系。[06] 今天的鉆床、切割器或三維打印，從某種意義上講仍是基于特殊幾何形式的技術(shù)，而非基于空間的構(gòu)造關(guān)系，因為它們相對地忽視了材料本身普適的物理屬性和其隱含的構(gòu)造特性。[07] 相反，透過對普通材料和普通構(gòu)件進(jìn)行特殊的空間裝配和操作，可以更靈活地對種種不同的需求作出系統(tǒng)性的回應(yīng)，將個體的“特殊化描述”[08] 置于重要地位，并將其材料屬性和構(gòu)造關(guān)系考慮進(jìn)去。簡而言之，建造邏輯的內(nèi)在數(shù)字信息，才是脫離了純粹的幾何形式，而與材料屬性和建造行為本身密切相關(guān)的。
事實(shí)上，因為數(shù)字控制的空間和幾何操作可以實(shí)現(xiàn)近乎無限的多樣性，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)近乎無限的可能性。與傳統(tǒng)的建造工藝相比，我們不能再僅僅對產(chǎn)品進(jìn)行幾何性描述（平立剖），而必須使用程序和算法，對產(chǎn)品信息進(jìn)行規(guī)范化的描述。以此產(chǎn)生的建造數(shù)據(jù)不再僅僅是幾何尺寸，更包含了額外信息，比如材料的物理屬性及其構(gòu)件搭建的編排順序等等。我們可以在計算機(jī)上驗證這些信息，并直接輸出至機(jī)器人，控制搭建材料時在空間和時間上的次序。幾何原本是設(shè)計中決定性的因素，而現(xiàn)在我們必須將建造的動態(tài)信息置于重要的地位。針對材料特性所產(chǎn)生的建造信息，連接起設(shè)計和施工，其地位也因數(shù)字建造技術(shù)的介入得到大幅提高，并為設(shè)計本身賦予了更為深層的關(guān)系：我們不能將設(shè)計和施工再作為相對割裂的兩個先后階段來看待，對設(shè)計和建造的關(guān)注必須貫穿始終，兩者需要直接對話并且動態(tài)地持續(xù)互相反饋，也就是說，在設(shè)計中必須意識到其材料和結(jié)構(gòu)在物理上的可操作性，并將時間和空間次序的概念包含在內(nèi)。這一套對于建造的“預(yù)審”機(jī)制，為建筑設(shè)計中對于建造和構(gòu)造的理解賦予了一個核心的意義。
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2.基于加法邏輯的實(shí)際建造
我們可以把基于加法邏輯的建造簡化地理解為某種意義上的三維打印，只不過通過機(jī)器人的應(yīng)用，它可以建造足尺的建筑。相較于減法式或倒模式的建造，加法的優(yōu)勢在于使用最簡單的一般性材料，針對其基本物理屬性在建造的環(huán)節(jié)上加以處理，建造出復(fù)雜且滿足需求的建筑構(gòu)件。此外，對于幾何上相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，加法式的設(shè)計只在構(gòu)造必要的地方使用材料，實(shí)現(xiàn)了更少的用料和更低的自重。
正是在這一點(diǎn)上，我們看到了機(jī)器人加法式建造的核心價值所在：設(shè)計將高度抽象的信息蘊(yùn)含在建筑構(gòu)件中，針對其尺寸、構(gòu)造和結(jié)構(gòu)上的自有條件以及其材料的自有屬性，在最內(nèi)在的層面上應(yīng)對不同情況進(jìn)行特殊設(shè)計，并以適宜的方式應(yīng)用到建造之中。
在設(shè)計中處理復(fù)雜的建筑構(gòu)件時，必須遵循以上原則，邏輯地去描述其幾何關(guān)系、材料和構(gòu)造的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性以及建造的順序，清晰地表達(dá)其在建造中如何互相搭接、互相制約。在整個建造過程中，除了考慮到建造的時間緯度， 還需照顧到各個狀態(tài)下構(gòu)造的穩(wěn)定性以及材料本身的承載能力。[09]
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3.以更開放的態(tài)度看待模數(shù)化建造——材料和工具中兩種隱含的“一般性”
正如本文眾多項目所展示的，各異的材料和無數(shù)的構(gòu)件通過精細(xì)的組織，在機(jī)器人的建造下展現(xiàn)出了極高的幾何精確性，同時各部件在空間上各異的復(fù)雜關(guān)系與整體性也得到了統(tǒng)一。 然而，使用機(jī)器人將簡單的基本構(gòu)件組裝成一個復(fù)雜的整體，對于這樣的一種愿景，需要對所謂“一般性”的建筑構(gòu)件做一個簡短的討論�；蛟S我們應(yīng)該回到一個具體的例子上來，拿最簡單的材料來說，比如磚，因為它能以各種方式建構(gòu)成非常復(fù)雜和特殊的構(gòu)造，所以從原則上講，磚可以被認(rèn)為是具有“一般性”的。我們也可以說，雖然它的形式有著清晰的幾何定義，但是相對的，它的建造邏輯卻被弱化了，材料的物理屬性也被簡要地呈現(xiàn)為視覺上的材質(zhì)。
磚作為最常見的材料，因為形式簡單，所以它的搭接和構(gòu)造都非常自由，在建造中可以輕易實(shí)現(xiàn)各種非常細(xì)微的平移或者旋轉(zhuǎn)。與這種一般性的材料相反，特殊化的建筑構(gòu)件則因為其特殊的形式，在建造中的操作自由度會收到限制。這些操作的自由和限制是可以清晰的定義出來的，它們都是一些基本的物理關(guān)系，比如構(gòu)件之間的碰撞和傾斜，各磚塊在結(jié)構(gòu)上的關(guān)聯(lián)效應(yīng)等等。沿此思路，當(dāng)我們不再局限于傳統(tǒng)線性的建造規(guī)則時，建造的邏輯就開始變得非常復(fù)雜。每個磚塊之間的依賴關(guān)系復(fù)雜多樣且互相制約，傳統(tǒng)建造和設(shè)計中的簡單規(guī)則不再適用，設(shè)計和建造的工作都必須借助于算法。在今天的信息時代，作為建筑最常見的材料、最小組成分子的磚是否仍能夠成為建筑的“頌歌”，值得打上一個問號。[10] 不過，有一件事可以肯定：即使時至今日，磚仍然是最“一般”、最“普通”的材料——特別是在機(jī)器人的手里！
使用機(jī)器人并不只是因為它有助施工，更是因為缺少它便無法實(shí)現(xiàn)高度離散和差異化的結(jié)構(gòu)。 在傳統(tǒng)的建造中，一旦建筑材料或構(gòu)件出現(xiàn)特殊的幾何或交接，其搭接的可能性和建造的邏輯就會受到限制，這樣導(dǎo)致的結(jié)果，往往是人工操作比機(jī)器人更簡單高效；在這種情況下，建造中使用機(jī)器人的優(yōu)勢也就僅僅局限于將人工操作的步驟自動化而已，而并沒有發(fā)揮出機(jī)器人以及材料在數(shù)字邏輯下的潛力。機(jī)器人真正的潛力，在于能夠以“一般性”的方法應(yīng)對無數(shù)特殊的情況。這段討論恰恰說明了，本文所展示的項目為什么都使用像磚塊和木條這類看起來非常簡單的一般性材料和構(gòu)件。在這些項目中，普通材料和構(gòu)件的“一般性”（das generische Moment/genericness）以及機(jī)器人的“一般性”[11] 兩者得到統(tǒng)一，特殊和定制化的建造也因此得以實(shí)現(xiàn)。這兩種隱含的“一般性”根植于數(shù)字化設(shè)計和建造，建造中的條件深遠(yuǎn)地影響了建筑設(shè)計，同時建筑設(shè)計也全面地提供著建造所需的信息。
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4.設(shè)計一種自適應(yīng)的建造方式
從“編程化磚墻”（The Programed Wall）項目開始，我們一路嘗試了很多不同的項目，以求探索使用機(jī)器人裝配一般性材料和構(gòu)件的潛力，并試圖在設(shè)計中將材料的構(gòu)造特性系統(tǒng)地考慮進(jìn)去。我們的“序列結(jié)構(gòu)”（The Sequentials）系列項目是很好的例子，此系列從“序列墻體結(jié)構(gòu)”（The Sequential Wall）開始，后續(xù)的項目陸續(xù)地實(shí)驗了很多不同的結(jié)構(gòu)原型，后來實(shí)驗的成果發(fā)展成為 ETH 建筑技術(shù)實(shí)驗室廠房（Arch-Tec-Lab）里不規(guī)則形體的“序列屋架結(jié)構(gòu)”（The Sequential Roof，詳情見文后）。在這個項目中，一品品的木桿兩兩錯位相連，堆疊出自由的形態(tài)。相對于磚塊，木材的物理屬性使得其可以在建造的流程中被輕易地進(jìn)一步加工。[12] 機(jī)器人通過很簡單的步驟，即可按照所需以任意角度和特定長度切割木桿，并同時將它安裝在準(zhǔn)確的位置。這一優(yōu)勢在“復(fù)雜木構(gòu)”（Complex Timber Structures，詳情見文后）這個項目中也是同樣適用的。普通的木桿作為標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)材料經(jīng)過加工，轉(zhuǎn)變?yōu)樘厥馇要?dú)特的建筑部件。這一過程中，材料按需進(jìn)行定制，并在其構(gòu)造的邏輯內(nèi)部產(chǎn)生了額外的自由定制的空間。就是說，相對于直接制作整體不可分的特殊部件，使用標(biāo)準(zhǔn)化元件去制作特殊部件，本身在構(gòu)造上就獲得了更大的自由度，同時也釋放出了材料內(nèi)在的潛力。因為自由度的增加，不只信息化程度得到提升，而且像平面與曲面的無縫過渡等各種精巧的結(jié)構(gòu)都可以得到實(shí)現(xiàn)。
在“序列屋架結(jié)構(gòu)”（The Sequential Roof）這個項目里，離散的標(biāo)準(zhǔn)化元件通過堆疊，形成了一個特殊的連續(xù)漸變結(jié)構(gòu)；在“復(fù)雜木構(gòu)”（Complex Timber Structures）里，每一品木桿長度各異且處于不同的方向，整體仍形成一個自承重結(jié)構(gòu)。在建造的概念上，一般性和特殊性的邊界在這個結(jié)構(gòu)中被模糊了，工業(yè)化和定制化的隔閡也消除了，在視覺上同時也產(chǎn)生了某種曖昧的感知：整體上它有著獨(dú)一無二的特殊造形，同時個體上卻仍然是一般性的元件。[13] “序列屋架結(jié)構(gòu)”（The Sequential Roof）以加法堆疊出的木構(gòu)件因重復(fù)而產(chǎn)生著韻律，同時各構(gòu)件在方向和長度上各異的漸變又與之共鳴，每一品木桿各在其位，又共同地消融成為一個新的整體。
通過系統(tǒng)化的編程，結(jié)構(gòu)體系能夠針對材料和構(gòu)件所在位置的特殊情況，靈活地作出構(gòu)造上的回應(yīng)，并根據(jù)材料屬性、找型、結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)的參數(shù)，整體地進(jìn)行優(yōu)化。這種復(fù)雜的系統(tǒng)顯然無法通過傳統(tǒng)的人工設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)。在“序列屋架結(jié)構(gòu)”（The Sequential Roof）以及“復(fù)雜木構(gòu)”（Complex Timber Structures）兩個項目中，如果移動一品木桿，其他無數(shù)關(guān)聯(lián)構(gòu)件的幾何和建構(gòu)關(guān)系都必須隨之修改，單個元件和整體的關(guān)系也隨之改變。當(dāng)建筑元件的數(shù)量達(dá)到某種“臨界值”時，數(shù)字化設(shè)計和建造就不再僅是有所幫助，而是成為不可缺少的一環(huán)。在這種情況下，我們無法再以靜態(tài)的圖紙去描繪設(shè)計，我們需要的是一整套基于編程的規(guī)則。建造和設(shè)計以這種形式無縫地連接在一起，只要在設(shè)計過程中給予了構(gòu)造足夠的自由度并且將其充分參數(shù)化，即使在設(shè)計的收官階段也可以高效地進(jìn)行底層的修改，只需對設(shè)定好的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，程序算法（建造的邏輯）即可快速地得出更新后的結(jié)果。這種方式，并非只是純粹功能主義范疇的操作，而更多地關(guān)注流程中的設(shè)計和建造方法，以期最終能夠達(dá)到構(gòu)造和材料應(yīng)用上的創(chuàng)新！
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5.題外話：數(shù)字工藝
根據(jù)定義，機(jī)器人制造的建筑部件是具有獨(dú)特性的（如“序列結(jié)構(gòu)”系列）。人們通常將這種構(gòu)造的獨(dú)特性或個體性理解為對標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的一種逃離，并會潛意識地聯(lián)想到前工業(yè)時代每一件都獨(dú)一無二的手工業(yè)制品。但當(dāng)討論到數(shù)字工藝時，我們必須首先意識到：它的價值既非機(jī)器人對人類手臂運(yùn)動的模擬，也非對于特殊手工工藝的模仿[14]，更不在于其最終產(chǎn)品形式的獨(dú)特性。數(shù)字工藝更多的是一種概念上的整合，也就是將數(shù)字化的設(shè)計和建造融合在一起。只有當(dāng)建筑師能夠直接介入到材料的加工環(huán)節(jié)，并且對材料在造形上擁有了獨(dú)立操作的自主空間，數(shù)字工藝才算是真正地開始。
19世紀(jì)中期，主流的材料逐漸從傳統(tǒng)材料轉(zhuǎn)變?yōu)殇摵筒Ａ�，以及其他機(jī)械大規(guī)模制造的材料。這場材料的變革，引起了對于建筑和建筑兩者關(guān)系的激烈討論。約翰·羅斯金（John Ruskin）在他1849年的《建筑七燈》一書中詳細(xì)解讀了這一變革。[15] 他在創(chuàng)造性的手工藝和當(dāng)時流行的大規(guī)模生產(chǎn)中選擇了前者，對工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)、社會和經(jīng)濟(jì)條件提出了質(zhì)疑，并且將關(guān)注點(diǎn)從機(jī)械化生產(chǎn)上抽離，轉(zhuǎn)而關(guān)注材料自身性能與其加工方法兩者間的關(guān)系。[16]
正如羅斯金所言，沿襲自中世紀(jì)手工藝的傳統(tǒng)建造方法，經(jīng)過新的調(diào)整和重新理解后可以滿足新時期的建筑要求。與后工業(yè)化時代的建筑不同，在當(dāng)時，圖紙和絕對度量單位并非最基礎(chǔ)的因素。[17]當(dāng)時的工匠們憑借著經(jīng)驗、直覺和手工技藝，制作出需要的元件，并將它們精確地組裝起來。因此，當(dāng)時建筑所具有的獨(dú)特性，并非工匠們追求的目標(biāo)，而只是其生產(chǎn)體制下的副產(chǎn)品。[18]手工藝因此成為了一種連接的橋梁，它連接著由材料物理屬性決定的加工技術(shù)和手工藝者創(chuàng)造性的工作。對此，羅斯金提出在傳統(tǒng)的手工藝中，材料的構(gòu)造學(xué)和人類學(xué)價值得到了統(tǒng)一共存，產(chǎn)生了文化上的價值。[19]
而在當(dāng)代數(shù)字工藝的語境下，機(jī)器成為了直接連接人與材料的中介工具。手工藝式的操作方式通過數(shù)字化技術(shù)得以重現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)包含了描述產(chǎn)品以及控制機(jī)器的信息。藉此，數(shù)字化建構(gòu)與人類學(xué)和手工藝再次融合在一起。但，這絕不是對羅斯金理論的一種懷舊。我們并不是要使用機(jī)器人重現(xiàn)當(dāng)年的工匠，而是要將工匠的技能和知識提取為信息，并且結(jié)合進(jìn)數(shù)字工具進(jìn)行重新思考。我們并不是單單要模仿手工工藝并將其自動化，而是要將手工藝操作的定義在機(jī)器的邏輯、技能和機(jī)制上進(jìn)行擴(kuò)展。簡而言之，手工藝在數(shù)字化思維中的體現(xiàn)，是對于各工序間關(guān)系的思考——我們不再通過口述或者圖紙，而是通過算法和數(shù)據(jù)去理解材料和建造。由此，一種新的“工藝文化”誕生了，它通過制定一套框架和規(guī)則，去定義建造的特性，并直接與材料的加工連結(jié)在一起。
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6.機(jī)器人建造中的“軟”標(biāo)準(zhǔn)
雖然在數(shù)字時代，機(jī)器人建造與手工式生產(chǎn)有著可以類比的關(guān)系，但標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的原則并不是其中的核心問題，“非標(biāo)準(zhǔn)化”這一概念主要關(guān)注的是建構(gòu)物形式的多樣性，但卻無法提供更多高出本身的意義。雖然數(shù)字化建造提供了各種各樣的可能性，但它也無法完全回避生產(chǎn)中的標(biāo)準(zhǔn)化問題。包括編程在內(nèi)的各項工作，為了保證設(shè)計可以有效地實(shí)施，設(shè)計和建造仍然須要遵循一套準(zhǔn)則和規(guī)范。換句話說，生產(chǎn)仍然是標(biāo)準(zhǔn)化的，只不過這種形式的標(biāo)準(zhǔn)化屬性在最終的產(chǎn)品里面看不到了。[20]
所以，要理解和回答是否標(biāo)準(zhǔn)化的問題，關(guān)鍵并不在于“標(biāo)準(zhǔn)”本身。在加法式的機(jī)器人建造中，編程式的思維以及標(biāo)準(zhǔn)和“非標(biāo)準(zhǔn)”之間相互的轉(zhuǎn)變，不止影響著建筑的形式，而是深刻地貫穿了整個建造流程。由于機(jī)器人建造的邏輯和手工作業(yè)不同，并不依靠直覺和經(jīng)驗去裝配建筑部件，而是依賴事先定義的精確尺寸和動作。所以，構(gòu)造的靈活性在整個工序中越來越重要，感應(yīng)器和調(diào)節(jié)技術(shù)的加入，也使得機(jī)器人得以自動地適應(yīng)誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)前大多數(shù)的建筑材料和構(gòu)造方式還無法滿足工業(yè)用機(jī)器人的精度要求，所以這種“自適應(yīng)式”的建造變得至關(guān)重要。其中，數(shù)字的絕對精確性、幾何尺寸的高度完成性、以及機(jī)械的準(zhǔn)確性，在三者的共同作用之下，我們意外地找到了一條通往相似于手工化定制建造的道路——各種約束條件在技術(shù)的輔助下得到了解放，材料和構(gòu)造設(shè)計的適應(yīng)能力和靈活性成為了整個流程中的重點(diǎn)。
因為對于材料和構(gòu)造的這種全新的理解，建筑設(shè)計的能力也得到了擴(kuò)展。比如在“智能動態(tài)滑模澆筑”（Smart Dynamic Casting，以下簡稱“智能滑�！保斍橐娢暮螅╉椖恐�，我們并沒有去設(shè)計最終的結(jié)果，而只是關(guān)注混凝土本身的物理屬性以及滑模拉升和旋轉(zhuǎn)的速度。這一類結(jié)合了建造的設(shè)計方法，尤其關(guān)注“軟”的內(nèi)容，材料的屬性得到了誠實(shí)的表達(dá)，材料的物質(zhì)性和設(shè)計的抽象性不斷交替影響著對方。這類方法同時反映出了技術(shù)在底層上的改變，自工業(yè)時代以來對于規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基本概念，也會在未來發(fā)生變革。過去“硬件標(biāo)準(zhǔn)化”的宗旨在于統(tǒng)一規(guī)格，減低復(fù)雜度，統(tǒng)一建筑部件的尺寸和制造的流程，在未來的建造生產(chǎn)中，“軟件標(biāo)準(zhǔn)”會逐漸形成，各種材料在建造上相互影響的關(guān)系，將會要求各項前期的設(shè)計工作對其相互適應(yīng)性進(jìn)行充分的考慮。
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7.以材料特性作為建造的范式
綜上所述，我們提出這樣的命題：機(jī)器人能否超越機(jī)械式的工作，不單單只是處理各個建筑構(gòu)件的幾何信息，而是能夠根據(jù)不同材料內(nèi)在的固有性質(zhì)，做出針對性的區(qū)別處理？通過這種方法，是不是可以極大地解放出數(shù)字化設(shè)計和數(shù)字建造的巨大潛力？
讓我們繼續(xù)以“智能滑�！表椖繛槔归_討論。在傳統(tǒng)的混凝土倒模工藝中，支模和澆筑是兩個割裂的獨(dú)立工序，而在滑模工藝中，兩者雖然同時進(jìn)行，但是模板拉升的路徑仍然依屬于墻體線性的機(jī)械形式。我們在實(shí)驗里嘗試對滑模工藝進(jìn)行全新的詮釋：模板在拉升中做出連續(xù)的旋轉(zhuǎn)動作，澆筑出動態(tài)的混凝土，成果的形式即是建造工藝本身的反映。在動態(tài)滑模的過程中，如果模板拉升的速度太快，未完全定形的混凝土?xí)䦶哪０逑聺B流而出；如果太慢，則混凝土趨于干結(jié)，過高的阻力會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)斷裂。我們使用機(jī)器手臂上的感應(yīng)器測量混凝土的水合程度，通過反饋得到的材料物理信息，不斷調(diào)整并優(yōu)化拉升的速度。[21] 如此，材料的性格以數(shù)字信息的形式傳遞到建造工具，融入到了構(gòu)造的邏輯中去，工具與材料共同反應(yīng)，得到最終的設(shè)計成果。
這個實(shí)驗再一次證明了我們的觀點(diǎn)：最終成果的形式并非設(shè)計的起點(diǎn)，設(shè)計所關(guān)注的重點(diǎn)，更多的在于把握材料的性質(zhì)以及成形的過程。對于材料根本特質(zhì)的理解，決定著數(shù)字化設(shè)計和數(shù)字建造的深度和廣度。“智能滑模”這個實(shí)驗對我們有著十分重要的意義，因為它將原本割裂的獨(dú)立工序整合成為連續(xù)的施工，拓展了加法式機(jī)器人建造的范式。和現(xiàn)今過分宣傳的三維打印技術(shù)相比，首先，它是在足尺寸的建筑尺度上進(jìn)行的操作，其次，在“建造”這一層面上，它將材料的特性徹底融進(jìn)了構(gòu)造本身的邏輯中去。[22]
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8.對于“建構(gòu)性自然屬性”的重新定義[23]
誠然，當(dāng)今建筑數(shù)字化的情況確實(shí)是非常特殊的：機(jī)器人應(yīng)用和感應(yīng)反饋技術(shù)的發(fā)展，從內(nèi)在的層面上，大大拓展了建筑學(xué)學(xué)科對材料應(yīng)用邏輯的認(rèn)識，更新了人們對于建造的理解。在這種與建造緊密相關(guān)的理念下，“建造”并非為了機(jī)械地實(shí)現(xiàn)設(shè)計中的形式，而是需要人們?nèi)ド羁痰乩斫獠牧系奶匦砸约捌浣?gòu)性的能力。在“序列屋架結(jié)構(gòu)”（The Sequential Roof ）中，獨(dú)立切割出的各品木構(gòu)件層層疊加；在“智能滑�！敝�，滑模通過數(shù)控技術(shù)直接塑造出動態(tài)的混凝土。這兩個項目里，建造中材料的性能影響到了設(shè)計的策略，直接參與到建筑設(shè)計中去。對于材料的考慮，在設(shè)計和建造兩個階段中間撘起了一座橋梁，非物質(zhì)的內(nèi)容（設(shè)計）和物質(zhì)的主體（建筑物）高度地咬合。從這個意義上，建筑概念和建造的咬合能力得到了提升�！霸谡麄�建筑設(shè)計的過程中，對于設(shè)計目標(biāo)的不斷追問和發(fā)展，對于物質(zhì)上實(shí)現(xiàn)方法的不斷具體化，都反映著”這種咬合。[24] 建筑中機(jī)器人應(yīng)用所帶來的“解放”，并非讓我們減少了對構(gòu)造的關(guān)注，相反的，我們需要把更多的注意力，放在數(shù)字技術(shù)對設(shè)計和建造的影響。從這一點(diǎn)來說，作為工具的數(shù)字建造技術(shù)，發(fā)掘出了材料內(nèi)在的潛能，并與設(shè)計直接關(guān)聯(lián)起來。這正恰恰體現(xiàn)出了它“建構(gòu)性自然屬性”[25]，材料、工具和設(shè)計因此整合在一起，達(dá)到一種“關(guān)于建造的新的物學(xué)”。拋開純粹的數(shù)字化論調(diào)，我們認(rèn)為（數(shù)字化）建造的實(shí)踐和思考，正以其特殊的方式，催生著建筑學(xué)新的意義。
