近日，德國(guó)斯圖加特大學(xué)計(jì)算設(shè)計(jì)研究所披露了一項(xiàng)研究生計(jì)劃，探索開發(fā)一種能夠?qū)夂蜃兓a(chǎn)生反應(yīng)的材料系統(tǒng)，并通過計(jì)算設(shè)計(jì)和數(shù)字化制造將其用于主要基于增材制造技術(shù)的建筑應(yīng)用。

 

 

　　該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由研究生David Correa、Steffen Reichert、Achim Menges組成，由計(jì)算設(shè)計(jì)研究所的創(chuàng)始人、建筑教授Achim Menges帶領(lǐng)，重點(diǎn)是研究在自然界中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，如植物球果，如何利用運(yùn)動(dòng)形狀的改變，去適應(yīng)他們的環(huán)境。

 

　　研究團(tuán)隊(duì)的目的是找到一種數(shù)字化制造方法，使其制成的非生物結(jié)構(gòu)能夠?qū)W會(huì)響應(yīng)外部環(huán)境條件的變化。雖然塑料和金屬缺乏自然的感覺輸入，通過增加時(shí)間傳感器、執(zhí)行器和調(diào)節(jié)器就可以幫助模仿這些自然生物系統(tǒng)出現(xiàn)的反應(yīng)。

 

 

　　在此次研究之前，該研究就進(jìn)行了一項(xiàng)類似的研究，以探索在一般條件下，生物系統(tǒng)如何更好地轉(zhuǎn)化為建筑系統(tǒng)。在該項(xiàng)目中，研究學(xué)生學(xué)習(xí)具有吸濕作用的木紋貼皮復(fù)合系統(tǒng)如何轉(zhuǎn)化為更大的結(jié)構(gòu)。這些發(fā)現(xiàn)最終導(dǎo)致了兩座實(shí)際建筑設(shè)施的出現(xiàn)——驗(yàn)濕器裝置（巴黎蓬皮杜藝術(shù)中心，2012）和HygroSkin亭（奧爾良FRAC中心，2013年）——它們?cè)诮ㄖ?yīng)用中都使用相同的安裝結(jié)構(gòu)。

 

 

　　為了更接近與將3D打印和增材制造用于建筑應(yīng)用的目標(biāo)，新的研究采用了與HygroSkin概念類似的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)3D打印的結(jié)構(gòu)，它具有對(duì)外界氣候變化感知、啟動(dòng)和響應(yīng)的能力。 

　　其最終的結(jié)果將作為一種未來建筑結(jié)構(gòu)的概念框架，這種未來的建筑是活的、可呼吸的，可以通過編程對(duì)它們所駐留的環(huán)境產(chǎn)生反應(yīng)。

 

 

三個(gè)1毫米厚的測(cè)試樣品（左）通過編程隨的濕度的變化產(chǎn)生了不同的彎曲（右）

 

3D打印建筑結(jié)構(gòu)，其中間部分能夠?qū)μ鞖庾兓龀龇磻?yīng)

 

　　在實(shí)際應(yīng)用中，使用增材制造技術(shù)制造的建筑結(jié)構(gòu)能夠在感受到雨滴時(shí)很快地把自己遮護(hù)起來，或者一個(gè)建筑能夠智能地感知來自太陽(yáng)的熱量，并控制外觀保持其建筑內(nèi)部溫度的恒定。