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自造者的建築:非計畫性個體構築

Architectural Mass-Customization For The Mass:

Guiding design, Representing, and Fabricating to the end user

Designer: 黃于僑

Advisor: 鄭泰昇 老師 | Kane Yanagawa 老師

Keyword: Mass Customization, Participative, Generative, Interactive Environments, Digital Fabrication.

正如web2.0背後所發展的使用者內容自造、網路社群合作的概念現今被轉變成集體的社群媒體,本研究的討論基於「自造者運動」和「長尾理論」中網路社群影響現代社會的觀點,透過個體經濟與現實構築設計的結合,產出一套設計決策工具取代原先建築師主導設計的現況。本研究結合數種科技工具運用於建築設計:數位製造、3D掃描、參數化設計,聚焦於提供自動化的「大量客製化」設計結果。

 

設計研究中,本案以客製化座椅為對象來演示「User-Generated Architecture」大量客製化的設計過程。  

 

本研究主要分為三個設計議題:

 

一、使用者需要一個低技術門檻的設計工具去協助與簡化設計決策,本案因此致力開發有效的圖形化介面(GUI, Graphic User Interface)設計,圖形化介面提供即時視覺式回饋,在基本設計階段顯示空間平面佈局以及環境品質評估。

 

二、「User-Generated Architecture」設計過程中整合3D感測掃描技術以人體尺度比例為測量基礎,透過程式設計演算法即時設計符合使用者的參數化空間傢俱。

 

三、當設計經過確認後,「User-Generated Architecture」將自動生成製造所需圖檔。

 

「User-Generated Architecture」的實現將會對現今建築設計的工作流程產生革命性變化。它在建築領域中提供一個使用者參與的平台,並激發人們創造「使用者主導的建築」的個體化表現,如同現今網路社群Youtube,Facebook中所構築的虛擬個體化中心的社會。

Just as the concepts behind Web 2.0 website development emphasized ease of use, user-generated content and collaborative networking leading up to what is now referred to collectively as “social media”, the discourse surrounding the “Maker Movement” and “Long Tail” economic shift revolves around the transition of this “social” revolution out of digital media and into the physical realm. This paper identifies the manner in which technological advancements such as, digital fabrication, 3D scanning / data collection, and parametric design strategies in the architectural field, converge to provide an automated design solution to bring mass-customization to the masses.

In this study, custom interior furniture and space design for a university dormitory serves as the experimental result to demonstrate the User-Generated Architecture automated mass-customization design process.  The main challenges addressed in the current research are three-folds. Firstly, end users require a “low-barrier” design tools to assist them in the design process, simplifying the design decision-making process necessitating the development of a Graphic User Interface (GUI). The GUI design provides real-time visual feedback, displaying the spatial layout and evaluating the environment quality index while concurrently providing basic design constraints. Secondly, the User-Generated Architecture automated mass-customization design process integrates the use of 3D sensory captured data to collect the most basic end-user information such as body size and proportion. Such data is collected and parameterized into the end user’s design algorithm in real-time ensuring that the design solution is customized both spatially and physically.  Lastly, when the design solution is complete, User-Generated Architecture automatically generates fabrication ready output data.

Utilization of the User-Generated Architecture automated mass-customization design process will revolutionize the architectural design workflow, as we know it today. It provides a platform for end-users to participate in the architectural design process, potentially creating a new class of “user-generated architecture” affecting the built environment in much the same way as social media giants such as YouTube or Facebook had on the traditional media space. 

使用者主導下的建築生產模式

 

一、長尾理論與自造者運動
在Web2.0背景下的網路模式發展而成的長尾理論開啟了使用者的網路時代,網路不再為大型企業機構為主要服務對象,也不被大型機構管理,反而這是一個使用者提供網路內容並彼此分享。也因此商業模式也向使用者靠攏,不再為熱門大眾化的產品左大量製造,針對每個使用者的特別喜好,去生產客製化產品。而自造者運動讓客製化的小眾產品有低門檻生產的可能,也提供大量客製化的機會。

 

二、未來建築產業生產模式

探究現今建築生產的工作流程,存在著業主、建築師、營造方三者合作關係,透過前項所啟發的推想是如何讓空間的使用者自己完成這個流程結合設計階段跟構築階段,因此發展出一個讓使用者上手的設計工具作為處理基本專業性的設計議題與簡易生產的構建與組裝的工序。透過這樣新工作流程,提出未來建築產業經濟模式。

 

三、友善的使用者互動式介面

為了使沒有受過背景訓練的一般人,一個友善的互動介面是必要的,讓使用者透過直覺地使用表達對於設計的需求與喜好。因此除了圖形上的互動輸入,工具上搭配3D掃瞄去應用使用者的身形尺寸做相關係數上的調整,而所有的運算透過短時間生成即時設計,可以再生產階段前作修改調整。

 

四、物件導向式編程設計

Processing語言給予便利的圖形化回應,對於使用者來說有著直接顯著的效果,另外再開發者這一方面,透過物件導向式的編程作為資料管理模式是有助於在空間即時成形的建構,也可以精確的抓取構件本身資訊或做編修,未來甚至追隨著BIM的管理系統。

 

五、使用者設計工具於多尺度間之應用

在研究過程中開發出應用於三種尺度的使用者設計工具,學生宿舍的室內設計、空地新建建築設計、現有建築增建空間設計,透過開發工具來理解設計工作的流程解構與組合規則,將基本知識規定於限制之中,讓使用者在範圍內做自由的設計操作,並從即時呈現到生產階段。

六、使用者自造 Drafting to Fabricating

現今透過可搭載在多平台使用的裝置來操作設計工具,而生產幾句也應為技術上的突破從工廠走入家庭之中,使用者不需再仰賴建築師與營造方,透過新的建築工作流程獨自完成設計到製造。本研究用前項設計工具產生之結果導入CNC製造程序作為方法。

 

七、客製化座椅

作品的最後呈現是一套客製化的座椅,透過使用者所需求的特定功能與身體尺寸測量以及自行決定的構建尺寸與外型,直接生產構建。由於一個座椅在完成的與建築的完成有相關共同性:結構、材料、功能、形式、工法等,因此透過完成多向度曲面的木板造型以及結構物的成立足以表達完成真實建築的條件,也成就使用者的建築原追求的初衷。

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