Denne robotbyggede kabine er et kig ind i fremtidens boliger

Som fremtidens huse går, ser Ashen Cabin ikke særlig futuristisk ud. Enhver, der forventer en Jetsons-eske vision af robotassistenter, indendørs transportbånd og flyvende køretøjsgarager vil blive dybt skuffet; denne rustikke bjælkehytte, der kan prale af en spektakulær udsigt over tre statsskove i Ithaca, NY, har ikke engang elektricitet eller rindende vand. En campingkomfur, grundlæggende vask og nogle smertefulde smukke udsigter er det, der tæller for luksus.

Men Ashen Cabin er en fremtidsvision - og den er overbevisende. Ser man på det tæt på - en rejse, der kræver, at den besøgende følger en snoet sti gennem bakkerne; hytten, der gradvist afslører sig selv, skorstenen først, blandt løvet - gør det straks klart, at dette ikke er en typisk bjælkehytte. Med mærkelige geometrier og siddende på squate betonben ser Ashen Cabin ikke ud, som om den blev designet og bygget af et menneske i det 21. århundrede.

Bestemt ikke af nogen, der leder efter en konventionel bjælkehytte. Det er mere som den slags kabine, som en tilbagetrukken Harrison Ford kan blive fundet i i slutningen af ​​en fremtid Blade Runner efterfølger. Eller den type "tilbage til naturen"-retreat et neuralt netværk i Google DeepDream-stil ville forestille sig, hvis du udelukkende trænede det på et datasæt af Grimms' Fairy Tales.

At gøre bjælkehytten til en realitet tog to dedikerede skabere, flere år og utallige timers forskning og innovation. Åh ja, og en enorm 3D printer, noget 3D-scanningsteknologi og en byggerobot købt på eBay. Men så meget af en anomali som det kan være her i 2020, beliggende på en højderyg i en af ​​de mest landlige, idylliske dele af staten New York, en dag kan en hel masse bygninger spore deres slægt tilbage til Ashen Kabine. Helt seriøst.

En eksperimenterende designvirksomhed

"The Ashen Cabin er et projekt, hvor vi tester nogle af vores forskningsidéer og omsætter dem til arkitektur," Sasa Zivkovic fortalte Digital Trends. "Det var for os det spændende ved det."

Kabinen er designet og bygget af HANNAH, et eksperimentelt designkontor medstiftet af Zivkovic og Leslie Lok. De er begge adjunkter ved det nærliggende Cornell University, hvor Zivkovic leder en forskergruppe kaldet Robotic Construction Laboratory. Som navnet antyder, fokuserer denne tværfaglige gruppe på, kort sagt, robotter, der bygger huse. I mellemtiden udforsker Loks undervisning og forskning robotfremstilling i by- og boligskalaen.

"[Dette projekt gav os mulighed for at begynde] at opdage et nyt arkitektonisk sprog, der arbejder med 3D-print og robotfremstillet træ," sagde Lok til Digital Trends. "Dette blev en meget vigtig komponent. Jeg tror, ​​det var det, der bidrog til bygningens unikke udseende. Vi vidste, at vi ikke ville bruge standardiserede materialer."

Zivkovic og Lok begyndte at arbejde sammen om nye måder at bygge bygninger på for flere år siden med et projekt kaldet Additive arkitektoniske elementer. På det tidspunkt var de ikke dimitteret til en fuld struktur som en hytte. I stedet var de interesserede i at besvare spørgsmålet: Hvilken slags design til huskomponenter ville en 3D-printer skabe? Som de bemærkede, opfattes 3D-printeren ofte som karakterløs.

Vi ville for eksempel ikke spørge, hvilken slags roman en inkjetprinter ville udskrive; vi ville bare skrive en roman og så trykke den. Men 3D-print - og specifikt 3D-printet beton - åbner nogle usædvanlige muligheder for designere, der ikke har at begrænse sig til blot at printe kopier af den slags designs, der kan have eksisteret i præ-3D-printningen verden. Zivkovic og Lok trykte gulve, søjler, døre, vinduer, vægge og lofter - alt sammen med henblik på at analysere formens integritet, personlighed, begrænsninger og formelle stringens.

Det var grundlaget for en ny stil; en, som parret omtaler som "Robot Brutalism", efter den voldsomt modernistiske 1960'er og 70'er arkitektoniske stil, som pralede med moderne byggemetoder, såsom beton. Selvfølgelig overgår nogle af de nye konstruktionsteknologier, der er tilgængelige for pionererne inden for robotbrutalisme, langt dem, der eksisterede for et halvt århundrede siden.

Ulige geometrier

Arbejdet med Ashen Cabin begyndte i 2017. Holdet startede med at 3D-printe en betonskal til kabinen ved hjælp af et specielt selvbygget 3D-printsystem, der sparer på CO2-fodaftrykket fra almindelig betonkonstruktion ved at bruge den absolutte minimumsmængde. Dette system, som ekstruderer en cementlignende blanding i lag, tog omkring to uger i alt at skabe en grundlæggende struktur.

Træplankerne, der blev lagt oven på denne skal, var på samme måde højteknologiske - selvom de måske ikke umiddelbart ser det ud. Når du kigger på de mærkelige bølgede planker, som designerne brugte, ville du blive tilgivet, hvis du først troede, at de ikke var skåret særligt præcist. Næsten ingen af ​​plankerne er helt lige, med knæk og ulige-formede bøjninger som en lodret linje forringet af en VHS-kopi-af-en-kopi-af-en-kopi. Faktisk var de perfekt målt; de er tilfældigvis ikke blevet skåret i lige linjer.

"[En af grundene til, at modne asketræer ikke bruges til byggeri] er, at de ikke ligefrem er de mest lige træer," sagde Zivkovic. "Asketræet har uregelmæssige geometrier, så det er meget svært at bearbejde i et almindeligt savværk. Vi udviklede en proces med robotfremstillingsteknologi og 3D-scanning, der gør os i stand til at bruge disse ellers spildte asketræer til byggeformål."

Zivkovic og Lok scannede i tre dimensioner hvert stykke træ til deres rådighed. Dette gav dem mulighed for at få styr på de forskellige "ulige geometrier" af træ og finde ud af, hvordan de bedst skæres. Højpræcisionsopgaven med at udføre dette blev udført ved hjælp af en modificeret robotarm, som parret opdagede på eBay. Det var tidligere blevet brugt til at bygge biler for General Motors, men Zivkovic og Robotic Construction Laboratory-teamet genbrugte det; omprogrammerede det, så det var i stand til metodisk at save og forme træ, der normalt ville være ekstremt svært at skære ved hjælp af standard fræseværktøj.

Alt om bæredygtighed

Som med den CO2-besparende 3D-udskrivningstilgang, var bæredygtighed en af ​​HANNAHs vigtigste bekymringer, når det kom til træet. Dette var ikke almindelig aske, men snarere billebeskadiget aske, som var blevet angrebet af Emerald Ash Borer, et insekt, der dræber asketræer som en del af sin reproduktionscyklus. Siden den blev opdaget i USA i 2002, har Emerald Ash Borer spredt sig til 35 stater og flere canadiske provinser. I dag anslår Zivkovic, at der er 8,7 milliarder asketræer, der er truet af dette angreb.

"For det meste bliver [træerne] enten efterladt til at dø, hvilket frigiver kulstof til atmosfæren, eller også bliver de brugt som brænde," sagde han. "For os er dette en slags forpasset chance."

Med en fuld fortegnelse over alt inventaret til deres rådighed, gik Zivkovic og Lok derefter igennem og fandt ud af, hvordan de bedst kunne samle kabinen sammen. For større bygninger i fremtiden sagde Lok, at det ville være muligt for arkitekter at overføre 3D-beholdningsdataene til algoritmer, der kunne optimere, hvordan det hele bedst kunne passes sammen.

"Jeg tror, ​​at det en dag ville være muligt at scanne en hel skov," sagde Lok. ”Så kunne vi udvikle algoritmer, der optimerer, hvordan man bruger disse træer i et projekt. Dette er et sted, hvor beregning ville være virkelig, virkelig nyttig."

Fremtiden for bæredygtigt boligbyggeri

Ashen Cabin er spændende af alle mulige årsager. Ideen om et nyt robotbrutalistisk designsprog er spændende på grund af, hvad den antyder om de nye nye former for arkitektur, der først nu er ved at blive en realitet. Men grunden til, at det kunne lægge grunden til noget, der ændrer verden, er på grund af den måde, det udnytter disse teknologier, sammen med materialer fra den naturlige verden, for at skabe noget, der er bæredygtigt og skalerbar.

Det er svært at estimere et samlet budget for projektet. Materialeomkostningerne til kabinen er rimelig lave, i omegnen af ​​$15.000. Men dette inkluderer ikke arbejdskraft, prototyping og R&D. Men som med alt andet, vil omkostningerne falde, efterhånden som der udføres mere arbejde.

"Vi tror, ​​at begge teknologier - 3D-print med beton og generel robottømmerfremstilling - vil have omkostningsfordele i fremtiden," sagde Zivkovic. »Det er dog umuligt præcist at kvantificere, hvad det vil være. Jo mere bredt vi implementerer disse teknologier, jo flere økonomiske fordele vil vi se. Ashen Cabin er en prototype."

Nej, vi kommer nok ikke alle til at bo i fantastiske bjælkehytter med smuk udsigt over naturen (selvom tanken ikke er uden appel). Konceptet med hurtigt at kunne bygge nye boligtyper til lave omkostninger og bruge materialer, der ellers ville gå til spilde, er dog utrolig tiltalende. Forhåbentlig varer det ikke længe, ​​før duoen skaber deres næste bygning. Og den efter det.

Redaktørens anbefalinger

• Denne nye satsning har til formål at 3D-printe billige små hjem på en dag
• Hvor er de nu? Et tilbageblik på sidste års Top Tech of CES-vindere
• Stella Artois BART forvandler din robovac til en ølbetjent