Denne robotbygde hytta er en titt inn i fremtidens boliger

Ettersom fremtidens hus går, ser ikke Ashen Cabin spesielt futuristisk ut. Alle som forventer en Jetsons-eske visjonen om robotassistenter, innendørs transportbånd og flyvende kjøretøygarasjer kommer til å bli veldig skuffet; denne rustikke tømmerhytta, med spektakulær utsikt over tre statlige skoger i Ithaca, NY, har ikke engang strøm eller innlagt vann. En campingkomfyr, enkel vask og noen utrolig vakker utsikt er det som teller for luksus.

Men Ashen Cabin er en fremtidsvisjon - og den er overbevisende. Ser på det på nært hold — en reise som krever at besøkende følger en svingete sti gjennom åsene; hytta som gradvis åpenbarer seg, skorsteinen først, blant bladverket — gjør det umiddelbart klart at dette ikke er en typisk tømmerhytte. Med merkelige geometrier og sittende på knebøyde betongben, ser ikke Ashen Cabin ut som om den ble designet og bygget av et menneske på det 21. århundre.

Absolutt ikke av alle som leter etter en konvensjonell tømmerhytte. Det er mer som den typen hytte som en tilbaketrukket Harrison Ford kan bli funnet å bo i på slutten av en fremtid Blade Runner oppfølger. Eller typen "tilbake til naturen"-retrett et Google DeepDream-lignende nevralt nettverk ville forestille seg hvis du trente det utelukkende på et datasett med Grimms' Fairy Tales.

Å gjøre tømmerhytta til en realitet tok to dedikerte skapere, flere år, og utallige timer med forskning og innovasjon. Å ja, og en enorm 3D-printer, noe 3D-skanningsteknologi og en konstruksjonsrobot kjøpt fra eBay også. Men så mye av en anomali som det kan være her i 2020, plassert på en ås i en av de mest landlige, idylliske deler av staten New York, en dag kan mange bygninger spore sin slekt tilbake til Ashen Hytte. Alvor.

Et eksperimentelt designfirma

"The Ashen Cabin er et prosjekt der vi tester noen av forskningsideene våre og oversetter dem til arkitektur," Sasa Zivkovic fortalte Digital Trends. "Det, for oss, var det spennende med det."

Hytta er designet og bygget av HANNAH, et eksperimentelt designkontor som ble grunnlagt av Zivkovic og Leslie Lok. De er begge assisterende professorer ved Cornell University i nærheten, hvor Zivkovic leder en forskningsgruppe kalt Robotic Construction Laboratory. Som navnet tilsier, fokuserer denne tverrfaglige gruppen på, enkelt sagt, roboter som bygger hus. I mellomtiden utforsker Loks undervisning og forskning robotproduksjon i urban og boligskala.

"[Dette prosjektet tillot oss å begynne] å oppdage et nytt arkitektonisk språk som arbeider med 3D-utskrift og robotfremstilt tre," sa Lok til Digital Trends. – Dette ble en veldig viktig komponent. Jeg tror det var det som bidro til bygningens unike utseende. Vi visste at vi ikke kom til å bruke standardiserte materialer."

Zivkovic og Lok begynte å jobbe sammen om nye måter å bygge bygninger på for flere år siden med et prosjekt kalt Additive arkitektoniske elementer. På den tiden hadde de ikke oppgradert til en full struktur som en hytte. I stedet var de interessert i å svare på spørsmålet: Hva slags design for huskomponenter ville en 3D-printer lage? Som de bemerket, blir 3D-printeren ofte sett på som karakterløs.

Vi ville for eksempel ikke spurt hva slags roman en blekkskriver ville skrive ut; vi ville bare skrive en roman og så trykke den. Men 3D-utskrift – og spesifikt 3D-trykt betong – åpner noen uvanlige veier for designere som ikke har å begrense seg til bare å skrive ut kopier av den typen design som kan ha eksistert i pre-3D-utskriften verden. Zivkovic og Lok trykket gulv, søyler, dører, vinduer, vegger og tak - alt med sikte på å analysere integriteten, personligheten, begrensningene og den formelle strengheten til skjemaet.

Det var grunnlaget for en ny stil; en som paret refererer til som «Robot Brutalism», etter den voldsomt modernistiske arkitektoniske stilen fra 1960- og 70-tallet som viste frem moderne konstruksjonsmetoder, som betong. Selvfølgelig overgår noen av de nye konstruksjonsteknologiene som er tilgjengelige for pionerene innen robotbrutalisme langt de som eksisterte for et halvt århundre siden.

Merkelige geometrier

Arbeidet med Ashen-hytta begynte i 2017. Teamet begynte med å 3D-printe et betongskall til hytta ved hjelp av et spesielt selvbygd 3D-utskriftssystem som sparer på karbonavtrykket til vanlig betongkonstruksjon ved å bruke den absolutte minimumsmengden som kreves. Dette systemet, som ekstruderer en sementlignende blanding i lag, tok omtrent to uker totalt å lage en grunnleggende struktur.

Treplankene som ble lagt på toppen av dette skallet var på samme måte høyteknologiske - selv om de kanskje ikke umiddelbart ser det ut. Når du ser på de merkelige bølgete plankene som designerne brukte, ville du bli tilgitt for først å tro at de ikke var spesielt presist. Knapt noen av plankene er helt rette, med knekk og oddetallsformede bøyninger som en vertikal linje degradert av en VHS-kopi-av-en-kopi-av-en-kopi. Faktisk var de perfekt målt; de tilfeldigvis ikke har blitt kuttet i rette linjer.

"[En av grunnene til at modne asketrær ikke brukes til konstruksjon] er at de ikke akkurat er de retteste trærne," sa Zivkovic. "Asketreet har uregelmessige geometrier, så det er veldig vanskelig å behandle i et vanlig sagbruk. Vi utviklet en prosess med robotteknologi og 3D-skanning som gjør oss i stand til å bruke disse ellers bortkastede asketrærne til byggeformål.»

Zivkovic og Lok skannet i tre dimensjoner hvert trestykke de hadde til rådighet. Dette gjorde det mulig for dem å sette seg inn i treets forskjellige "ulige geometrier", og finne ut hvordan de best kunne kuttes. Høypresisjonsoppgaven med å utføre dette ble utført ved hjelp av en modifisert robotarm paret oppdaget på eBay. Den hadde tidligere blitt brukt til å bygge biler for General Motors, men Zivkovic og Robotic Construction Laboratory-teamet brukte den på nytt; omprogrammerte det slik at det var i stand til metodisk å sage og forme tre som normalt ville være ekstremt vanskelig å kutte med standard freseverktøy.

Alt om bærekraft

Som med den CO2-besparende 3D-utskriftstilnærmingen, var bærekraft en av HANNAHs hovedanliggender når det kom til treverket. Dette var ikke vanlig aske, men snarere billeskadet aske som hadde blitt angrepet av Emerald Ash Borer, et insekt som dreper asketrær som en del av sin reproduksjonssyklus. Siden den ble oppdaget i USA i 2002, har Emerald Ash Borer spredt seg til 35 stater og flere kanadiske provinser. I dag anslår Zivkovic at det er 8,7 milliarder asketrær som er truet av dette angrepet.

"For det meste blir [trærne] enten overlatt til å dø, noe som frigjør karbon i atmosfæren, eller de blir brukt som ved," sa han. "For oss er dette på en måte en enorm tapt mulighet."

Med en fullstendig oversikt over alt inventaret til disposisjon, gikk Zivkovic og Lok deretter gjennom og fant ut hvordan de best kunne sette sammen hytta. For større bygninger i fremtiden, sa Lok at det ville være mulig for arkitekter å overføre 3D-beholdningsdataene til algoritmer som kan optimere hvordan det hele best kan passes sammen.

"Jeg tror det en dag ville være mulig å skanne en hel skog," sa Lok. «Da kan vi utvikle algoritmer som optimerer hvordan du bruker disse trærne i et prosjekt. Dette er et sted beregning ville være veldig, veldig nyttig."

Fremtiden for bærekraftig boligbygging

Ashen Cabin er spennende av alle slags grunner. Ideen om et nytt robotbrutalistisk designspråk er spennende på grunn av det den antyder om de nye fremvoksende formene for arkitektur som først nå blir en realitet. Men grunnen til at det kan legge grunnlaget for noe som forandrer verden, er på grunn av måten det brukes på disse teknologiene, sammen med materialer fra den naturlige verden, for å skape noe som er bærekraftig og skalerbar.

Det er vanskelig å anslå et samlet budsjett for prosjektet. Materialkostnadene til hytta er rimelig lave, i nærheten av $15.000. Men dette inkluderer ikke arbeidskraft, prototyping og FoU. Men som med alt annet, vil kostnadene gå ned etter hvert som mer arbeid utføres.

"Vi tror at begge teknologiene - 3D-utskrift med betong og generell robotvirkeproduksjon - vil ha kostnadsfordeler i fremtiden," sa Zivkovic. "Det er imidlertid umulig å nøyaktig kvantifisere hva de vil være. Jo mer utbredt vi implementerer disse teknologiene, desto flere økonomiske fordeler vil vi se. Ashen Cabin er en prototype.»

Nei, vi kommer nok ikke alle til å bo i fantastiske tømmerhytter med vakker utsikt over naturen (selv om tanken ikke er uten appell). Konseptet med å raskt kunne bygge nye boligtyper til lave kostnader og bruke materialer som ellers ville gått til spille er utrolig tiltalende. Forhåpentligvis tar det ikke lang tid før duoen lager sin neste bygning. Og den etter det.

Redaktørenes anbefalinger

• Denne nye satsingen tar sikte på å 3D-printe rimelige små hjem på en dag
• Hvor er de nå? Et tilbakeblikk på fjorårets Top Tech of CES-vinnere
• Stella Artois BART gjør robovac til en ølbetjent