Ta zbudowana przez robota kabina jest spojrzeniem w przyszłość budownictwa mieszkaniowego

W miarę upływu czasu domy przyszłości, Ashen Cabin nie wygląda szczególnie futurystycznie. Każdy, kto spodziewa się Jetsonowie- wizja asystentów robotów, przenośników taśmowych w pomieszczeniach i garaży dla pojazdów latających będzie bardzo rozczarowana; ta rustykalna chata z bali, z której roztaczają się spektakularne widoki na trzy lasy stanowe w Itace w stanie Nowy Jork, nie ma nawet prądu ani bieżącej wody. Kuchenka kempingowa, podstawowy zlew i boleśnie piękne widoki to luksusy.

Ale Popielna Chata Jest wizja przyszłości – i to przekonująca. Patrząc na to z bliska – podróż, która wymaga od zwiedzającego podążania krętą ścieżką wśród wzgórz; Chata stopniowo odsłania się, najpierw komin, wśród listowia – od razu widać, że nie jest to typowa chata z bali. Dzięki dziwnej geometrii i siedzącej na przysadzistych betonowych nogach, Ashen Cabin nie wygląda, jakby został zaprojektowany i zbudowany przez człowieka w XXI wieku.

Z pewnością nie przez każdego, kto szuka konwencjonalnego domku z bali. To bardziej przypomina domek, w którym pod koniec jakiejś przyszłości można znaleźć samotnego Harrisona Forda Łowca androidów dalszy ciąg. Albo rodzaj odosobnienia „powrotu do natury”, jaki wyobrażałaby sobie sieć neuronowa w stylu Google DeepDream, gdybyś trenowała ją wyłącznie na zbiorze danych z Baśni braci Grimm.

Urzeczywistnienie domku z bali zajęło dwóm oddanym twórcom, kilka lat i niezliczone godziny badań i innowacji. O tak, i to ogromną drukarka 3d, trochę technologii skanowania 3D i robot budowlany też kupiony na eBayu. Ale choć może to być anomalia tutaj w 2020 r., położona na grzbiecie jednego z najbardziej wiejskich idyllicznych częściach stanu Nowy Jork, pewnego dnia wiele budynków będzie mogło wywodzić się z Ashen Kabina. Poważnie.

Eksperymentalna firma projektowa

„The Ashen Cabin to projekt, w ramach którego testujemy niektóre z naszych pomysłów badawczych i przekładamy je na architekturę” Sasy Zivkovicia powiedział Digital Trends. „To dla nas była najbardziej ekscytująca część”.

Kabina została zaprojektowana i wykonana przez HANNA, eksperymentalne biuro projektowe, którego współzałożycielami są Zivkovic i Leslie Lok. Obaj są adiunktami na pobliskim Uniwersytecie Cornell, gdzie Zivkovic kieruje grupą badawczą zwaną Laboratorium Konstrukcji Robotycznej. Jak sama nazwa wskazuje, ta multidyscyplinarna grupa skupia się, mówiąc najprościej, na robotach budujących domy. Tymczasem nauczanie i badania Loka badają produkcję robotów w skali miejskiej i mieszkaniowej.

„[Ten projekt pozwolił nam rozpocząć] odkrycie nowego języka architektonicznego opartego na druku 3D i drewnie wytwarzanym automatycznie” – Lok powiedział Digital Trends. „To stało się bardzo ważnym elementem. Myślę, że to właśnie przyczyniło się do wyjątkowego wyglądu budynku. Wiedzieliśmy, że nie będziemy używać standardowych materiałów”.

Zivkovic i Lok rozpoczęli współpracę nad nowymi sposobami budowania budynków kilka lat temu w ramach projektu o nazwie Dodatkowe elementy architektoniczne. W tamtym czasie nie osiągnęli jeszcze pełnej konstrukcji, takiej jak kabina. Zamiast tego byli zainteresowani odpowiedzią na pytanie: Jaki projekt elementów obudowy stworzyłaby drukarka 3D? Jak zauważyli, drukarka 3D często jest uważana za pozbawioną charakteru.

Nie pytalibyśmy na przykład, jaką powieść wydrukowałaby drukarka atramentowa; po prostu pisaliśmy powieść, a potem ją drukowaliśmy. Jednak druk 3D – a w szczególności beton drukowany w 3D – otwiera niezwykłe możliwości projektantom, którzy nie mają ograniczyć się do prostego drukowania replik projektów, które mogły istnieć przed drukiem 3D świat. Zivkovic i Lok drukowali podłogi, kolumny, drzwi, okna, ściany i sufity – wszystko w celu analizy integralności, osobowości, ograniczeń i rygoru formalnego formy.

To była podstawa nowego stylu; taki, który oboje nazywają „brutalizmem robotów” nawiązując do zaciekłego modernistycznego stylu architektonicznego z lat 60. i 70. XX wieku, który afiszował się z nowoczesnymi metodami konstrukcyjnymi, takimi jak beton. Oczywiście niektóre nowe technologie konstrukcyjne dostępne dla pionierów brutalizmu robotów znacznie przewyższają te, które istniały pół wieku temu.

Dziwne geometrie

Prace nad Chatą Popielną rozpoczęły się w 2017 roku. Zespół rozpoczął od wydrukowania w 3D betonowej powłoki kabiny przy użyciu specjalnego, samodzielnie zbudowanego systemu drukowania 3D, który oszczędza ślad węglowy zwykłej konstrukcji betonowej, wykorzystując absolutnie minimalną wymaganą ilość. W tym systemie, który wytłacza mieszaninę cementopodobną warstwami, stworzenie podstawowej struktury zajęło w sumie około dwóch tygodni.

Drewniane deski ułożone na tej skorupie były podobnie zaawansowane technologicznie – nawet jeśli nie od razu na to wyglądały. Patrząc na dziwne faliste deski użyte przez projektantów, można początkowo pomyśleć, że nie zostały one wycięte szczególnie precyzyjnie. Prawie żadna z desek nie jest całkowicie prosta, z załamaniami i załamaniami o dziwnych kształtach, przypominającymi pionową linię degradowaną przez kopię kopii kopii na VHS. W rzeczywistości były doskonale zmierzone; po prostu tak się składa, że ​​nie zostały pocięte na linie proste.

„[Jednym z powodów, dla których dojrzałe jesiony nie są wykorzystywane w budownictwie] jest to, że nie są one najprostsze z drzew” – powiedział Zivkovic. „Jesion ma nieregularną geometrię, dlatego bardzo trudno go obrabiać w zwykłym tartaku. Opracowaliśmy proces wykorzystujący technologię zrobotyzowanej produkcji i skanowanie 3D, który umożliwia nam wykorzystanie tych jesionów, które w przeciwnym razie zostałyby zmarnowane, do celów budowlanych.

Zivkovic i Lok skanowali w trzech wymiarach każdy kawałek drewna, jaki mieli do dyspozycji. Pozwoliło im to zapoznać się z różnymi „dziwnymi geometriami” drewna i dowiedzieć się, jak najlepiej je ciąć. To niezwykle precyzyjne zadanie zostało wykonane przy użyciu zmodyfikowanego ramienia robota, które para odkryła w serwisie eBay. Był wcześniej używany do budowy samochodów dla General Motors, ale Zivkovic i zespół Robotic Construction Laboratory zmienili jego przeznaczenie; przeprogramowując go tak, aby potrafił metodycznie piłować i kształtować drewno, które normalnie byłoby niezwykle trudne do cięcia przy użyciu standardowych narzędzi frezarskich.

Wszystko o zrównoważonym rozwoju

Podobnie jak w przypadku druku 3D oszczędzającego emisję CO2, zrównoważony rozwój był jedną z głównych trosk HANNAH, jeśli chodzi o drewno. Nie był to zwykły popiół, ale raczej popiół uszkodzony przez chrząszcze, który został zaatakowany przez szmaragdowego świdra popiołu, owada zabijającego jesiony w ramach swojego cyklu rozrodczego. Od odkrycia w USA w 2002 r. świder szmaragdowy rozprzestrzenił się w 35 stanach i kilku prowincjach Kanady. Obecnie Zivkovic szacuje, że tą inwazją zagrożonych jest 8,7 miliarda jesionów.

„W większości przypadków [drzewa] albo umierają, co powoduje uwalnianie węgla do atmosfery, albo wykorzystuje się je jako drewno opałowe” – powiedział. „Dla nas jest to ogromna stracona szansa”.

Mając do dyspozycji pełny rejestr całego wyposażenia, Zivkovic i Lok sprawdzili, jak najlepiej złożyć kabinę w całość. Lok powiedział, że w przypadku przyszłych większych budynków architekci będą mogli przenieść dane inwentaryzacyjne 3D do algorytmów, które zoptymalizują sposób ich najlepszego dopasowania.

„Myślę, że pewnego dnia możliwe będzie przeskanowanie całego lasu” – powiedział Lok. „Następnie moglibyśmy opracować algorytmy, które zoptymalizują sposób wykorzystania tych drzew w projekcie. To jest miejsce, w którym obliczenia byłyby naprawdę pomocne”.

Przyszłość zrównoważonego budownictwa mieszkaniowego

Chata Popielna jest ekscytująca z wielu powodów. Pomysł nowego języka projektowania Robot Brutalist jest ekscytujący ze względu na to, co sugeruje na temat nowych, pojawiających się form architektury, które dopiero teraz stają się rzeczywistością. Ale powodem, dla którego może położyć podwaliny pod coś zmieniającego świat, jest sposób, w jaki wykorzystuje te technologie, wraz z materiałami ze świata przyrody, aby stworzyć coś, co jest zrównoważone i skalowalne.

Trudno oszacować całkowity budżet projektu. Koszty materiałów, z których wykonana jest kabina, są stosunkowo niskie i wynoszą około 15 000 dolarów. Nie obejmuje to jednak pracy, prototypowania oraz prac badawczo-rozwojowych. Ale, jak w przypadku wszystkiego, koszty będą spadać w miarę wykonywania większej ilości pracy.

„Uważamy, że obie technologie – druk 3D z betonu i ogólna zautomatyzowana produkcja drewna – przyniosą w przyszłości korzyści kosztowe” – powiedział Zivkovic. „Nie da się jednak dokładnie określić, jakie to będą kwoty. Im szerzej będziemy wdrażać te technologie, tym więcej korzyści ekonomicznych zobaczymy. Ashen Cabin to prototyp.”

Nie, prawdopodobnie nie wszyscy będziemy mieszkać w oszałamiających domkach z bali z pięknymi widokami na przyrodę (choć ta myśl nie jest pozbawiona uroku). Jednakże koncepcja możliwości szybkiego budowania nowych typów domów przy niskich kosztach i wykorzystaniu materiałów, które w przeciwnym razie zostałyby zmarnowane, jest niezwykle atrakcyjna. Miejmy nadzieję, że nie minie dużo czasu, zanim duet stworzy kolejny budynek. I ten po nim.

Zalecenia redaktorów

• Celem tego nowego przedsięwzięcia jest drukowanie 3D niedrogich małych domów w ciągu jednego dnia
• Gdzie oni są teraz? Spojrzenie wstecz na zeszłorocznych zwycięzców Top Tech of CES
• Stella Artois BART zamienia Twojego robovaca w serwisanta piwa