Michael Hansmeyer: Building unimaginable shapes

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Překladatel: Vladimír Harašta Korektor: Marta Gysel

As an architect, I often ask myself,

Jako architekt se často sám sebe ptám,

what is the origin of the forms that we design?

jak vznikají tvary, které navrhujeme.

What kind of forms could we design

Jaké všemožné tvary by se daly navrhnout,

if we wouldn't work with references anymore?

kdybychom už nepracovali s odkazy na existující projekty?

If we had no bias, if we had no preconceptions,

Kdyby nás nic neovlivňovalo, kdybychom byli bez předsudků,

what kind of forms could we design

co vše bychom dokázali vyprojektovat,

if we could free ourselves from

kdybychom se osvobodili

our experience?

od nabytých zkušeností?

If we could free ourselves from our education?

Kdyby nás nesvazovalo vzdělání?

What would these unseen forms look like?

Jak by takové neznámé tvary vypadaly?

Would they surprise us? Would they intrigue us?

Byli bychom překvapeni? Fascinovaly by nás?

Would they delight us?

Mohli bychom se z nich těšit?

If so, then how can we go about creating something that is truly new?

Pokud ano, jak se pak vypořádat s něčím doopravdy novým?

I propose we look to nature.

Inspirujme se přírodou.

Nature has been called the greatest architect of forms.

Příroda bývá nazývána největším architektem.

And I'm not saying that we should copy nature,

Netvrdím, že bychom ji měli kopírovat,

ani že bychom měli napodobovat procesy v organismech,

I'm not saying we should mimic biology,

instead I propose that we can borrow nature's processes.

místo toho navrhuji, abychom si vypůjčili přírodní postupy.

We can abstract them and to create something that is new.

Můžeme z nich čerpat při tvorbě něčeho nového.

Nature's main process of creation, morphogenesis,

Hlavním přírodním tvořivým procesem je morfogeneze,

is the splitting of one cell into two cells.

kdy se buňka rozděluje na dvě nové.

And these cells can either be identical,

A tyto buňky mohou být buď identické

or they can be distinct from each other

nebo se mohou jedna od druhé lišit,

through asymmetric cell division.

pokud se rozdělí asymetricky.

If we abstract this process, and simplify it as much as possible,

Jestliže vyjdeme z tohoto postupu a co nejvíce ho zjednodušíme,

then we could start with a single sheet of paper,

začneme s jedním listem papíru,

one surface, and we could make a fold

s jednou plochou, kterou můžeme přeložit

and divide the surface into two surfaces.

a rozdělit ji na dvě části.

We're free to choose where we make the fold.

Místo přehybu si můžeme libovolně zvolit,

And by doing so, we can differentiate the surfaces.

a tak plochy jednu od druhé rozlišíme.

Through this very simple process,

Tímto velmi jednoduchým postupem

we can create an astounding variety of forms.

se dají vytvářet úžasně proměnlivé tvary.

Now, we can take this form and use the same process

Ten samý postup můžeme aplikovat na tento tvar

to generate three-dimensional structures,

a generovat trojrozměrné struktury,

but rather than folding things by hand,

avšak namísto ručního skládání

we'll bring the structure into the computer,

necháme konstrukci na počítači,

and code it as an algorithm.

kde naprogramujeme algoritmus přehýbání.

And in doing so, we can suddenly fold anything.

Rázem tak můžeme poskládat cokoliv.

We can fold a million times faster,

Můžeme to udělat miliónkrát rychleji

we can fold in hundreds and hundreds of variations.

a skládat stovky a stovky variací.

And as we're seeking to make something three-dimensional,

A protože chceme vytvořit něco trojrozměrného,

we start not with a single surface, but with a volume.

nezačneme na ploše, ale v prostoru.

S jednoduchým tělesem, s krychlí.

A simple volume, the cube.

If we take its surfaces and fold them

Když její strany přehneme

again and again and again and again,

znovu a znovu a pak opět a opět,

then after 16 iterations, 16 steps,

pak po 16 opakováních, 16 krocích,

we end up with 400,000 surfaces and a shape that looks,

získáme 400 000 ploch a výsledný tvar bude vypadat

for instance, like this.

například takto.

And if we change where we make the folds,

A pokud změníme umístění přehybů

if we change the folding ratio,

a poměr vzdáleností mezi nimi,

then this cube turns into this one.

promění se krychle na tohle.

We can change the folding ratio again to produce this shape,

Další změnou poměru mezi přehyby vytvoříme tento tvar

or this shape.

anebo tenhle.

So we exert control over the form

Dolaďováním místa ohybu

by specifying the position of where we're making the fold,

řídíme výsledný tvar,

but essentially you're looking at a folded cube.

ale v zásadě se stále díváme na poskládanou krychli.

A můžeme si s tím hrát.

And we can play with this.

We can apply different folding ratios to different parts

Na různé části tvaru můžeme aplikovat různé poměry vzdáleností,

of the form to create local conditions.

abychom tvar v tom místě upravili.

We can begin to sculpt the form.

Začínáme ho otesávat.

And because we're doing the folding on the computer,

A protože ohyby provádí počítač,

we are completely free of any physical constraints.

jsme zcela nezávislí na fyzikálních omezeních.

So that means that surfaces can intersect themselves,

To znamená, že povrchy se mohou prolínat

they can become impossibly small.

a mohou být nereálně malé.

We can make folds that we otherwise could not make.

Můžeme udělat přehyby tam, kde normálně udělat nejdou.

Surfaces can become porous.

Mohou vznikat porézní povrchy.

They can stretch. They can tear.

Mohou se natahovat. Mohou se od sebe odtrhnout.

And all of this expounds the scope of forms that we can produce.

To vše odhaluje rozsah forem, které je možné vytvořit.

But in each case, I didn't design the form.

Avšak já jsem nenavrhoval formu,

I designed the process that generated the form.

navrhoval jsem postup, kterým se tvar generuje.

In general, if we make a small change to the folding ratio,

Obecně platí, že pokud uděláme malou změnu v poměru vzdáleností přehybů,

which is what you're seeing here,

což můžete vidět zde,

then the form changes correspondingly.

tvar se odpovídajícím způsobem změní.

But that's only half of the story --

Ale je to jen půlka pravdy --

99.9 percent of the folding ratios produce not this,

v 99,9 % případů nevyjde toto,

but this, the geometric equivalent of noise.

ale tohle, geometrický ekvivalent šumu.

Tvary, které jsem vám ukazoval, ve skutečnosti vznikly díky

The forms that I showed before were made actually

through very long trial and error.

dlouhé řadě pokusů a omylů.

A far more effective way to create forms, I have found,

Mnohem účinnějším způsobem, který jsem nalezl,

is to use information that is already contained in forms.

je využít informace, které už jsou ve tvarech obsaženy.

A very simple form such as this one actually contains

Tento velmi jednoduchý tvar v sobě nese

a lot of information that may not be visible to the human eye.

množství informací, kterých si pouhým okem snad ani nevšimneme.

So, for instance, we can plot the length of the edges.

Například můžeme rozvrhnout délky hran.

White surfaces have long edges, black ones have short ones.

Bílé plochy mají dlouhé hrany, černé mají krátké hrany.

We can plot the planarity of the surfaces, their curvature,

Můžeme zdůraznit rovinnost povrchů, jejich zakřivení,

how radial they are -- all information that may not be

jak jsou radiální -- všechny informace,

instantly visible to you,

které nemusíte okamžitě postřehnout,

but that we can bring out, that we can articulate,

ale které se dají zvýraznit, které se dají vyjádřit

and that we can use to control the folding.

a kterými se dá řídit přehýbání ploch.

So now I'm not specifying a single

Teď už neurčuji jednotlivé

ratio anymore to fold it,

poměry u přehybů,

but instead I'm establishing a rule,

ale namísto toho stanovuji pravidlo,

I'm establishing a link between a property of a surface

vztah mezi vlastností povrchu

and how that surface is folded.

a tím, jak má být poskládaný.

And because I've designed the process and not the form,

A protože jsem navrhl postup a ne formu,

I can run the process again and again and again

mohu postup znovu a znovu opakovat

to produce a whole family of forms.

a vyrábět celé rodiny tvarů.

These forms look elaborate, but the process is a very minimal one.

Tyto tvary vypadají propracovaně, ale postup je velmi minimalistický.

Máme jednoduchý vstupní údaj,

There is a simple input,

it's always a cube that I start with,

vždycky začínám s krychlí

and it's a very simple operation -- it's making a fold,

a s jednoduchou operací -- přehýbáním --

and doing this over and over again.

kterou neustále opakuji.

So let's bring this process to architecture.

Přenesme tento postup do architektury.

How? And at what scale?

Jak? A v jakém měřítku?

I chose to design a column.

Rozhodl jsem se navrhnout sloup.

Columns are architectural archetypes.

Sloupy jsou architektonické archetypy.

They've been used throughout history to express ideals

Používaly se v průběhu dějin k vyjádření ideálů

about beauty, about technology.

krásy a technologie.

A challenge to me was how we could express

Byla to pro mě výzva, jak sloupem vyjádřit

this new algorithmic order in a column.

tenhle nový algoritmický řád.

I started using four cylinders.

Začal jsem se čtyřmi válci.

Through a lot of experimentation, these cylinders

Po mnoha experimentech se válce

eventually evolved into this.

nakonec vyvinuly do této podoby.

And these columns, they have information at very many scales.

Tyhle sloupy nesou celou škálu informací.

We can begin to zoom into them.

Zkusme si je zvětšit.

The closer one gets, the more new features one discovers.

Čím blíž se dostáváme, tím podrobnější rysy vystupují.

Some formations are almost at the threshold of human visibility.

Některé útvary jsou téměř na prahu viditelnosti.

And unlike traditional architecture,

A na rozdíl od tradiční architektury,

it's a single process that creates both the overall form

celkovou podobu i mikroskopické detaily

and the microscopic surface detail.

vytváří jediný proces.

These forms are undrawable.

Tyhle tvary se nedají nakreslit.

Architektovi by trvalo měsíce, než by je nakreslil

An architect who's drawing them with a pen and a paper

would probably take months,

pomocí pera a papíru

or it would take even a year to draw all the sections,

nebo snad i rok, než by vykreslil všechny profily,

all of the elevations, you can only create something like this

všechna stoupání, něco takového se dá vytvořit

through an algorithm.

jen pomocí algoritmu.

The more interesting question, perhaps, is,

Snad nejzajímavější otázkou je,

are these forms imaginable?

jestli si takový tvar dokážeme představit.

Usually, an architect can somehow envision the end state

Architekt si obvykle umí představit konečnou podobu

of what he is designing.

svého návrhu.

In this case, the process is deterministic.

V tomto případě je proces deterministický.

There's no randomness involved at all,

Vůbec ho neovlivňují nějaké náhodnosti,

but it's not entirely predictable.

ale není zcela předvídatelný.

There's too many surfaces,

Je tu příliš mnoho povrchů,

there's too much detail, one can't see the end state.

příliš mnoho detailů, než aby se dala předvídat konečná podoba.

So this leads to a new role for the architect.

Pro architekta je to nová role.

One needs a new method to explore all of the possibilities

Potřebuje znát nové metody, jak prozkoumat

that are out there.

veškeré možnosti.

For one thing, one can design many variants of a form,

Někdo může navrhovat řadu variant tvarů

in parallel, and one can cultivate them.

a někdo jiný je může rozvíjet.

And to go back to the analogy with nature,

A pokud se vrátím k analogii s přírodou,

one can begin to think in terms of populations,

můžeme začít přemýšlet o populacích,

one can talk about permutations, about generations,

mluvit o permutacích, generacích,

about crossing and breeding to come up with a design.

křížení a šlechtění, které vstupují do designu.

And the architect is really, he moves into the position

Architekt se opravdu přesouvá do pozice

of being an orchestrator of all of these processes.

skladatele všech těchto procesů.

But enough of the theory.

Ale dost teorie.

At one point I simply wanted to jump inside

V jednu chvíli jsem chtěl takříkajíc

this image, so to say, I bought these red and blue

skočit dovnitř toho obrazu, koupil jsem si tyhle

stereoskopické brýle a posadil se velmi blízko k obrazovce,

3D glasses, got up very close to the screen,

but still that wasn't the same as being able to

ale stále ještě to nebylo stejné, jako kdybych se tam

walk around and touch things.

mohl procházet a věcí se dotýkat.

So there was only one possibility --

Existovala jenom jedna možnost --

to bring the column out of the computer.

vynést sloup z počítače ven.

There's been a lot of talk now about 3D printing.

O 3D tisku se teď hodně mluví.

For me, or for my purpose at this moment,

Pro mě, pro mé účely to v této chvíli

there's still too much of an unfavorable tradeoff

znamená příliš mnoho nežádoucích kompromisů

between scale, on the one hand, and resolution and speed, on the other.

mezi velikostí na jedné straně a rozlišením a rychlostí na druhé straně.

So instead, we decided to take the column,

Namísto toho jsme se rozhodli, že sloup

and we decided to build it as a layered model,

vystavíme jako vrstvený model,

made out of very many slices, thinly stacked over each other.

vyrobený z mnoha tenkých řezů navršených jeden na druhém.

What you're looking at here is an X-ray

Zde vidíte rentgenový snímek sloupu,

of the column that you just saw, viewed from the top.

když se na něho díváte pohledem shora.

Unbeknownst to me at the time,

Pro mě to tehdy byla neznámá věc,

because we had only seen the outside,

protože jsme ho vždy vídali jen zvenčí,

the surfaces were continuing to fold themselves,

plochy se stále samy skládaly

to grow on the inside of the column,

a vyrůstaly uvnitř sloupu,

which was quite a surprising discovery.

což byl docela překvapující objev.

From this shape, we calculated a cutting line,

Z tohoto modelu jsme spočítali obvodovou linii řezu

and then we gave this cutting line to a laser cutter

a pak jsme ji přenesli do laserové řezačky,

to produce -- and you're seeing a segment of it here --

abychom provedli -- zde vidíte jednu část --

very many thin slices, individually cut, on top of each other.

řadu tenkých řezů nad sebou, každý samostatně.

And this is a photo now, it's not a rendering,

A tady je fotografie sloupu, to už není vykresleno,

and the column that we ended up with

vyžádalo si to hodně práce a nakonec

after a lot of work, ended up looking remarkably like the one

se sloup nápadně podobal tomu,

that we had designed in the computer.

který jsme zkonstruovali v počítači.

Almost all of the details, almost all of the

Téměř všechny podrobnosti, téměř všechna ta

surface intricacies were preserved.

povrchová spletitost byla zachována.

But it was very labor intensive.

Ale bylo to velmi pracné.

There's a huge disconnect at the moment still

V tuto chvíli stále ještě zeje obrovská propast

between the virtual and the physical.

mezi virtuálním a skutečným provedením.

It took me several months to design the column,

Trvalo mi několik měsíců, než jsem sloup navrhnul,

but ultimately it takes the computer about 30 seconds

ale počítači to pak trvalo asi 30 sekund,

to calculate all of the 16 million faces.

než spočítal všech 16 miliónů ploch.

The physical model, on the other hand,

Naproti tomu fyzický model

is 2,700 layers, one millimeter thick,

má 2 700 vrstev jeden milimetr tenkých,

it weighs 700 kilos, it's made of sheet that can cover

váží 700 kilo, je vyroben z plátu, který by zakryl

this entire auditorium.

celé tohle hlediště.

And the cutting path that the laser followed

A řezná dráha laseru by byla dlouhá

goes from here to the airport and back again.

jako cesta odsud na letiště a zpátky.

Ale tento postup je den ode dne reálnější.

But it is increasingly possible.

Machines are getting faster, it's getting less expensive,

Stroje jsou stále rychlejší, výroba se zlevňuje

and there's some promising technological developments

a na obzoru se rýsuje další slibný

just on the horizon.

technologický vývoj.

These are images from the Gwangju Biennale.

Tohle jsou obrázky z Gwangju Biennale.

And in this case, I used ABS plastic to produce the columns,

V tomto případě jsem k výrobě sloupu použil běžný plast,

we used the bigger, faster machine,

měli jsme větší a rychlejší stroj,

and they have a steel core inside, so they're structural,

sloupy mají ocelové jádro a tím i nosnou konstrukci,

they can bear loads for once.

snesou velké zatížení.

Každý sloup se v podstatě skládá ze dvou.

Each column is effectively a hybrid of two columns.

You can see a different column in the mirror,

Pokud je za sloupem umístěno zrcadlo,

if there's a mirror behind the column

vzniká jakási optická iluze

that creates a sort of an optical illusion.

a uvidíte v něm jiný sloup.

So where does this leave us?

Takže kam nás to zavedlo?

I think this project gives us a glimpse of the unseen objects that await us

Myslím, že tento projekt jenom nastiňuje, jaké nevídané objekty na nás teprve čekají,

if we as architects begin to think about designing not the object,

pokud jako architekti nebudeme přemýšlet o designu objektů,

but a process to generate objects.

ale o procesech jejich generování.

I've shown one simple process that was inspired by nature;

Ukázal jsem vám jednoduchý postup, kterým mě inspirovala příroda;

there's countless other ones.

existuje bezpočet dalších.

In short, we have no constraints.

Stručně řečeno, nic nás neomezuje.

Instead, we have processes in our hands right now

Místo toho teď ve vlastních rukou držíme postupy,

that allow us to create structures at all scales

které nám umožní vytvářet konstrukce ve škálách,

that we couldn't even have dreamt up.

o jakých se nám nikdy ani nesnilo.

And, if I may add, at one point we will build them.

A dodal bych, že jednou přijde čas, kdy je postavíme.

Thank you. (Applause)

Děkuji. (Potlesk)