Michael Hansmeyer: Building unimaginable shapes

Michael Hansmeyer: Unvorstellbare Formen bauen

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Übersetzung: Jan Wilberg Lektorat: Friederike Oeldorf

As an architect, I often ask myself,

Als Architekt frage ich mich oft:

what is the origin of the forms that we design?

"Was ist der Ursprung der Formen, die wir erschaffen?"

What kind of forms could we design

Was für Formen könnten wir kreieren,

if we wouldn't work with references anymore?

wenn wir nicht mehr mit Vorlagen arbeiten würden?

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

Wenn wir keine Vorlieben, keine Vorurteile hätten,

what kind of forms could we design

was für Formen könnten wir erschaffen,

if we could free ourselves from

wenn wir uns von unseren Erfahrungen

our experience?

befreien könnten?

If we could free ourselves from our education?

Wenn wir uns von unserer Ausbildung befreien könnten.

What would these unseen forms look like?

Wie würden diese unbekannten Formen aussehen?

Would they surprise us? Would they intrigue us?

Würden sie uns überraschen, uns faszinieren?

Would they delight us?

Würden sie uns erfreuen?

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

Wenn ja, wie können wir etwas erschaffen, das wirklich neu ist?

I propose we look to nature.

Ich schlage vor, wir wenden uns der Natur zu.

Nature has been called the greatest architect of forms.

Die Natur wird als größte Schöpferin von Formen bezeichnet.

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

Und ich sage nicht, dass wir die Natur kopieren sollten,

I'm not saying we should mimic biology,

ich sage nicht, wir sollten Biologie nachahmen.

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

Stattdessen schlage ich vor, uns die Prozesse der Natur anzueignen.

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

Wir können sie abstrahieren und etwas erschaffen, das neu ist.

Nature's main process of creation, morphogenesis,

Der Hauptschöpfungsprozess der Natur ist die Morphogenese,

is the splitting of one cell into two cells.

die Teilung einer Zelle in zwei Zellen.

And these cells can either be identical,

Und diese Zellen können entweder identisch sein

or they can be distinct from each other

oder sie können sich voneinander unterscheiden

through asymmetric cell division.

durch asymmetrische Zellteilung.

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

Wenn wir diesen Prozess abstrahieren und so weit wie möglich vereinfachen,

then we could start with a single sheet of paper,

dann könnten wir mit einem Blatt Papier beginnen,

one surface, and we could make a fold

einer Fläche, und wir könnten einen Knick machen

and divide the surface into two surfaces.

und die Fläche in zwei Flächen teilen.

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

Es steht uns frei zu wählen, wo wir falten wollen.

And by doing so, we can differentiate the surfaces.

Und dadurch können wir die Flächen teilen.

Through this very simple process,

Mit dieser sehr simplen Methode

we can create an astounding variety of forms.

können wir eine erstaunliche Formenvielfalt erzeugen.

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

Jetzt können wir diese Form nehmen und denselben Prozess benutzen,

to generate three-dimensional structures,

um dreidimensionale Strukturen hervorzubringen.

but rather than folding things by hand,

Aber anstatt per Hand zu falten,

we'll bring the structure into the computer,

speisen wir die Struktur in den Computer ein

and code it as an algorithm.

und setzen sie als Algorithmus um.

And in doing so, we can suddenly fold anything.

Dadurch können wir plötzlich alles Mögliche falten.

We can fold a million times faster,

Wir können millionenfach schneller falten,

we can fold in hundreds and hundreds of variations.

wir können hunderte verschiedene Variationen machen.

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

Und weil wir etwas Dreidimensionales erschaffen wollen,

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

beginnen wir nicht mit einer einzelnen Fläche, sondern mit einem Volumen.

A simple volume, the cube.

ein einfacher Würfel.

If we take its surfaces and fold them

Wenn wir seine Flächen nehmen und falten,

again and again and again and again,

wieder und wieder und wieder und wieder,

then after 16 iterations, 16 steps,

dann erhalten wir nach 16 Wiederholungen, 16 Schritten,

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

400.000 Flächen und eine Form,

for instance, like this.

die zum Beispiel so aussieht.

And if we change where we make the folds,

Und wenn wir die Position der Faltung verändern,

if we change the folding ratio,

wenn wir das Faltverhältnis ändern,

then this cube turns into this one.

dann wird aus diesem Würfel dieser hier.

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

Wir können das Faltverhältnis nochmal ändern und erzeugen diese Form

or this shape.

oder diese Form.

So we exert control over the form

Wir üben also Kontrolle über die Form aus,

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

indem wir die Stelle angeben, wo wir den Knick machen,

but essentially you're looking at a folded cube.

aber im Grunde sehen Sie einen gefalteten Würfel.

And we can play with this.

Spielen wir damit.

We can apply different folding ratios to different parts

Wir können auf verschiedene Bereiche der Form unterschiedliche Faltungen anwenden

of the form to create local conditions.

und örtliche Gegebenheiten erzeugen.

We can begin to sculpt the form.

Wir können anfangen, das Objekt auszuformen.

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

Und weil wir das Falten am Computer machen,

we are completely free of any physical constraints.

sind wir vollkommen frei von physikalischen Beschränkungen.

So that means that surfaces can intersect themselves,

Das bedeutet, dass sich Flächen selbst schneiden können.

they can become impossibly small.

Sie können unglaublich klein werden.

We can make folds that we otherwise could not make.

Wir können Faltungen machen, die wir sonst nicht machen könnten.

Surfaces can become porous.

Flächen können durchlässig werden.

They can stretch. They can tear.

Sie können sich dehnen, sie können reißen.

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

All das erklärt die Bandbreite an Formen, die wir erzeugen können.

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

Ich habe aber in all diesen Fällen die Form nicht entworfen.

I designed the process that generated the form.

Ich habe den Prozess entworfen, der die Form generiert hat.

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

Grundsätzlich gilt, wenn wir das Faltverhältnis ein wenig verändern,

which is what you're seeing here,

was Sie hier sehen,

then the form changes correspondingly.

dann ändert sich die Form entsprechend.

But that's only half of the story --

Doch das ist nur die halbe Geschichte.

99.9 percent of the folding ratios produce not this,

99,9 Prozent der Faltverhältnisse ergeben nicht dies,

but this, the geometric equivalent of noise.

sondern dies, das geometrische Äquivalent von Rauschen.

The forms that I showed before were made actually

Die Formen, die ich eben gezeigt habe,

through very long trial and error.

sind durch langwieriges Ausprobieren entstanden.

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

Ich habe herausgefunden, dass es viel effektiver ist, Formen zu erzeugen,

is to use information that is already contained in forms.

indem man Informationen benutzt, die schon in der Form enthalten sind.

A very simple form such as this one actually contains

Eine sehr simple Form wie diese enthält in Wirklichkeit

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

viel Information, die für das menschliche Auge nicht sichtbar ist.

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

Zum Beispiel können wir die Kantenlängen einzeichnen.

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

Weiße Flächen haben lange Kanten, schwarze haben kurze.

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

Wir können die Ebenheit der Flächen einzeichnen, ihre Krümmung,

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

wie rund sie sind – alles Informationen, die für Sie

instantly visible to you,

nicht sofort sichtbar sind,

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

die wir aber hervorholen und ausdrücken können

and that we can use to control the folding.

und die wir benutzen können, um die Faltung zu steuern.

So now I'm not specifying a single

Jetzt gebe ich also kein einzelnes Verhältnis mehr

ratio anymore to fold it,

für die Faltung an,

but instead I'm establishing a rule,

sondern ich stelle eine Regel auf,

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

ich erstelle eine Verbindung zwischen der Eigenschaft einer Fläche

and how that surface is folded.

und der Faltung dieser Fläche.

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

Und weil ich nicht die Form sondern den Prozess entworfen habe,

I can run the process again and again and again

kann ich den Prozess immer wieder laufen lassen

to produce a whole family of forms.

und so eine ganze Formenfamilie erzeugen.

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

Diese Formen sehen ausgeklügelt aus, aber der Vorgang ist minimal.

There is a simple input,

Es gibt eine einfache Eingabe –

it's always a cube that I start with,

ich beginne immer mit einem Würfel –

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

und eine einfache Verarbeitung. Es macht einen Knick

and doing this over and over again.

und macht das wieder und wieder.

So let's bring this process to architecture.

Jetzt lassen Sie uns diesen Prozess mit Architektur verbinden.

How? And at what scale?

Wie? In welcher Größenordnung?

I chose to design a column.

Ich habe mich für Säulen entschieden.

Columns are architectural archetypes.

Säulen sind architektonische Urformen.

They've been used throughout history to express ideals

Sie sind im Laufe der Geschichte eingesetzt worden, um Schönheitsideale

about beauty, about technology.

und technologische Ideale auszudrücken.

A challenge to me was how we could express

Eine Herausforderung war, wie wir diese neue

this new algorithmic order in a column.

algorithmische Ordnung in einer Säule ausdrücken können.

I started using four cylinders.

Ich begann mit vier Zylindern.

Through a lot of experimentation, these cylinders

Durch viel Experimentieren entwickelten sich diese Zylinder

eventually evolved into this.

schließlich zu diesen.

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

Und diese Säulen beinhalten Informationen in vielen Größenordnungen.

We can begin to zoom into them.

Wir können anfangen hineinzuzoomen.

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

Je näher man kommt, desto mehr neue Merkmale entdeckt man.

Some formations are almost at the threshold of human visibility.

Manche Gebilde sind fast an der Grenze menschlicher Wahrnehmung.

And unlike traditional architecture,

Im Unterschied zu traditioneller Architektur

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

ist es aber ein einziger Ablauf, der sowohl die Gesamtform

and the microscopic surface detail.

als auch die mikroskopischen Oberflächendetails erzeugt.

These forms are undrawable.

Diese Formen sind nicht zeichenbar.

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

Ein Architekt, der sie mit Stift und Papier zeichnet,

would probably take months,

würde wahrscheinlich Monate brauchen

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

oder sogar ein Jahr, um alle Abschnitte zu zeichnen,

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

alle Erhebungen. Man kann so etwas nur

through an algorithm.

mit einem Algorithmus zeichnen.

The more interesting question, perhaps, is,

Die interessantere Frage ist vielleicht:

are these forms imaginable?

Sind diese Formen vorstellbar?

Usually, an architect can somehow envision the end state

Gewöhnlich kann sich ein Architekt den Endzustand seines Entwurfs

of what he is designing.

ungefähr vorstellen.

In this case, the process is deterministic.

In diesem Fall ist der Prozess vorherbestimmend.

There's no randomness involved at all,

Es gibt überhaupt keinen Zufall,

but it's not entirely predictable.

doch es ist nicht völlig vorhersehbar.

There's too many surfaces,

Es gibt zu viele Flächen,

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

zu viele Details, man kann das Endergebnis nicht sehen.

So this leads to a new role for the architect.

Das führt zu einer neuen Rolle für den Architekten.

One needs a new method to explore all of the possibilities

Man braucht eine neue Methode, um alle Möglichkeiten auszuloten,

that are out there.

die es geben könnte.

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

Zum Beispiel kann man viele Varianten einer Form gleichzeitig

in parallel, and one can cultivate them.

entwerfen und sie kultivieren.

And to go back to the analogy with nature,

Um zur Analogie mit der Natur zurückzukommen,

one can begin to think in terms of populations,

man kann anfangen, an Bevölkerungen zu denken,

one can talk about permutations, about generations,

man kann von Permutationen und von Generationen sprechen,

about crossing and breeding to come up with a design.

von Kreuzungen und Züchtungen, um zu einem Design zu kommen.

And the architect is really, he moves into the position

Und der Architekt bewegt sich mehr in Richtung

of being an orchestrator of all of these processes.

eines Koordinators, der all diese Prozesse abstimmt.

But enough of the theory.

Aber genug der Theorie.

At one point I simply wanted to jump inside

Irgendwann wollte ich einfach in dieses Bild

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

hineinspringen, sozusagen. Ich habe diese rot-grüne

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

3D-Brille gekauft, bin ganz nah an den Bildschirm ran,

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

aber es war doch nicht dasselbe wie

walk around and touch things.

umhergehen und Dinge berühren können.

So there was only one possibility --

Es gab also nur eine Möglichkeit:

to bring the column out of the computer.

Die Säule aus dem Computer herauszuholen.

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

Es ist jetzt viel über 3D-Druck gesprochen worden.

For me, or for my purpose at this moment,

Für mich, oder für meine Zwecke, gibt es da momentan

there's still too much of an unfavorable tradeoff

noch einen zu ungünstigen Kompromiss

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

zwischen Größe auf der einen Seite und Auflösung und Geschwindigkeit auf der anderen.

So instead, we decided to take the column,

Stattdessen haben wir beschlossen, die Säule

and we decided to build it as a layered model,

als Schichtenmodell zu bauen, bestehend aus

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

sehr vielen Schichten, dünn übereinandergestapelt.

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

Hier sehen sie eine Röntgenaufnahme

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

der Säule von vorhin, von oben gesehen.

Unbeknownst to me at the time,

Was ich zu der Zeit nicht wusste,

because we had only seen the outside,

weil wir nur die Außenseite gesehen hatten,

the surfaces were continuing to fold themselves,

war, dass die Flächen sich weiter falteten,

to grow on the inside of the column,

innerhalb der Säule weiterwuchsen.

which was quite a surprising discovery.

Das war eine ziemlich überraschende Entdeckung.

From this shape, we calculated a cutting line,

Von dieser Form errechneten wir ein Schnittprofil

and then we gave this cutting line to a laser cutter

und gaben dieses Schnittprofil zur Produktion

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

mit einem Laserschneider. Hier sehen Sie ein Segment davon.

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

Sehr viele dünne Scheiben, einzeln geschnitten, übereinander.

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

Und das ist jetzt ein Foto, keine 3D-Darstellung.

and the column that we ended up with

Die Säule, die wir am Ende hatten,

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

nach langer Arbeit, sah am Schluss dem Entwurf

that we had designed in the computer.

aus dem Computer bemerkenswert ähnlich.

Almost all of the details, almost all of the

Fast alle Details, fast alle Feinheiten

surface intricacies were preserved.

der Oberfläche blieben erhalten.

But it was very labor intensive.

Aber es war sehr arbeitsintensiv.

There's a huge disconnect at the moment still

Es gibt im Moment noch eine riesige Kluft

between the virtual and the physical.

zwischen dem Virtuellen und dem Gegenständlichen.

It took me several months to design the column,

Ich benötigte mehrere Monate, die Säule zu erstellen,

but ultimately it takes the computer about 30 seconds

aber im Grunde braucht der Computer nur 30 Sekunden,

to calculate all of the 16 million faces.

um alle 16 Millionen Flächen zu berechnen.

The physical model, on the other hand,

Das physische Modell auf der anderen Seite

is 2,700 layers, one millimeter thick,

hat 2700 Schichten, je einen Millimeter dick.

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

Es wiegt 700 kg. Mit seinen Schichten könnte man diesen ganzen

this entire auditorium.

Saal auslegen.

And the cutting path that the laser followed

Und die Schnittkante, an der der Laser entlangliefe,

goes from here to the airport and back again.

würde von hier zum Flughafen und zurück führen.

But it is increasingly possible.

Aber es wird zusehends möglich.

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

Maschinen werden schneller, es wird günstiger,

and there's some promising technological developments

und gerade tauchen einige vielversprechende technologische Entwicklungen

just on the horizon.

am Horizont auf.

These are images from the Gwangju Biennale.

Dies sind Bilder von der Gwangju Biennale.

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

In diesem Fall habe ich ABS-Plastik für die Säulen verwendet.

we used the bigger, faster machine,

Wir benutzten die größeren, schnelleren Maschinen

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

und sie haben einen Stahlkern, sie sind also tragend,

they can bear loads for once.

sie können jetzt endlich Lasten tragen.

Each column is effectively a hybrid of two columns.

Jede Säule ist eigentlich ein Hybrid aus zwei Säulen.

You can see a different column in the mirror,

Sie können im Spiegel eine andere Säule sehen.

if there's a mirror behind the column

Wenn ein Spiegel hinter der Säule steht,

that creates a sort of an optical illusion.

erzeugt das eine Art optische Täuschung.

So where does this leave us?

Was bedeutet das alles jetzt?

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

Ich glaube, dieses Projekt gibt uns einen Hinweis auf die unbekannten Objekte, die uns erwarten,

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

wenn wir als Architekten anfangen, nicht an das Entwerfen von Objekten, sondern von Prozessen

but a process to generate objects.

zur Erschaffung von Objekten zu denken.

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

Ich habe einen einfachen, von der Natur inspirierten Prozess gezeigt.

there's countless other ones.

Es gibt noch unzählige andere.

In short, we have no constraints.

Kurz, wir haben keine Einschränkungen.

Instead, we have processes in our hands right now

Sondern wir haben jetzt Prozesse in unseren Händen,

that allow us to create structures at all scales

die uns erlauben, Strukturen aller Größenordnungen zu kreieren,

that we couldn't even have dreamt up.

von denen wir nicht einmal hätten träumen können.

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

Und, wenn ich das sagen darf, irgendwann werden wir sie bauen.

Thank you. (Applause)

Danke. (Applaus)