Michael Hansmeyer: Building unimaginable shapes

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

מתרגם: Yubal Masalker מבקר: Zeeva Livshitz

As an architect, I often ask myself,

כאדריכל, לעתים קרובות אני שואל את עצמי,

what is the origin of the forms that we design?

מה מקורן של הצורות שאנו מעצבים?

What kind of forms could we design

איזה סוג של צורות היינו יכולים לעצב

if we wouldn't work with references anymore?

אם היינו עובדים באופן עצמאי לחלוטין?

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

אם לא היתה לנו שום הטיה, אם לא היו לנו הנחות יסוד,

what kind of forms could we design

איזה סוג של צורות ניתן לעצב

if we could free ourselves from

אם היינו יכולים להשתחרר

our experience?

מהניסיון שלנו?

If we could free ourselves from our education?

אם היינו יכול להשתחרר ממה שלמדנו?

What would these unseen forms look like?

איך הצורות הנעלמות הללו היו נראות?

Would they surprise us? Would they intrigue us?

האם הן יפתיעו אותנו? האם הן יעוררו עניין?

Would they delight us?

האם הן יענגו אותנו?

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

אם כן, אז איך אנו יכולים ללכת על יצירת משהו שהוא באמת חדש?

I propose we look to nature.

אני מציע שנסתכל על הטבע.

Nature has been called the greatest architect of forms.

נהוג לומר שהטבע הוא האדריכל הגדול של צורות.

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

אני לא אומר שאנחנו צריכים להעתיק מהטבע,

I'm not saying we should mimic biology,

אני לא אומר שאנחנו צריכים לחקות את הביולוגיה,

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

במקום זה אני מציע שניקח בהשאלה תהליכים של הטבע.

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

אנחנו יכולים להופכם למופשטים וליצור משהו שהוא חדש.

Nature's main process of creation, morphogenesis,

התהליך העיקרי בטבע שזה יצירה, מתן צורה,

is the splitting of one cell into two cells.

מתרחש בפיצול של תא אחד לשני תאים.

And these cells can either be identical,

תאים אלה יכולים להיות זהים,

or they can be distinct from each other

או שהם יכולים להיות שונים זה מזה

through asymmetric cell division.

בגלל חלוקת תא אסימטרית.

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

אם נהפוך תהליך זה למופשט ובנוסף גם נפשט אותו ככל האפשר,

then we could start with a single sheet of paper,

אז אנו יכולים להתחיל עם גיליון נייר בודד,

one surface, and we could make a fold

משטח אחד, ואנחנו יכולים לעשות קפל

and divide the surface into two surfaces.

ולחלק את המשטח לשני משטחים.

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

אנחנו חופשיים לבחור היכן לעשות את הקפל.

And by doing so, we can differentiate the surfaces.

כך אנו יכולים להבדיל בין המשטחים.

Through this very simple process,

באמצעות תהליך פשוט זה,

we can create an astounding variety of forms.

ניתן ליצור מגוון מדהים של צורות.

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

כעת אפשר לקחת את הצורה הזו ולהשתמש באותו התהליך

to generate three-dimensional structures,

כדי ליצור מבנים תלת-ממדיים,

but rather than folding things by hand,

אבל במקום לקפל ידנית,

we'll bring the structure into the computer,

נעביר את המבנה למחשב

and code it as an algorithm.

ונקודד אותו כאלגוריתם.

And in doing so, we can suddenly fold anything.

ובכך, ניתן כבר לקפל כל דבר.

We can fold a million times faster,

ניתן לקפל פי מיליון יותר מהר,

we can fold in hundreds and hundreds of variations.

ניתן לקפל במאות רבות של וריאציות.

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

ומאחר ואנו מבקשים ליצור משהו תלת ממדי,

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

אנחנו מתחילים לא עם משטח אחד, אלא עם נפח.

A simple volume, the cube.

עם צורה פשוטה של קובייה.

If we take its surfaces and fold them

אם לוקחים את המשטחים שלה ומקפלים אותם

again and again and again and again,

שוב ושוב ושוב ושוב,

then after 16 iterations, 16 steps,

אז לאחר 16 פעולות החוזרות על עצמן, 16 צעדים,

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

אנו מסיימים עם 400,000 פיאות וצורה שנראית,

for instance, like this.

למשל, כמו זו.

And if we change where we make the folds,

ואם משנים את המקום שעושים בו את הקפלים,

if we change the folding ratio,

אם משנים את יחס הקיפול,

then this cube turns into this one.

אז קוביה זו הופכת לזה.

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

אנחנו יכולים לשנות את יחס הקיפול שוב כדי ליצור את הצורה הזו,

or this shape.

או צורה זו.

So we exert control over the form

כך אנו שולטים על הצורה

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

על ידי ציון המיקום של יצירת הקיפול,

but essentially you're looking at a folded cube.

אבל בעצם מסתכלים על קובייה מקופלת.

And we can play with this.

וניתן לשחק עם זה.

We can apply different folding ratios to different parts

ניתן ליישם יחסי קיפול שונים לחלקים השונים

of the form to create local conditions.

של הצורה כדי ליצור תנאים מקומיים.

We can begin to sculpt the form.

אנחנו יכולים להתחיל לפסל את הצורה.

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

ובגלל שעושים קיפול במחשב,

we are completely free of any physical constraints.

אנחנו חופשיים לחלוטין מכל מגבלה פיזית.

So that means that surfaces can intersect themselves,

זה אומר שמשטחים יכולים להצטלב עם עצמם,

they can become impossibly small.

הם יכולים להיות קטנים להדהים.

We can make folds that we otherwise could not make.

ניתן ליצור קפלים שבמצב אחר לא ניתן ליצור.

Surfaces can become porous.

משטחים יכולים להיות נקבוביים.

They can stretch. They can tear.

הם יכולים להימתח. הם יכולים להיקרע.

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

וכל זה ממחיש את מגוון הצורות הרחב שניתן ליצור.

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

אבל בכל מקרה לכשעצמו, לא עיצבתי את הצורה.

I designed the process that generated the form.

אני עיצבתי את התהליך שיצר את הצורה.

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

באופן כללי, אם עושים שינוי קטן ביחס הקיפול,

which is what you're seeing here,

שזה מה שרואים כאן,

then the form changes correspondingly.

אז הצורה משתנה בהתאם.

But that's only half of the story --

אבל זה רק חצי מהסיפור --

99.9 percent of the folding ratios produce not this,

99.9 אחוזים מיחסי הקיפול לא יוצרים את זה,

but this, the geometric equivalent of noise.

אלא זה, שווה-הערך הגיאומטרי של רעש.

The forms that I showed before were made actually

הצורות שהראיתי קודם, נעשו בפועל באמצעות

through very long trial and error.

תהליכי ניסוי-וטעייה ארוכים מאוד.

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

דרך יעילה הרבה יותר שגיליתי ליצירת צורות

is to use information that is already contained in forms.

היא להשתמש במידע שכבר כלול בצורות.

A very simple form such as this one actually contains

צורה מאוד פשוטה כגון זו מכילה למעשה

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

מידע רב שעשוי להיות נסתר מעין אנושית.

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

כך, למשל, נוכל לשרטט את אורך הקצוות.

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

למשטחים לבנים יש קצוות ארוכים, לשחורים קצרים.

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

נוכל לשרטט את המישוריות של המשטחים, את עקמומיותם,

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

עד כמה הם ממורכזים -- כל המידע שייתכן ולא יהיה

instantly visible to you,

גלוי לעינינו,

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

אבל שאנו יכולים לחשוף,

and that we can use to control the folding.

שאנו יכולים לבטא, ושיכולים להשתמש בו כדי לשלוט בקיפול.

So now I'm not specifying a single

עכשיו אני לא קובע יותר

ratio anymore to fold it,

יחס אחד ויחיד כדי לקפל אותה,

but instead I'm establishing a rule,

אלא במקום זה אני יוצר כלל.

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

אני יוצר קשר בין תכונה של משטח

and how that surface is folded.

ואיך שהמשטח מקופל.

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

ומכיוון שאני עיצבתי את התהליך ולא את הצורה,

I can run the process again and again and again

אני יכול להפעיל את התהליך שוב ושוב ושוב

to produce a whole family of forms.

כדי ליצור משפחה שלמה של צורות.

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

צורות אלו נראות משוכללות, אבל התהליך הוא מאוד פשוט.

There is a simple input,

יש קלט פשוט,

it's always a cube that I start with,

שזו תמיד קובייה שאני מתחיל בה,

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

וזו פעולה פשוטה מאוד -- שזה יצירת קיפול,

and doing this over and over again.

וחזרה על כך שוב ושוב.

So let's bring this process to architecture.

כעת הבה נביא תהליך זה לעולם האדריכלות.

How? And at what scale?

כיצד? ובאיזה היקף?

I chose to design a column.

אני בחרתי לעצב עמוד.

Columns are architectural archetypes.

עמודים מהווים אב-טיפוס אדריכלי.

They've been used throughout history to express ideals

הם שימשו לכל אורך ההיסטוריה להביע אידאלים

about beauty, about technology.

של יופי, של טכנולוגיה.

A challenge to me was how we could express

האתגר מבחינתי היה כיצד לבטא

this new algorithmic order in a column.

חוקיות אלגוריתמית חדשה זו בעמוד.

I started using four cylinders.

התחלתי עם ארבעה גלילים.

Through a lot of experimentation, these cylinders

לאחר ניסויים רבים, הגלילים האלה

eventually evolved into this.

התפתחו לדבר כזה.

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

ועמודים אלה, יש בקרבם מידע בקני-מידה שונים.

We can begin to zoom into them.

אפשר להתחיל להתקרב אליהם.

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

ככל שמתקרבים, כך מתגלות תכונות חדשות.

Some formations are almost at the threshold of human visibility.

תצורות מסוימות הן כמעט על סף יכולת הראיה האנושית.

And unlike traditional architecture,

ובניגוד לארכיטקטורה המסורתית,

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

זהו תהליך אחד שיוצר הן את

and the microscopic surface detail.

הצורה הכללית והן את פרטי המשטח המיקרוסקופיים.

These forms are undrawable.

לא ניתן לשרטט צורות אלו באופן ידני.

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

אדריכל שישרטט אותם עם עט ונייר,

would probably take months,

יקח לו קרוב לוודאי חודשים,

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

או אולי אפילו שנה כדי לשרטט את כל החלקים,

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

כל הגבהים -- ניתן ליצור משהו כזה

through an algorithm.

רק באמצעות אלגוריתם.

The more interesting question, perhaps, is,

אולי השאלה המעניינת יותר היא,

are these forms imaginable?

האם ניתן להעלות על הדעת צורות כאלו?

Usually, an architect can somehow envision the end state

בדרך כלל, אדריכל יכול איכשהו לדמיין

of what he is designing.

את המצב הסופי של מה שהוא מעצב.

In this case, the process is deterministic.

במקרה הזה, התהליך הוא דטרמיניסטי.

There's no randomness involved at all,

האקראיות אינה מעורבת כאן כלל,

but it's not entirely predictable.

אבל זה לא לחלוטין ניתן לחיזוי.

There's too many surfaces,

יש יותר מדי משטחים,

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

יש יותר מדי פרטים, לא ניתן לראות את המצב הסופי.

So this leads to a new role for the architect.

לכן זה מוביל לתפקיד חדש של האדריכל.

One needs a new method to explore all of the possibilities

יש צורך בשיטה חדשה לגלות את כל האפשרויות

that are out there.

הקיימות בפועל.

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

קודם כל, אפשר לתכנן הרבה גרסאות של צורה,

in parallel, and one can cultivate them.

במקביל, ואז אפשר לעבד אותן.

And to go back to the analogy with nature,

אם לחזור לאנלוגיה עם הטבע,

one can begin to think in terms of populations,

אפשר להתחיל לחשוב במונחים של אוכלוסיות,

one can talk about permutations, about generations,

אפשר לדבר על תמורות, על דורות,

about crossing and breeding to come up with a design.

על הצטלבויות ורבייה, עד שמתקבל העיצוב הסופי.

And the architect is really, he moves into the position

והאדריכל הוא באמת -- הוא עובר למצב

of being an orchestrator of all of these processes.

של להיות המנצח על התהליכים הללו.

But enough of the theory.

אבל די לדבר בתאוריה.

At one point I simply wanted to jump inside

בשלב מסוים פשוט רציתי לקפוץ פנימה

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

לתוך תמונה זו, לכן קניתי משקפי תלת-מימד אדום-כחול

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

אלה, התקרבתי מאוד למסך,

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

אבל עדיין זה לא היה כמו להיות מסוגל

walk around and touch things.

להתהלך ולגעת בדברים.

So there was only one possibility --

אז נשארה רק אפשרות אחת --

to bring the column out of the computer.

להביא את העמוד אל מחוץ למחשב.

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

יש הרבה דיבורים עכשיו על הדפסת תלת-מימד.

For me, or for my purpose at this moment,

בשבילי, או למטרה שלי ברגע זה,

there's still too much of an unfavorable tradeoff

יש עדיין יותר מדי יחסי-גומלין בלתי מאוזנים

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

בין גודל, מצד אחד, ורזולוציה ומהירות, מצד השני.

So instead, we decided to take the column,

לכן במקום זאת, החלטנו לקחת את העמוד,

and we decided to build it as a layered model,

והחלטנו לבנות אותו כמודל שכבתי,

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

עשוי מפרוסות רבות מאוד, נערמות דק אחת על שנייה.

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

מה שרואים כאן הוא צילום רנטגן

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

של העמוד שכרגע ראינו, במבט מלמעלה.

Unbeknownst to me at the time,

בלא-יודעין באותה העת,

because we had only seen the outside,

בגלל שראינו רק מבחוץ,

the surfaces were continuing to fold themselves,

המשטחים היו ממשיכים לקפל את עצמם,

to grow on the inside of the column,

לגדול בחלק הפנימי של העמוד,

which was quite a surprising discovery.

דבר שהיה תגלית מפתיעה למדי.

From this shape, we calculated a cutting line,

מצורה זו, חישבנו קו חיתוך,

and then we gave this cutting line to a laser cutter

ואז שמנו קו חיתוך זה תחת חותך לייזר

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

כדי ליצור -- ורואים כאן קטע ממנו --

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

הרבה מאוד פרוסות דקות, חתוכות כל אחת בנפרד, מונחות אחת על גבי השניה.

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

כאן זו תמונה, זו לא הדמיה.

and the column that we ended up with

העמוד שהגענו אליו בסוף

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

אחרי עבודה רבה, נראה במידה רבה

that we had designed in the computer.

כמו זה שעיצבנו במחשב.

Almost all of the details, almost all of the

כמעט כל הפרטים, כמעט כל

surface intricacies were preserved.

מורכבויות השטח, השתמרו.

But it was very labor intensive.

אבל זה היה לאחר עבודה מאוד אינטנסיבית.

There's a huge disconnect at the moment still

יש עדיין מרחק גדול מאוד

between the virtual and the physical.

בין הווירטואלי לפיזי.

It took me several months to design the column,

לקח לי כמה חודשים לתכנן את העמוד,

but ultimately it takes the computer about 30 seconds

אבל בסופו של דבר לוקח למחשב כ-30 שניות

to calculate all of the 16 million faces.

כדי לחשב את כל 16 מיליון הפיאות.

The physical model, on the other hand,

המודל הפיזי, מצד השני,

is 2,700 layers, one millimeter thick,

הוא בעל 2,700 שכבות, בעובי מילימטר אחד,

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

הוא שוקל 700 ק"ג והוא עשוי מיריעה שיכולה לכסות

this entire auditorium.

את כל האולם הזה.

And the cutting path that the laser followed

מסלול החיתוך שהלייזר עבר,

goes from here to the airport and back again.

אורכו כמרחק מכאן לנמל-התעופה ובחזרה.

But it is increasingly possible.

אבל זה יותר ויותר אפשרי לביצוע.

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

המכונות הופכות למהירות יותר, העלות יורדת

and there's some promising technological developments

ובאופק רואים כמה התפתחויות

just on the horizon.

טכנולוגיות מבטיחות.

These are images from the Gwangju Biennale.

אלו הן תמונות מהביאנלה בגוואנג'ו.

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

ובמקרה הזה, השתמשתי בפלסטיק ABS כדי לייצר את העמודים.

we used the bigger, faster machine,

השתמשנו במכונה גדולה יותר, מהירה יותר

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

ויש להם בפנים ליבת פלדה ולכן הם מבניים.

they can bear loads for once.

לשם שינוי, הם יכולים לשאת עומסים.

Each column is effectively a hybrid of two columns.

כל עמוד הוא למעשה בן-כלאיים של שני עמודים.

You can see a different column in the mirror,

ניתן לראות עמוד שונה במראה,

if there's a mirror behind the column

אם יש מראה מאחורי העמוד

that creates a sort of an optical illusion.

שיוצרת מעין אשליה אופטית.

So where does this leave us?

אז איפה זה משאיר אותנו?

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

אני חושב שהפרוייקט הזה נותן לנו הצצה אל עצמים בלתי נראים שמחכים לנו

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

אם אנחנו כאדריכלים מתחילים לחשוב על עיצוב, לא של העצם,

but a process to generate objects.

אלא על עיצוב של התהליך ליצירת העצמים.

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

הצגתי תהליך פשוט שנוצר בהשראתו של הטבע;

there's countless other ones.

ישנם אין-ספור אחרים.

In short, we have no constraints.

בקיצור, אין לנו אילוצים.

Instead, we have processes in our hands right now

במקום זאת, יש לנו תהליכים, בידיים שלנו ממש עכשיו,

that allow us to create structures at all scales

שיאפשרו לנו ליצור מבנים בכל קנה-מידה

that we couldn't even have dreamt up.

שאנחנו אפילו לא יכולים לחלום.

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

וגם, אם יורשה לי להוסיף, בשלב מסוים נבנה אותם.

Thank you. (Applause)

תודה. (מחיאות כפיים)