文摘

建筑作为一个multirelated场影响和连接许多科目。在这些主题,艺术和自然科学的作用是最主要的框架并没有忽略先进技术的发展。通过使用技术,不可能成为可能,如捕捉人类的身体运动,艺术和科学的主题在同一时间。身体运动是一个潜在的研究运动的时间。这不仅涉及审美,也更科学方面的一个动态的有机体的运动,可以通过一个仿生研究的方法。为了了解仿生的术语,我们调查了有机体的身体形态发生和几何原理。这个词形态发生是一个过程的自然系统产生和调节的配置材料在空间和时间。在此基础上,我们试图设计一个动态结构用蝴蝶作为研究的主题的运动形态和仿生方法。蝴蝶显示同步方面的运动随时间碎片化的特征。这个想法也总结了现代艺术的许多方面,如身体动作的描绘未来学家,时空连续体,电影定格,延时摄影。 A futurist represents a movement that is emphasized on the factors of speed, technology, modernisms, and objects. This indicates an alternative position that may be relevant to the system of butterfly wings. This can only be achieved by utilizing a digital design and its parametric tools that help generate functions and form dynamic structures with high complexity and precision. Throughout the development of the system, there will be many changes to the form which will be constantly tested and evaluated using a series of prototype and visual digital design.

1。介绍

在过去的50年里,设计和建筑发展迅速(并将继续增长)不同阶段,试图打破他们的定义界限,开始与其他学科整合。在许多学科,视觉艺术和自然科学,如物理、数学、化学、和社会科学,不断影响建筑的思考。这些学科之间的交叉的结果导致了一种新形式的协作和一种新的方式了解建筑环境促进一个全新的视角通过创造性的艺术设计和架构流程和计算机科学证明互惠关系。

实施合作成功地生成一个多学科的态度以及实现当前科技进步的新意识。在这种情况下,协作工作讨论潜在的建筑师和艺术家之间的合作关系在未来主义和活力的创造性的相互作用。未来主义是印象派的机械世界,使用先进的技术和现代化城市。它致力于新事物,摧毁旧形式的文化,展示现代生活的美,机器,速度和改变(1]。未来主义的感性特征是一切都是活的,它总是回应并提供移动的一切,无论存在于运动(活力和同时性)。

有许多吸引人的作品,从未来主义和动态创新应用于绘画和艺术项目。人体的运动流动空间与情感表达的时间和分析潜在的运动随着时间的推移,涉及许多艺术活动,如舞蹈、戏剧、表演艺术和空间在生理和心理上的物质。运动的想法是专注于记忆的通量和我们记得的感觉,以及我们所看到的物理运动。运动不仅包括物理变化,情感和社会变化。艺术家提供的可能性运动可视化,不仅特色审美方面也更加的科学方面的动态运动的身体运动。身体的物理运动的结合,空间,时间一直在探索另一个学科,是chronophotography [2]。动态运动从立体派艺术家的作品可以看出,其中一个故事是由运动图像和一幅画。整体转换和位置都是高度依赖于身体的物理运动,当一个或多个变量是改变了在一个给定的时间框架。

动态运动也可以发现从形态和biomimetical方法实现的目标在应对各种动态结构等不同背景的艺术、科学、技术和体系结构。可以使用各种新工具,跨学科合作可以调查仿生学。为了了解仿生学的术语,我们可以调查形态发生的物理和几何原理。形态发生被称为自然系统产生的过程和调节物质在空间的配置(3]。这个运动是一个伟大的组织模式在一个动态系统。相同的组件可以配置不同产生无尽的可变形的结构取决于他们的位置和空间相互连接,而这些可以在两个或三个维度,形成许多可能的形状。运动在这种情况下是指有机体的身体运动。这是指认知形成的空间序列,视错觉,和组成变化带来运动的感觉,这可能是经验的不同,每个观察者。另一方面,作为设计元素大大丰富了发展的可能性这种动态结构(见图1)。结构设计可以通过协调运动和行动的时候,类似于生物体。在这种情况下,移动元素可以作用于节奏,序列,期刊,周期性的,重复的,多元化的发展。此外,动态结构包括考虑抽象和定性问题的认识技术,空间体验,和社会活动。

2。技术在科学和艺术

技术和科学有时“艺术”,艺术“科学技术”(2]。艺术和科学之间的边界已经完全消失了。技术和工业产品总是实现到艺术创作,总是使用最好的新技术。工业产品总是使用最好的新技术做艺术创作甚至在过去和今天仍然做的。不仅技术被越来越多的应用,而且技术也成为创造性的艺术本身。

通过使用计算机技术,就可以分析多样性和模拟自然界中所发生的过程,从行为模式结构,随时间变化的复杂形状,习惯影响环境和其物理形式。技术使一个操纵数据通过计算机系统和机器,然后使它成为一个三维对象,有可能模仿自然的复杂形式,传统的建设不能碰(见图1)。机,它能长一个独特的3 d形状代表设计进化的新秩序。

这种动态的计算机技术领域往往与艺术和科学合作(基于图1),试图探索每一个新的可视化与艺术过程的新方法的可能性。如今,电脑不仅是一种工具,也是一种cocreator因为即使艺术家开始某些算法,她/他无法预测的最终结果电脑活动根据算法。这项技术发明主要影响技术和艺术创作过程。没有它,就没有图形或摄影或数字媒体技术,进一步打开相关的艺术学科的可能性。在动态技术,有一些基本的方法来可视化运动艺术、静态(摄影和图像),或动态(电影和动画)。艺术家和舞蹈演员用相机捕捉他们的表现,即他们有特定的形式和类型的照片,包括从舞蹈艺术摄影表现文档和运动的研究。

摄影是一个例子的变换大入侵技术的应用艺术自然成为科学和工业的一项成就。这样的纪律还可以看到应用程序的新媒体艺术,3 d打印技术和计算机可视化。然而,科学和艺术的例子可以发现历史上进一步发现了显著的数学可视化(4]。数学原理、几何和算术不仅科学技术,还介绍了在艺术。当看了作品纵观历史,美是常与完美的数学秩序,经常达芬奇一样。此订单已被广泛研究,和艺术家寻求详细研究转移到绘画、雕塑、甚至架构。

Neal Panchuk在“一个探索生物仿生及其在数字和参数化建筑设计中的应用“加拿大滑铁卢大学的提交给2006年,说,到后期印象派的崛起,改善发生,在科学和技术的发展开始了新范式的“模仿”复制大自然。仿生学是一门应用科学,灵感来自大自然的研究。有一个自然的关系的基因编码。没有形成一个有机体的遗传的代码,而是自己生殖的过程内的环境。几何形态发生微妙的作用[5]。有必要考虑生物几何或计算形式不仅是一个描述,充分发展,也为当地组织原则自组织过程中形态发生。

2.1。向自然学习

在书中“脉冲的概念和生物仿生研究“许多学校发布的设计在2014年引用Baumaister谁说生物仿生是有意识的模拟自然的天才。这是一个跨学科的方法,汇集了两个经常断开连接的世界,自然和技术、生物学和创新,生活和设计(6]。这种生物仿生力图使生活智慧的时间测试和实践设计通知人类创造条件,有利于可持续的生活。在实际生物仿生,如何找到可持续的解决方案是检查生命的蓝图,化学处方,生态系统的策略。然而,生物仿生层面的变革,它连接我们最合适,对齐和集成方式人类物种进入地球的自然过程。

生物仿生方法被认为是一个设计过程,可以分为两类,即定义人类需求或设计问题和看到其他生物或生态系统作为一个解决方案来解决这个问题。所谓的解决方案是设计寻找特定的生物识别其特征,其行为,其功能在一个生态系统,然后转化为人类设计可能影响生物学(7]。

当架构考虑,有许多明显的区别biomorphism和各级生物仿生。生物形态的设计或建筑植根于Noveau超现实派的作品和艺术。超现实主义,Grefory Grigson,在1936年创造了“biomorphism”这个词。biomorphism自那时起,这个词已经结合计算复制大自然的可见的自由,因为通过观察自然,我们可以创建边缘,表面,和卷8]。也可以使用这些知识来找到一种类似于一个活生生的实体,但它的功能不能适应。在这种设计方法,结果只停留在视觉层面,不是指功能和生态水平。

通过研究现有的仿生技术,仍然是发展今天,很明显看到有三个层次的模仿,他们是有机体,行为和生态系统。第一个级别的生物仿生模拟生物体的自然形式。这种类型的模仿复制有机体的形态特征等的视觉形式,组件、材料,或外观。设计在这个级别可以花哨,但生态和功能角度是没有必要在这个级别8]。形态已经从自然主义变成动物形成抽象的图式因袭,几何,几乎不明。生物仿生在更深的层次上,第二层次,是模仿自然的过程。模仿自然过程意味着模仿生物体的行为模式。这可以通过探索和了解有机体与物种间在自己的环境中。可以模仿生物体或他们如何表现之间的关系。这需要一个深入了解的兼容性做出道德决定什么可以复制到人类的上下文。这个水平并不适合所有的情况和背景。第三层次是模仿自然生态系统。这是一系列复杂的过程比第一和第二水平。 At this stage, the mimicking ecosystem should consider the designed objects and how those objects affect the environment explicitly and implicitly [9]。通过扩展的势力范围,正确的可持续方法可以应用。此外,结果是功能性的,可持续的,而且也很漂亮。美是最重要的部分各级生物仿生共振的原因。

2.2。艺术和未来主义

在书中“平面设计的历史,对重要事件的引用”提到,未来包括速度,技术,青春,和暴力。未来主义影响许多运动,如建构主义、超现实主义艺术装饰,达达主义(1]。未来主义实践几乎在每一个艺术媒介,如雕塑、绘画、陶瓷、戏剧、电影、时尚、平面设计、室内设计和建筑。未来主义是世界机械的印象派。它使用最先进的技术和考虑城市现代化,是指一个新的风格,摧毁了旧的文化形式,展示了现代life-machine的美丽,速度和变化。与许多其他现代艺术运动如印象派和点彩派,未来主义不容易识别和理解,因为它是独特的和立体主义的影响。

未来主义的感性特征是一种激情,是活的,它总是移动并提供任何运动(活力和同时性),相比无论在静态。也致力于设计复杂性高,只能通过机器和电脑。未来主义需要精确的解释。美丽的速度是未来主义的关键元素。未来学家都受到视觉技术的新发展,更具体地说,chronophotography前辈的动画和电影允许对象的运动在一个帧序列。技术一个重要的影响他们的方法来显示运动,鼓励抽象视觉艺术节奏和脉动。

活力的狗的皮带Giacomo Balla图2chronophotography非常着迷,技术动作的变化显示在多个帧。这个概念鼓励Balla探索和发现新的想法代表着绘画,运动和节奏和活力成为他最著名的绘画实验之一。

图2显示一个女人走路的小黑狗运动融化成一个瞬间。它显示出脚的特写镜头。Balla铰接的行动过程将不透明和半透明的形状。这幅画是一个快速的接触,表达了人类和动物的真正动力在行动和运动。

Chronophotography先锋埃德沃德·迈布里奇(1830 - 1904),一种古怪的摄影师,是著名的世界各地成功拍摄动物和人类运动听不清人眼(见图3)。他是研究运动中使用多个摄像机从许多角度,捕捉本质和感觉运动和速度。1872年,迈布里奇使用摄影证明有一个时刻马疾驰,当时四个蹄子离开地面(见图3)。1878年,迈布里奇已经成功拍摄一匹马在快速运动使用一系列的二十四相机。迈布里奇使用12立体相机,21英寸的20英尺由一个马一步,拍照一千秒。

另一个伟大的思想在19世纪末艾蒂安朱尔斯·马雷。他是一个科学家,一个心理学家,同时也是chronophotographist。他的视觉运动和时间是用来测量跳动的心脏和捕捉鸟类在飞行中,导致现代电影技术领先。在图4这样聪明的想法,他用来捕获和记录“人”分为几个阶段的运动在一个摄影表面(4]。

一些立体派艺术家、未来学家或现成的艺术家,例如,杜象,参与各种现代艺术运动和负责很好的例子隐含的未来主义绘画运动和时间,名为裸体下行楼梯(1912)如图5。可以观察到,杜尚提出自己的解释下行楼梯迈布里奇的女人。通过使用抽象形式的裸体女人可以确认为她在绘画(正在下楼梯4]。

运动是由更明确的裸体画。杜尚开发和精炼的线条和断续的弧线从点描述的进步和位移运动的主题(11]。有一个裸体下行楼梯和未来主义之间的关系。一个未来学家关注的运动。通过使用当时流行chronophotography,他能够捕捉一个生物体的运动在一段时间内。裸体画也让我们分解形式的立体主义(12]。

3所示。当科学和艺术

在现代,科学的目的是应用,技术进步和自然的掌握。艺术没有这样的目的,其范围是符号化的,传播的文化含义,人类发展,self-interpretation在特定历史环境中。为了实现这些目标,艺术使用所有可用的进步与存在的杰出的智慧,包括发现在各领域的专业知识,科学发现和发明的技术应用4]。

上述例子表明,当代艺术的生产不仅改变了艺术和科学之间的界限也重绘观众之间的界线和创造者。在许多情况下,观众工作中发挥重要作用,但在其他情况下,他们甚至能够告知最终形式本身。科技进步中的相似性不仅影响我们日常生活的方方面面,也变成了一个新的艺术媒体,通常用于艺术创作的过程。

在每一个动态文化发展,艺术和科学被称为双发动机的创造力。科学试图理解自然现象通过使用科学方法包括观察、实验和测试,以及制定假设。科学领域不仅关注科学本身也延伸到社会和文化的范畴。艺术,另一方面,尤其是在过去,特点是一个受人尊敬的应用历史悠久的媒体,如绘画、图形艺术和雕塑。他们创建了审美体验的目的。随着新的艺术的出现意味着与最新的技术进步和大胆的实验,艺术和科学之间的界限逐渐消失了。在这本书的标题”艺术+科学,”斯蒂芬·威尔逊是指制度理论的定义,他认为艺术是动态的,由网络艺术和艺术家、策展人、历史学家和评论家认为被接受(2]。

虽然有许多理论,定义了两个实体之间的差异,斯蒂芬·威尔逊提供参数基于洞穴画家变得密集领域的调查人员动物学、解剖学和心理学。他们的绘画揭示动物生命过程的一个复杂的理解。他进一步指出,通过揭示科学或艺术的历史,我们会发现史前洞穴壁画的第一个重要里程碑。他指出,达芬奇和其他几个人的想法“深看到,”这意味着理解世界的基本过程(科学家所做的),并被视为艺术创作的一个基本工具。例如,研究水流动力条件可以帮助艺术家画水,研究鸟类飞行力学可以帮助艺术家在绘画,和调查解剖学和解剖允许艺术家成为一个更好的身体画家或雕塑家(4]。

3.1。数字仿生建筑

在过去的20世纪,建筑成为第一个艺术逐渐被设计师工作与数字技术在艺术的范围。建筑也受自然和生物的影响。这包括一个理解不仅关注设计一个更好的环境为人类在未来为了保护生态多样性,而且相关的“未来主义”的概念,提供有趣的最新信息和观点的空间和使用计算技术创新设计复杂度高。这个概念的焦点不仅会成为可持续性的答案,但更重要的是,它还将探索的过程,一个可持续的未来,动员人们认为可持续性的模仿生物体的形态(13]。

建筑形态是由菲利普·斯特德曼在他的书中介绍了题为“建筑形态:介绍的几何建筑计划”。它主要侧重于几何限制有关边界,结构,和设计。他经常使用“形态”,指的是一般科学等潜在形式的自然形式,艺术形式和建筑形式。

发展形态形成概念的出现显示了算法在追求的价值标准和有机形式。计算技术被认为是作为根据的一种新方法。根据的优点之一是结合多学科研究的可能性,如计算几何和仿生模式(13]。相反,在计算逻辑,阈值依赖于布尔值。算法的有效性要求原则的考虑。我们必须给电脑清晰的规则和命令来生成对应于一种形式的设计思想,它可能是数学,biomimetical或表述行为的。

作者达·芬奇在2005年发表的基于过程生成一个实验数字架构。文本来自路易斯·沙利文在建筑装饰的形态设计过程的系统。他说,仿生建筑结合了建筑范例和数字计算,生成脚本,先进制造、生物材料,与自然扮演着重要的角色在新系统的发展,形状,结构,美学,和材料。这种方法可以将一个程序理解、可视化、生产、和形成架构通过研究过程。例如,观察种子、硅藻、藻类、贝类、等,可以适当的仿生信息新架构的可能性。这个新的架构考虑可持续环境如何成为不可或缺的新技术创新和态度遗传学、生物材料和科学合作。该算法还将考虑形式如何遵循一些自然的方法,比如蝴蝶。因此,生物增长决定了身体、行为和运动,导致结构或机械系统的增长数字架构。

技术是最重要的一个驱动力在现代建筑的发展。与技术集中在数字计算设计,它可以提供灵活的设计可以改变形状通过参数,而无需改变和重新设计整个表单。参数化设计可以通过参数来自动更新变化。这些系统是相互关联的通知形式。没有人知道将是最终的结果,因为结果是难以想象的,当使用计算程序称为一代。通过模仿生物体,算法和参数设计表明该架构可以借用自然和生成的可能性无限形式,无视先前设定界限的知识。在设计参数,一切都可以操作从最初的分析和设计过程的最终形式,重要性,制造、建设,并给出控制点允许一定程度的灵活性(14]。参数化设计不仅为建筑创造了一代的响应形式,但也创造了一个空间,可以用于将来使用。建筑师们现在面临着一个数字,从成分转移到代时期。

3.2。艺术和动态结构

艺术是一种创造力,通过视觉传达语言,空间,和音响艾滋病,是否真正的现象或主观的形式接受经验,抽象的思想,情感(包括知识和审美),和身体的感觉。创造一个艺术作品,艺术家需要至少一个创造性的技能或能力在一个特定的领域,但大多数艺术家在生成艺术离开一些创造性的过程由机器完成。通过使用计算机技术,可以分析多样性以及模拟过程发生在自然的行为方式,而复杂的形状会随时间而变化的(动态)。

有很多激动人心的艺术作品,从不同的技术,使用人体运动作为一个主题通过视频模拟绘画方面的创造性应用。人体的运动是一个主题的研究,有可能分析运动随着时间的推移它涉及许多艺术活动如跳舞,戏剧,表演艺术,在本质上是空间在生物物质和心理能力。运动可视化的艺术家们提供了更多的可能,这不仅显示出审美方面,但也更科学方面的动态运动。数字运动跟踪提供了一个广泛的调查领域的活力,一直持续到生态心理学、感知、记忆研究,创新研究、媒体研究,生物力学,和思想的历史。

在所有年龄段,表现如舞者和演员总是用自己的身体作为创作的主要元素和使他们的运动艺术品记录。画家和雕塑家相比,他们在工作中使用一个物理形式捕捉“实时”体验,不能重复,只发生一次;因此,它是罕见的和独特的。佩特拉Sobanova在他的书中名为“有用的共生关系:科学、技术、艺术和教育“解释说,难以捉摸的事件的捕获与特定媒体取决于一定时期的人类的技术可能性(素描、油画、实足摄影、摄影和视频)(4]。这截图显示了动态运动为一组固定的分运动连续解释每一个动作的想法,可以通过不同的图示技术捕捉图形包括图纸、三维建模、图和符号。

动态运动中所开发的运动作为一种新形式的设计源于兴趣探索它的变量,测试其局限性,并受益于其潜力。本文试图设计一个动态的运动形态和biomimetical方法用蝴蝶作为研究案例的目的,实现各种动态结构在应对一系列独特的输入来自不同背景,如艺术、绘画、科学、技术和体系结构。在整个系统的开发,它将继续进行测试和评估的一系列物理和数字原型。

而研究动态的形态结构,进一步的元素必须被认为是这些相关运动过程中可能发生的改变。的形态分析需要协同视图复合系统的组件被认为是实现各部分的整体转型。明显的变化是需要艺术和动态结构之间创建运动和时间中存在的空间。这将创建一个动态的空间和空间运动,代表生命的力量和生产结构或体系结构的一种形式。基本上,建筑理论和实践都涉及流动物理运动的居民而言,运动的感觉,由于变化的视觉效果照明,甚至存在水分、湿度的存在,和动作的表示形式和结构显示未来派艺术的活力。

未来派的想法代表了运动在一幅袭击了立体派,画家试图捕捉共存的独立思想或心理体验。杜尚,画过一幅世界立体主义的概念。在一本题为《立体主义“纪尧姆·阿波利奈尔写的和多萝西娅Eimert 5运动运动的一个人,下行螺旋楼梯和捕获时间流逝提到了(15]。马塞尔·杜尚,个人风格的目标是碎片。运动的分裂运动培养未来美学。分裂是一种抵抗力量破坏,保留最重要的部分,重新配置不同的未来。在经济危机形势下经常出现分裂。

4所示。案例研究

设计重点是生物仿生的形态和行为水平,形式和自然过程将是进一步研究的地方。相关的设计灵感来源于蝴蝶和可能的未来(跨学科),协作流自然在建筑方面,生物学,和技术。Milad Arkian对蝴蝶在他的研究中,题为“温度控制机制,蝴蝶的翅膀”说蝴蝶是已知的生活和生存的环境条件与极端天气变化。他们在生理上冷血,某种形式的姥需要提高他们的体温。他们用翅膀有效地调节体温。他们需要一个热控制机制来防止经济过热由于翼拍动,但体温必须足够高能够做运送救援物资的飞机16]。这个设计的目的是研究蝴蝶的仿生过程而调节和维持体温的建模和理解原理的翅膀的运动模式。

4.1。蝴蝶的独特性的空中特技

鸟类和昆虫的一个平衡飞行在空中显示垂直起飞和降落,交替,漂移。一只蝴蝶是一个正确的模型来描述车辆的类型与一个自治microaerial系统因为包装本身的频率。

关于蝴蝶的飞行机理的研究是由三个日本研究人员,Masahiro Shindo,芋头藤,和引人入胜的菊池,并成功发表国际期刊出版名为ATEAS在工程和应用科学(美国事务)在2014年。在这个研究中,蝴蝶的身体的位置如图所示6与符号说明辊的角度,俯仰和偏航。水平和垂直的身体飞机象征ZB和XB被定义为正常的监管机构。滚的角度,描述和偏航标志如下:φθψ。φ水平的身体平面之间的夹角,Y轴,θ水平的身体平面之间的夹角,X轴,ψ是身体的垂直平面的夹角和Y轴(17]。

4.2。行为性体温调节机制

蝴蝶飞行参数描述的状态选择如下:身体水平平面的夹角和前翼法向量的定义是扑角。拍动周期分为两个阶段,即上下中风(17]。

在图所示的三个主要的姿势7温度调节的典型蝴蝶姿势,侧,背和反射。横向姥是面向国家对身体和翅膀时关闭垂直于太阳光线。背姥,蝴蝶打开正常的翅膀变成太阳射线,让它瞬间加热的翅膀,胸腔和腹部16]。

照片在图8行为插图显示当蝴蝶拍动翅膀被高速3 d摄像系统(17]。这些照片是为了展示蝴蝶的帧对应于循环和线条。

蝴蝶的身体代表飞行或拍打同时在一个可怕的热潮。乘法允许扩大这一运动形式和运动效果。图8(一个)显示了流线的翅膀拍打运动造成的。简化的颜色对应的流速,红线代表更快,蓝线代表慢(17]。之后捕获机制解释了气动力在增加中风的逆转。图8 (b)显示了恒压在机翼上表面作为一个频闪的形象。红色和蓝色的表面显示积极的和消极的压力。正压在上面和下面负了中风。

4.3。实现

蝴蝶的一个方面是同步运动的特点是分裂和操纵的结构,它有助于扭曲和打乱一些元素。设计代表了在辊旋转气动特性。这使得它可以分析流场匹配的行为当蝴蝶飞。重叠的数据被用来增加对观众飞行运动的影响。一切行动,一切,一切都变化迅速。图从来不是静止的,但经常出现和消失。通过视网膜上的图像的持久性,事物运动乘法和扭曲,成功像他们通过空间的振动。

蝴蝶的结构是由图像运动探索的技术模仿,模仿,采集、分析、解构和重建蝴蝶在动态空间角度的运动。只是整个结构仅基于重复元素组成的各片翅膀的运动,然后彼此在一起,意味着他们的关系来表示。每个单元的距离都是不同的,单独浮动。这可以被视为从更高的间隔时间流逝到一个较低的区间。本设计使用几种不同的静态位置创建一个意义上的运动和视觉运动一个未来学家宣称。运动的想法是专注于记忆的通量和我们记得的感觉,以及我们所看到的身体运动(18]。运动不仅接受生理变化也的情感变化。

已经得出的结论是,参与生产的动态系统的形式从根本上不同生物学和系统。首先,动态形式是复杂的跨尺度和角度运动的结果。第二,模型取决于单位交互动态的方式,一切都取决于时间流逝和间隔。单位之间的联系和整体形状基本与运动的动态系统的蝴蝶(图9)。

一只蝴蝶的运动是一个伟大的组织模式在动态系统。相同的组件可以配置不同的创建可变形的结构,是无限的。根据他们的位置在空间和互连,他们可以在两个或三个维度组成许多可能的形状。运动在此上下文中表明有机体的身体运动。这是指空间的知觉形成的空间序列,错觉,和成分的变化,可以将运动的感觉,这可能是经历了不同的观察者(19]。飞翔显示时间维度的重要性与空间。从时空不变量或对象的一个完整的表示。时空间隔是恒定的,因为转换的长度和时间是负相关的。单位长度越小,时间就越大。作为一个时间间隔的增加,减少,长度和长度增加时,时间间隔减少。

另一方面,时间作为设计元素的引入极大地丰富了这个动态结构的可能性。结构设计可以按照每一个脚本在运动和时间协调,类似于生物体。对于这个实例,移动元素可以操作节奏后,序列,或进展,可以定期和运动,循环,重复和多样化的。此外,引入动态系统的设计需要考虑文摘和定性问题意识、空间体验,社会参与和用户交互19]。

动态结构包括一个设置的变量范围和角度改变在一段时间内。变量必须修改和确认为长度、角度和位置。转换和整体位置取决于蝴蝶的身体运动,当一个或多个变量是改变了在一个特定的时间框架。这些变量可以定义为不同的点,后定义曲线的形式。每个曲线是在不同的飞机在不同的图映射器控制器(见图10)。

第四个维度是由类似的几何,我们通常想象18]。解释,如图10域,它开始于一个点,然后通过移动指向任何方向对任何创建一条线(和一个长度x设在)。线垂直移动x设在创建一个平面(和一个x -和y设在)。然后,飞机垂直于移动x -和y(一个设在创建一个空间x -,y- - - - - -,z设在)。

这是逻辑系统,用于容易地理解对象的图像在三维空间系统中,不管它有多扭曲,因为其直观的空间视角。如图11,通过使用类比转换,空间垂直移动x -,y- - - - - -,z设在了第四维。然而,被困在三维空间中,我们不能想象四维空间坐标系,或对象在第四维度。两个主要方法代表第四密度的物体,切片方法和投影方法,开发是为了使不可见的(18]。一个更复杂的设计,不仅作为一个正弦曲线,有必要调整点在两架飞机,x和y点在XY平面x和z点在XZ平面(见图11)。

闵可夫斯基提到他关于相对论的四维时空配方,“时间和空间本身本身注定要消失在阴影,只有两者的统一才能保证一个独立的现实”(18]。由于三维几何只与空间,它无法解释相对论的含义。四维图,这就是闵可夫斯基与爱因斯坦相信我们的宇宙,在笛卡尔平面上,z设在和y设在必须被释放,很容易看到这两个变量,改变,x和t。因为时间总是流经我们的宇宙,只影响长度的收缩x设在,z设在和y设在可以考虑。

使用几何原理、图形看起来像一条垂直线的东西,随着时间的推移和对象长度以一个速度是恒定的。穿过空间的东西,越快越陡峭的斜率图。在闵可夫斯基看来,因为空间和时间可以改变形状或扩张或收缩,分别的唯一途径了解一个事件的本质是把两个变量的东西融入不变的时空间隔。

时空间隔是恒定的,因为根据洛伦兹,长度和时间之间的转换是负相关的。的长度越小,越大。随着时间间隔的增加,长度减少,随着长度的增加,间隔时间将减少,但时间间隔是一样的因为两者之间的比率是一个逆关系(18]。

4.4。制造的数字数据的真正对象

为了测试制造和组装,原型结构建立在规模较小1:10 4×4毫米。图12从各种视图显示了原型形象。模型由四个部分组成了四种不同的颜色(蓝色、红色、橙色、绿色)。每部分包含34块木头。总共有136个木头碎片通过电线连接。

使用一个计算遗传算法,设计开始点和连接垂直点然后遵循弧的模式来说明飞行的运动蝴蝶(见图12)。生成的表面交联木元素沿结构随机角度借助遗传算法,然后通过XY平面反射获得复杂的飞行系统流动性。角代表一只蝴蝶流入飞行的运动来调节自己的体温。

主要的算法产生一个正弦曲线有三个山和两个山谷。每架飞机的初始点(XY平面或XZ平面)是随机决定的蚱蜢图映射器(见图13)。为了得到一个复杂的木材和交联结构元素,定义的一组数据,调整曲线应该和合并一个正弦曲线。让其他部分,正弦曲线可以反映水平方向和垂直方向上(见图14)。

第二步外曲线后确定是生成木头碎片。木头的大小(4×4毫米)可调,但木材的长度外曲线生成算法在前面。山脉和山谷的总量取决于原型模型的总长度为一个稳定的结构。木头块定义后,孔可以创建的标记线连接。在这个原型,使用了三个电线长度不同(见图15)。

部分组装在一个倾斜的位置,插入片段通过电线连接,如图15。部分之间的连接是非常困难的,因为没有大会可以找到方向,确定森林之间的距离和坡角的木头。在全面的结构,更容易使用工业机器人组装。

制造使用工业机器人可以产生更精确和准确的结果,因为他们的能力无限的nonrepetitive任务,因此他们被认为是促进更深层次的转换领域的大规模的制造系统。为此,需要进一步的研究,利用成本效益和潜在的铰接式机器人制造过程。只有这样,我们可以极大地扩展我们在仿生学研究分析的范围,建筑设计,和生产目标,允许出现新材料的多样性和复杂性。

5。结论

当看着建筑仿生学通过数字设计未来主义,它连接传统艺术(运动被画)和新的表达科学还允许我们分析多样性和模拟自然界中所发生的过程通过复杂的行为模式改变的时候。为了实现这个目标,计算机和工业机器人中扮演重要角色定义和创建新的复杂的建筑形式和空间关系。艺术和科学之间的关系和他们的重叠倾向似乎是一个思想与后现代主义和立体主义与流动性的影响居住者的身体运动,运动的感觉,视觉效果。表示动作的形式和结构显示了一个未来派艺术的活力。艺术还应该能够反映人类生存和生活的重要现象生物,以及逻辑问题,科学是完全漠不关心。

架构的演变从传统到现代的计算机设计等各个方面的设计确实有了提高,记录,和思想的沟通,现在逐步向前整合脚本,算法和代码提供一个更有效的方法解决复杂的问题在设计过程中,除了表示现有的建筑形式的根源,通过设计技术是有限的。此外,重要的是要强调,尽管更高程度的灵活性和速度产生可能的结果在数字领域的体系结构中,必须考虑这种情况非常好,所以这种技术的存在意味着能和人类之间的鸿沟方面和设计过程的复杂性。

在这个案例研究中设计和施工过程是一个很好的反映了计算方法,帮助架构师和设计人员实现创新成果,并允许更多的设计可能性。总有需要改变建筑方法当人类需求的变化和人类的进化,但重要的是学习许多领域之间的关系是相互联系的。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

研究案例研究进行部门的架构,国立台湾科技大学,由教育部、台湾。额外的费用已经由作者的家庭研究中心,即d和a实验室、部门架构,国立联合大学,和架构,国立台湾科技大学,在台湾。