۸ فناوری تحول‌آفرین که معماری امروز را متحول کرده‌اند

زمان مطالعه: 7 دقیقه

مقدمه

یادتان هست زمانی را که کشیدن نقشه با نرم‌افزار ساده‌ای مثل اتوکد (AutoCAD) جادو به‌نظر می‌رسید، چون دیگر خبری از ساعت‌ها کار پشت میز رسم نبود؟ یا وقتی که برش لیزری، یک تکنیک پیشرفته برای ساخت ماکت‌های سه‌بعدی به شمار می‌رفت؟ حالا آن دوران گذشته است! این روزها فناوری با چنان سرعتی وارد دنیای معماری شده که اگر بگوییم نرم‌افزاری در حال توسعه است که می‌تواند افکار و امواج مغزی معمار را بخواند و بلافاصله آن را به طراحی تبدیل کند، دیگر حتی عجیب هم به‌نظر نمی‌رسد!

البته هنوز چنین نرم‌افزاری وجود ندارد، ولی با توجه به سرعت پیشرفت‌ها، چند سال دیگر احتمالاً خواهیم دید. معماری پیش از فناوری هم خارق‌العاده بود—پیشینیان ما با خلق اهرام مصر، کولوسئوم رم و باغ‌های معلق بابل اثری جاودانه از خود بر جای گذاشتند. اما سؤال اینجاست: اگر آن سازندگان به ابزارهای امروزی دسترسی داشتند، چه چیزهایی خلق می‌کردند؟ در ادامه به ۸ فناوری‌ روز دنیا می‌پردازیم که مرزهای معماری را جابه‌جا کرده‌اند.

چاپ سه‌بعدی در معماری

چاپ سه‌بعدی برای ساخت ماکت‌های معماری دیگر چیز جدیدی نیست، اما ساخت خانه‌هایی در ابعاد واقعی با این فناوری، تحولی عظیم محسوب می‌شود. سال ۲۰۱۴، شرکت چینی WinSun موفق شد ده خانه‌ی واقعی را با چاپ سه‌بعدی بسازد. این اتفاق جرقه‌ای بود برای تغییر نگاه معماران به روند ساخت‌وساز.

با استفاده از مواد متنوعی مثل سیمان، پلیمر، رزین، ماسه و حتی متریال‌های پایدار مانند «همپ‌کریت»، رزین‌های زیستی و ترکیبات چوبی، این فناوری که به «تولید افزایشی» نیز معروف است، امکان ساخت سازه‌های پیچیده را به‌صورت لایه‌به‌لایه فراهم می‌کند. مدت زمان ساخت می‌تواند از یک روز تا چند ماه متغیر باشد.

نمونه‌ای معروف، خانه‌ی Zero در تگزاس آمریکاست که توسط شرکت ICON با پرینتر Vulcan II چاپ شد. این خانه‌ی ۱۸۶ متری، در عرض ۱۰ روز ساخته شد و دیوارهایی با مقاومت بالا و بازدهی انرژی فوق‌العاده دارد. پروژه‌ی جدید ICON که از سال ۲۰۲۲ آغاز شده، در حال ساخت بزرگ‌ترین محله‌ی چاپ سه‌بعدی‌شده‌ی جهان با ۱۰۰ خانه در ایالت تگزاس است.

رباتیک در معماری

ربات‌ها امروز در معماری برای انجام وظایفی مانند چیدن آجر، جوشکاری و حتی چاپ سه‌بعدی در مقیاس وسیع به کار می‌روند. این ماشین‌ها، دقت بالا، کاهش خطای انسانی و سرعت ساخت‌وساز را به ارمغان آورده‌اند.

برای معماران، این یعنی آزادی بیشتر برای طراحی فرم‌هایی که در گذشته به دلیل سختی اجرا یا هزینه بالا، امکان‌پذیر نبودند. نمونه‌ای از این نوآوری را در پروژه Spatial Timber Assemblies می‌بینیم—همکاری بین موسسه Gramazio Kohler Research، دانشگاه ETH زوریخ و شرکت ERNE AG Holzbau که در آن، ربات‌ها به‌صورت مستقل سازه‌های چوبی پیچیده را می‌سازند.

نرم‌افزارهای BIM (مدل‌سازی اطلاعات ساختمان)

BIM یا مدل‌سازی اطلاعات ساختمان، از دهه ۷۰ میلادی وجود داشت، اما تا دهه ۲۰۰۰ چندان فراگیر نشد. پیش از اینکه نرم‌افزار Revit معرفی شود، ArchiCAD در سال ۱۹۸۴ انقلابی در این حوزه بود. امروزه، BIM تبدیل به بخش جدایی‌ناپذیر فرایند معماری شده‌است.

به جای نقشه‌های دوبعدی سنتی، با BIM می‌توان یک مدل دیجیتال سه‌بعدی از پروژه داشت که همه سیستم‌های ساختمانی (سازه، تاسیسات برقی و مکانیکی، لوله‌کشی و…) را شبیه‌سازی می‌کند. این امر، دقت، بهره‌وری و همکاری بین معماران، مهندسان و پیمانکاران را به‌شدت افزایش داده و باعث کاهش خطاها و تأخیرهای پرهزینه شده است.

مثالی شاخص، فرودگاه بین‌المللی داکسینگ پکن است که توسط معماران زاها حدید طراحی شد. استفاده از BIM در این پروژه باعث شد تیم‌های مختلف به‌صورت هم‌زمان و هماهنگ با هم کار کنند و یکی از بزرگ‌ترین فرودگاه‌های جهان را در زمان کوتاه تکمیل کنند.

واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR) در معماری

واقعیت مجازی و واقعیت افزوده ابتدا برای صنایع نظامی و هوافضا توسعه یافتند، اما در دهه ۹۰ میلادی راه خود را به معماری باز کردند. با پیشرفت ابزارهایی مانند Oculus Rift و Microsoft HoloLens در دهه ۲۰۱۰، این فناوری‌ها برای معماران بسیار در دسترس‌تر و کاربردی‌تر شدند.

امروزه معماران می‌توانند پیش از ساخته شدن پروژه، به‌صورت واقعی در آن قدم بزنند. این تجربه تعاملی نه‌تنها به تصمیم‌گیری‌های طراحی کمک می‌کند، بلکه ارائه‌ی پروژه به کارفرما یا سرمایه‌گذار را بسیار ملموس‌تر و جذاب‌تر کرده است.

در مرحله‌ی اجرا نیز، کارگران می‌توانند با هدست‌های AR همچون HoloLens، دستورالعمل‌ها را به‌صورت زنده و دقیق دنبال کنند. شرکت Foster + Partners از VR برای طراحی دفتر مرکزی Bloomberg در لندن بهره گرفت که به تجربه‌ای عمیق و قابل‌درک برای معماران و کارفرمایان منجر شد.

هوش مصنوعی در معماری

هوش مصنوعی (AI) هر صنعتی را که لمس کرده، دگرگون ساخته و معماری نیز از این قاعده مستثنی نیست. گرچه ریشه‌ی AI به دهه ۵۰ میلادی بازمی‌گردد، ولی ورود رسمی آن به معماری در سال ۲۰۰۴ با کارهای اولیه‌ی پاتریک جنسن آغاز شد. جهش واقعی در میانه دهه ۲۰۱۰ با ابزار Dreamcatcher از شرکت Autodesk رخ داد.

امروزه AI در حوزه‌هایی چون طراحی مولد، برنامه‌ریزی شهری، طراحی منظر، نگهداری پیش‌بینانه و حتی تجسم مفاهیم انتزاعی نقش ایفا می‌کند. ابزارهایی مانند MidJourney، DALL-E و Stable Diffusion امکاناتی خارق‌العاده در تجسم معماری فراهم کرده‌اند.

از نمونه‌های شاخص کاربرد AI می‌توان به پروژه Sidewalk Labs در تورنتو و طرح Smart Nation در سنگاپور اشاره کرد که در آن‌ها از AI برای مدیریت منابع شهری و مقابله با چالش‌هایی مانند تغییرات اقلیمی استفاده شده است. برخی معماران همچون Hassan Ragab با استفاده از ابزارهای هوش مصنوعی، طراحی‌هایی سورئال و فراتر از واقعیت ارائه داده‌اند.

اینترنت اشیاء (IoT) در معماری

اینترنت اشیاء (IoT) یکی از فناوری‌هایی‌ست که شاید اسمش کمی غریب به نظر برسد، اما کاربردهایش در ساختمان‌های هوشمند، بسیار رایج و حیاتی‌اند. این فناوری باعث می‌شود اشیاء و تجهیزات فیزیکی، «هوشمند» شوند و با زیرساخت‌های دیجیتال ارتباط برقرار کنند.

برای مثال، حسگرهایی در ساختمان نصب می‌شوند که می‌توانند دما، نور، کیفیت هوا و مصرف انرژی را کنترل کنند. این اطلاعات به صورت آنی پردازش شده و شرایط محیطی بهینه می‌شود. همچنین، IoT در نگهداری پیشگیرانه (شناسایی مشکلات قبل از خرابی بزرگ) و حتی هشداردهی در مواقع بحران نقش مهمی دارد.

ساختمان The Edge در آمستردام، که توسط PLP Architecture طراحی شده، یکی از هوشمندترین و پایدارترین ساختمان‌های اداری جهان است که با استفاده از IoT به نهایت بهره‌وری دست یافته است.

طراحی مولد (Generative Design)

طراحی مولد، شاخه‌ای از هوش مصنوعی است که به معمار امکان می‌دهد با وارد کردن مجموعه‌ای از قیود (مثل محدودیت بودجه، نیازهای فضایی یا مصرف انرژی)، صدها یا هزاران گزینه طراحی مختلف را به‌صورت خودکار تولید کند.

این تکنولوژی باعث صرفه‌جویی در زمان، کشف راه‌حل‌های خلاقانه، و حتی شناسایی مشکلات پنهان می‌شود. برای مثال، شرکت Autodesk از این روش برای طراحی پارتیشن داخلی هواپیما استفاده کرد و نتیجه آن، سازه‌ای ۴۵٪ سبک‌تر بود که مصرف سوخت را کاهش داد.

در پروژه مسکونی The Phoenix در اوکلند نیز، طراحی مولد با درنظر گرفتن شرایط اقلیمی، مصرف انرژی و مصالح مناسب، به طراحی خانه‌هایی بهینه و پایدار منجر شد.

کلان‌داده (Big Data) در معماری

کلان‌داده به مجموعه‌ای عظیم از داده‌های ساختاریافته و بدون ساختار گفته می‌شود که از منابع مختلف مانند حسگرها، رسانه‌های اجتماعی و دوربین‌ها جمع‌آوری می‌شود. این داده‌ها با روش‌های معمول قابل تحلیل نیستند و برای پردازش آن‌ها از فناوری‌هایی مانند یادگیری ماشین و الگوریتم‌های پیشرفته استفاده می‌شود.

در معماری، کلان‌داده نقش مهمی در شناخت الگوهای رفتاری، بهره‌برداری از ساختمان‌ها و شرایط محیطی دارد. این اطلاعات به معماران کمک می‌کند فضاهایی طراحی کنند که با محیط سازگار بوده، انرژی کمتری مصرف کرده و کیفیت زندگی کاربران را ارتقاء دهند.

برای نمونه، گروه معماری Bjarke Ingels (BIG) در پروژه BIG U در نیویورک از داده‌های مربوط به سیلاب، تراکم جمعیتی و زیرساخت‌های آسیب‌پذیر استفاده کرد تا ساحلی مقاوم و پایدار طراحی کند که از شهر در برابر بلایای طبیعی محافظت می‌کند.

سوالات متداول

منبع: https://parametric-architecture.com