
树的后果一直被认为只不过是副产品,无法使用的废料,因为它们干扰了主树干的长长,直,定期形状。对他们的一个新观点只有在斯图加特大学的研究人员费利克斯·阿姆斯伯格(Felix Amtsberg)发起的研究之后才与马萨诸塞州技术学院的Yijiang Huang,Daniel J.M. Marshall和Caitlin Mueller紧密合作。亚肯大学的结构和结构设计。这个专家团队着手研究树木不规则部分所提供的可能性,它们具有独特的配置和无与伦比的结构强度。
建筑中使用的关节通常是由金属等原材料制成的,其提取对环境有显着影响。考虑到这一点,所讨论的研究提出了一种不同的方法,提供了有关如何用已有丰富的自然元素替换诸如金属材料(金属)的实用指导:树叉。尤其是因为树木已经被成千上万的人砍伐。奇怪的是,到目前为止,寻找这些关节的用途的愿望仍然很少进行,但是如果大规模应用,它可能会产生令人难以置信的积极结果。
麻省理工学院建筑技术计划的副教授,数字结构研究小组的负责人凯特琳·穆勒(Caitlin Mueller)将树叉描述为:“自然设计的结构连接,在树木中充当悬臂,这意味着由于其内部纤维结构,它们有可能非常有效地转移力”。Mueller继续说:“如果您将树叉切下中间,您会看到一个令人难以置信的纤维网络,这些网络正在交织在一起,以创建这些通常的三维负载传输点在树上。我们开始使用3D打印来做同样的事情,但是在复杂的纤维方向和几何形状方面,我们远不及自然所做的事情。”
然后,研究团队继续开发从设计到生产的五阶段工作流程,将自然结构与现在通常用于建筑设计中通常使用的数字和计算工具相结合。基于机器学习和生成设计的计算工具的使用可以优化针对手头设计要求的最合适形状的分叉识别,并在项目中使用它尽可能少。
第一步包括识别设计要求并分类数字库中的所有可用叉。这是通过3D扫描实现的,甚至可以使用智能手机应用程序进行。
完成此操作后,第二步涉及在数字库的内容与要构建的给定结构中的表单之间搜索匹配 - 该过程由软件自动执行。
然后,第三步使用算法来调整已识别的组合,然后在必要时修改设计和结构。简而言之,该软件将能够优化整个结构中叉子的布局和布置。
设计阶段完成后,我们将移至第四步:尽可能少地切除叉子,以清除树皮并调整关节以适合人造结构。该阶段还由算法管理,该算法在将其传递给波士顿Autodesk Technology Center的机器人之前生成切割指令进行实施。
最后但并非最不重要的一点是,第五步 - 结构的手动组装 - 是唯一不涉及先进技术支持的人。
现在是时候从研究理论到现实世界中的实际实施了。确实,正如穆勒提醒我们的那样,这种方法是:“至少在我们的工业化材料处理系统中具有潜在的可扩展性且有可能实现的可能性”。
Francesco Cibati
照片由Felix Amstberg
研究学分:Felix Amtsberg,Yijiang Huang,Daniel J.M. Marshall,Kevin Moreno Gata,Caitlin Mueller
原始研究论文:https://thinkshell.fr/wp-content/uploads/2019/10/aag2020_25_amtsberg.pdf