معماری الگوریتمیک

معماری چهارراه دانشهاست. از آنجا که شامل طراحی می‌شود، در جستجوی خلاقیت است و از آنجا که برای ساخته شدن نیاز به فناوری دارد مرتبط با دانش و در جستجوی نوآوری‌های علمی. گاهی جستجوی خلاقیت زیباشناسانه، آن را به سمت تولید هر چه بیشتر زیبایی سوق داده و از تکنولوژی به نفع آن سود برده است و گاهی خود تکنولوژی را به عامل زیبایی تبدیل کرده و در گسترش سمبلیک آن کوشیده است.

معماری الگوریتمیک نیز از زمان پیدایی تا کنون در هر دو زمینه خلاقیت‌های فرمی – فضایی و نوآوری‌های تکنولوژیکی فعالیت کرده است: اصول و ویژگی‌هایی همچون استفاده از سطوح نرم و سیال، ریز شدن این سطوح به قطعات متشابه ولی غیر همسان، تغییرات تدریجی فرم‌ها و قطعات، انطباق‌پذیری و پاسخگو بودن معماری و اجزا آن به شرایط درونی و بیرونی پروژه و نظایر اینها، شعارهای اصلی رفتارهای فرمی – فضایی معماری الگوریتمیک است حال آنکه تمایل به استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته طراحی و ساخت، حوزه‌های جدیدی از نوآوری‌ را فراهم آورده است. تمرکز بر این حوزه‌های جدید، منطق تکنولوژی را از حد امکاناتی برای ساخت فراتر برده، به زیرساخت‌های اساسی معماری هدایت می‌کند و ارزش‌ها و کیفیت‌های نقد و طراحی را فراهم می‌نماید.

شاید این اندازه‌ گرایش به فناوری در معماری الگوریتمیک از نقد آن به دوران معماری پست مدرن و جریان‌های هم عصر آن شکل گرفته باشد. معماری پست مدرنیزم، دیکانستراکشن ، فولدینگ و .. با گرایش بسیار به سمت محتوای تئوریک و مفهوم (concept) در معماری، به شدت رسالت و نقش معمار را به عنوان شاعر فضاها تعریف نمودند. معمار که اندیشمندی در جهان هستی بود، از مجرای مطالعات فلسفی، تاریخی به ارائه کانسپت‌های مفهومی می‌پرداخت و اثر معماری را همچون محتوایی هنری – اجتماعی و ورای یک مجموعه از فضاها جهت زیستن، به جهانیان ارائه می‌کرد. شاید فقط معماران های تک واکوتک و جریان معماری پایدار بودند که ویژگی‌های رفتار فیزیکی ساختمان و مواد و انرژی آن را هم‌تراز کیفیت‌های مفهومی – زیباشناختی ساختمان جلوه دادند و از این منظر نیز به ستایش تکنولوژی در آثار خود پرداختند. این جریان با ارائه بحث‌های نظری متعدد در خصوص پایداری ساختمان و اهمیت کیفیت‌های فیزیکی و رفتاری آن، گفتمانی را در معماری مطرح کرد که به کم‌رنگ‌تر شدن گفتمان تئوریک- مفهوم‌گرای معماری منجر شده و ارزش‌های جدیدی را در فضای طراحی و نقد معماری جایگزین می‌کند.

معماری الگوریتمیک که با امکانات متعدد طراحی و ساخت دیجیتال در عرصه‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری شروع به طرح گفتمان جدیدی در معماری نمود از این خلاء موجود در فضای تئوریک معماری سود جسته است و ضمن ارائه روش‌های نوین در طراحی و ساخت معماری، به پر کردن این خلاء تئوریک نیز می‌پردازد. اینجاست که نرم افزارهای طراحی پارامتریک ، روش‌های ساخت دیجیتال، ابزارهای نوین طراحی و بهینه سازی، ماشین‌های مدلسازی و ساخت و امکانات فزاینده‌ عرصه‌ معماری دیجیتال نه تنها به ارائه روش‌های جدیدی در طراحی معماری پرداخته‌اند، بلکه عرصه‌های تئوریک و مفهومی معماری، عرصه‌های نقد معماری و کیفیت‌های زیباشناختی آن را نیز تعریف می‌نمایند. به همین علت نیز جستجوی نوآوری در معماری در تعریف جدیدی از تعاملات این فضا شکل می‌گیرد. زمانیکه عرصه‌های پست مدرنیستی و زیباشناختی قرن بیستمی دیگر تنها مسیرهای تولید نوآوری معماری نیستند، معماری الگوریتمیک از امکانات و ابزارهای خود برای تولید خلاقیت جدید و متناسب با زمان و مکان خود بهره می‌برد. اما این عرصه‌های نوین خلاقیت چه هستند؟

پایگاه جامعی به نام الگوریتم

الگوریتم مجموعه مشخصی از دستوران واضح و تعریف شده در یک سلسله مراتب مشخص است که می‌تواند انجام یک کار را در این دستورات برنامه‌ریزی کند. به علت این خاصیت عام، الگوریتم‌ها به زبان پایه‌ای فعالیت‌ها و پروسه‌های علمی تبدیل شده‌اند. دانشمندان و پژوهشگران عرصه‌های مختلف دانش، به تبدیل دانش و فرآیندهای علمی خود به زبان الگوریتم‌ها می‌پردازند و از قدرت و توان پردازش و حافظه کامپیوترها بهره می‌برند. یک بار تعریف صحیح و دقیق الگوریتم، امکان تکرار یک چرخه از فعالیت‌ها را در زمان کوتاه و با سرعت و دقت بالا فراهم می‌کند. دانش امروز دنیا و فرایند‌های مختلف علمی حاصل آن، امروزه از این زبان مشترک بهره می‌برند و تولیدات خود را به پایگاه مشترکی در جهان کامپیوتر و الگوریتم تزریق می‌کنند. از این رو این زبان مشترک امکان بسیار زیادی را در تبادل دانش در حوزه‌های مختلف علمی از جمله معماری فراهم کرده است. همزبانی باعث شده تا دانش روز دنیا از علوم ریاضی، هندسی، زیستی، ژنتیکی، و … به رشته دیگری همچون معماری سرایت کرده و به تولیدات جدید منجر شود. این پیوند دانش‌ها که در عصر امروز بسیار مورد توجه همگان قرار گرفته به تولید علم هیبریدی یا علم پیوند یافته می‌پردازد و کاربردهای جدید و تولیدات جدید را موجب می‌شود. از این رو Interdisciplinarity یا حوزه‌های میان رشته‌ای و Multi-disciplinarity یا حوزه‌های چند رشته‌ای و Transdisciplinarity یا عبور از مرزهای تعریف شده یک حوزه از دانش برای توسعه مفاهیم آن، واژگانی هستند که در عرصه‌های نوین علمی مورد استقبال همگان قرار گرفته‌اند.

معماری معاصر، با فاصله گرفتن از فلسفه و اندیشه به مفهوم قرن بیستمی آن، به این گرایش‌های هیبریدی علاقه پیدا کرده و در حال تلفیق با حوزه‌های جدید علمی است. معماری نوین نه از مجرای زیباشناسی صرف تئوری، بلکه از راه گشایش درهای خود به سمت دانش در همه حوزه‌های ممکن آن و تلفیق و پیوند با آن به تولید گزینه‌ها و جریان‌های خلاق جدید می پردازد. همانطور که این اتفاق در حوزه‌های دیگری نیز رخ داده‌اند، معماری گرایش زیادی به سمت علم داشته و ابزارها و روش‌های معماری الگوریتمیک نیز این گرایش را ممکن می‌سازند وهدایت می‌کنند. طراحی و تولید معماری که از روش‌های نوین علمی بهره می‌برد می‌تواند فرایندهای پیچیده را در الگوریتم‌های طراحی ساده کند.

تولید هیبریدی معماری

معماری الگوریتمیک عرصه‌های نوینی را برای تولید و تلفیق علم فراهم آورده است. هندسه به عنوان ریز ساخت شکل گیری معماری در حوزه‌های جدیدی همچون هندسه پیشرفته و هندسه الگوریتمیک مطالعه می‌شود. این دانش‌های جدید پتانسیل‌های متعددی را به دانش معاصر افزوده‌اند و حل مسائل پیچیده و دارای چند متغیر را ممکن ساخته‌اند. معماری با استفاده از نرم افزارها و ابزارهای الگوریتمیک توان فزاینده و مولد این الگوریتم‌های هندسی را در تولید معماری استفاده کرده و هر روز با پژوهش در این زمینه‌ها به کیفیت‌های معماری می افزاید. ماشین‌ها و تجهیزات ساخت، متدولوژی وتکنیک‌های خاص خود را درتولید و ساخت قطعات ونمونه‌های مواد فراهم کرده‌اند و تزریق این نمونه‌ها به معماری و ساخت باعث شده تا عرصه‌های نوینی در پژوهش ساخت دیجیتال و فرایندهایی نظیر سفارشی سازی انبوه فراهم آیند. ریاضیات، هندسه، برنامه‌نویسی وعرصه‌های مختلف دانش کامپیوتر که به صورت تلفیقی به معماری اضافه می‌شوند، زمینه‌های خلاقیت و نوآوری در تولید معماری هستند.

هر چند هندسه الگوریتمیک و کامپیوتر امکانات نوینی را برای پژوهش و طراحی فراهم آورده‌اند، عرصه‌های دیگری همچون علوم زیستی در حال تلفیق با معماری هستند. علوم زیستی به فاکتورهای مهمی در تبیین ملاک‌های ارزشیابی همه دانش‌ها بدل می‌شوند. مهندسی الگو گرفته از الگوهای زیستی Bio-Inspired Engineering و یا مهندسی‌های تلفیقی با زیست شناسی Bio-Engineering از نمونه این رشته‌ها هستند. هر چند رشته‌هایی نظیر معماری Bionic از الگوهای شکل طبیعت بهره بردند، Biomimetic و Bio-Technology از ساختارها، روش‌ها، الگوها، و فرایندهای زیستی درس می‌گیرند و سعی می‌کنند این آموخته‌ها را در طراحی فضای معماری و یا در شکل‌دهی به فرایندهای الگوریتمیک معماری استفاده نمایند. معماری سعی می‌کند تا ملاک‌های طبیعت را جایگزین ملاک‌های سنتی طراحی نماید.

مطالعه رفتاری انسان‌ها در جمعیت‌های زیاد، مطالعه رفتاری حشرات و موجودات در دسته‌های بزرگ، مطالعه نحوه لانه‌سازی و نظایر آن می‌تواند حوزه‌های مطالعه هوشی جمعی Swarm Intelligenceرا فراهم کند. هوش جمعی و هوش حاکم بر رفتار تعداد زیادی از عناصر متحرک در فضای تبادلی و تعاملی، می‌تواند حوزه‌های جذابی برای مطالعه، طراحی و پژوهش‌های ناشی از آن را فراهم آورد به تولید معماری و شهرسازی الگوریتمیک که در آن رفتار تعداد زیادی از عناصر ساده تعامل کننده (Agents) ، مطرح است بپردازد. اینگونه است که مطالعه رفتار لانه سازی مورچه‌ها و موریانه‌ها و یا هندسه لانه زنبورها به مرجعی برای مطالعه و تولید پروژه‌های معماری تبدیل می‌شود.

خواص مواد (Material Properties) و نحوه رفتار مواد (Material Behaviour) در شرایط مختلف محیطی از دیگر عرصه‌هایی است که برای معماران قابل اهمیت است و پژوهش‌های این عرصه، با فرآیندهای طراحی الگوریتمیک تلفیق می‌شود. جریان معماری از پایین به بالا Bottom-Up که در جهت مخالف معماری گذشته که به بالا به پایین Top-Down معروف است، قدم برمی دارد و سعی می‌کند تا بجای انجام یک طراحی و اعمال آن به متریال‌ها و سازه‌ها، رفتار سازه‌ها و مواد را شناسایی کرده و از تعامل و رفتار درونی آن‌ها استفاده نموده تا تولید پروژه کند. در چنین شرایطی فرآیندهایی نظیر Form-Finding بر یافتن فرم سازه‌ها و ساختمان‌ها تحت تاثیر رفتار درونی آنها در مقابل انرژی‌ها و نیروهای طبیعی تاکید کرده و جایگزین «طراحی فرم» می‌شوند.

رباتیک، خودسازماندهی، پارادایمهای متعدد برنامه‌نویسی، گرافیک کامپیوتری، مواد هوشمند، مواد با حافظه شکلی، نانوتکنولوژی، و فهرست تمام نشدنی دانش‌ها و حوزه‌های نوین پژوهشی همان اندازه که از معماری دور به نظر می‌رسند به آن نزدیک هستند. معماری الگوریتمیک در جستجوی یافتن منطق، رفتار، فرایند، الگو و محتوای این دانشهاست تا از تلفیق آن با معماری به تولید ساختارهای جدید و پیچیده بپردازد ونوآوری را در به روزترین و پیشروترین حالت‌های آن جستجو کند. جریانی که همه عرصه‌های دانش امروز را بر بسترهای کامپیوتری – الگوریتمیک کنار هم می‌آورد.

درآخر

چرا معماری تا این اندازه سراغ پیچیدگی و دانش روز دنیا می‌رود تا با تلاش در مجراهای الگوریتمیک به آن پاسخ دهد؟ جریانات معماری جهان چه چیزی را جستجوی کنند؟ به نظر می‌رسد سوال‌های متعددی پیش ‌و‌روی معماران معاصر است. معماری هیچگاه یک جریان ثابت نبوده و همواره در حال رشد است. اما تحول امروزین آن تحت تاثیر اهمیت به رفتار فیزیکی ساختمان و همچنین توسعه و پیشرفت تکنولوژی در معماری ، طراحی و ساخت است. نگاه‌های علمی که بر همه فعالیت‌های بشر تاثیر گذارند معماری را نیز هدف قرار داده و تولیدات آن را دگرگون می‌کنند. به نظر می‌رسد که در فراروی این تلاش‌ها، تولید معماری کم هزینه‌تر و با دقت‌ بالا در ساخت جهت مصرف کمتر ماده و انرژی وتولید کمتر آلاینده‌ها مد نظر است. البته ویژگی‌های زیباشناسانه امروز نیز با گذشته خود فرق کرده و این تلاش‌ها در قالب‌های شکلی و فرمی جدیدی صورت می‌گیرند.

خلاقیت در معماری امری است که روش‌های متعددی داشته است و دانش رو به گسترش امروز در جهان، عرصه‌های ارائه این خلاقیت در معماری را بیشتر و بیشتر می‌کند و سرعت بیشتری نیز به آن می‌بخشد. طراحی و تولید الگوریتمیک نیز بستر مناسب برای توسعه این خلاقیت را فراهم می‌کند تا بتواند نشدنی‌های بسیاری را به اموری قابل طراحی و ساخت تبدیل نماید. نوشته‌های بعدی به نقش این جریان‌های علمی در توسعه معماری معاصر اختصاص خواهد یافت.