*它在妹有中央智慧控制的情况下,从微观的角度,通过粒子群对于环境的感知来决定其各个组成部分的运动轨迹,因而在宏观的角度呈现出一种趋利避害且能耗最低的最优路径。
*难点
1)如何让黏菌感知城市环境因子,以实现自组织(self-organization).
2)如何将黏菌的行为模式,翻译成可被设计师识别的句法
3)旧矿区的剩余矿物资源如何支撑新的城市功能和形态。
4)从自下而上的角度,城市的发展如何体现在不同的信息流、物流以及人流的自组织网络中。
*重要意义
讨论一个智慧集权的问题,也就是说,到底是集权型的中央只会更加适合人类社会的规划发展,还是所有单元自组织形成的智慧集合更加经得起时间的考验。
黏菌所带来的是自组织性发城市规划与发展的启示,可以被看做是一种智慧型城市,就是让城市这个复杂的集合,自己会思考,而这个宏观的智慧体现,就要通过城市中的微观单元自组织行为。城市模型中的信息,能量,物质,包括人类,作为城市中的“粒子”和其携带的东西,通过自发性的行为,带来了城市的发展与变迁,过程中“粒子”也接受来自智慧城市这个体系的实时更新与反馈,重新调整各自的行为。因此,这个真正的自下而上的城市发展体系是动态变化,实时更新的。这个思考的正式这样一种自组织性的,来自于微生物体的机制,是不是更加适合城市的发展和规划。
*本研究尝试,以仿生学中黏菌生长中的现象为角度,提取其中最短路径的算法, 分析其规律和方法,讨论其余城市道路运输网络之间的联系,为城市设计师利用生物算法来推进城市道路网络的优化提供理论参考。
黏菌,生长的轨迹就是在一定规则下形成的优化网络,是由无距离浪费的有效距离构成。
*涌现理论的吸引力不单在于其嫉妒复杂的结果展现,更在于这种复杂性是通过许多非集中协调的较小自检或单元所创造的。换言之,该结果是通过一种强大的自组织方法实现的。这一概念在自然界中广泛存在。植物,社会,昆虫和诸如沙丘之类的超级有机体都是涌现理念(涌现是一个技术概念,指无论任何复杂的自然现象或社会现象,都可以通过找到每个个体遵守的规则得到破解,而这些规则往往是简单的。)的代表。对于建筑相关学科来说,问题的关键点在于如何将这种合作和协调方式应用于单体的设计上,并尝试将其扩展到更大尺度---城市上。
*黑蚁之所以引人注意,不单单是因为其内部空间的复杂程度,更是因为这种复杂形态来自于一种与微气候环境共同进化的机制。这种交互机制并不通过自上而下的控制方法实现,而是基于若干交互规则的集群智慧---建设过程中的信息交互通过一种叫做pheromone的化学物质实现。这种信息素包含外部气温和湿度的信息,而黑蚁正是遵循该信息来构建他们的房屋。在构建过程中,黑蚁通过感知环境中信息素含量的密度来控制蚁巢的空间形态和密度。正常情况下,信息素的密度和所处地区的温度和风环境有直接的联系。因此,黑蚁趋向于在信息素密度低的地区构建大量开敞空间,用以创建一个更好的热量交换空间去降低温度和信息素的蒸发速率。最终使整个蚁巢形态达到一个不断反馈调整的动态平衡。
*通过对黑蚁巢穴进化的研究,我们得到了众多针对建筑设计和建造技术的启示。对于其最终形态和关联因子的研究,可以提出一种控制室内温度,确保室内外气体交换的绿色建筑形体设计方法;对于黑蚁建造方法的研究,提供了一种未来基于多丹玉工作建设的可能性;对于黑蚁通过信息素感知外界环境的属性研究,可得到一种基于信息网络的社群与物质属性见解感知交流的方式,从而应用到数字构建模式和智慧城市的规划中。(stigemergy:是生物个体自治的信息协调机制,在没有中枢控制和接触廖柳的条件下,群体通过同频共振,达到信息对称,个体独立行动,互相修正,自我更新,逐步完善群体的生态环境。其原理:在群体行动中,每个个体通过同频共振来识别其他个体留下的信心和存留物,来独立完成下一个任务,虽然个体之间并没有直接接触和联系,他们后续自发的行动,却加强和完善了其他个体行动产生的成果,并导致了行动的连贯性,具有系统性活动特征。共识主动性也是无为而治行为,在缺乏任何规划、控制或者个体之间直接联系的环境中,神圣非常繁盛、并具有智能生态体系,从而为缺乏记忆、思维、交流,极其单纯的群体,生物群体提供了高效的合作机制。)
*方法:
1)设立基于散点探测和GIS系统的场地信息收集方式
2)利用变成手段转译黑蚁的构建方式,读取场地环境条件并据此创造一种动态的城市形态设计机制。
3)读取形态数字模型,制作3D打印原型并测试多单元协作建构系统。
将三者结合后,我们便可以将城市形态与环境因子通过编程转译、连接协议和建筑技术有机的联系起来。在本次研究中所考虑到的场地气温和风环境是特定地区建筑和城市设计的重要影响因素,通过对主要环境因子的分析和归纳可以得出结论性的指导意见,最终指引并建立一套基于空间形态和内部微气候环境关系设计体系。
*理解“城市的多元形态”
一个建筑或城市设计需要考量的因素有很多,有主观的审美差异,阶级立场,政治色彩等,也需要考虑客观的地理条件,技术制约,造价限制等等。就我们这个项目来说,是一个基于客观条件的理想状态下的模型。“多元形态”指的是,由可测量的场地微气候条件所形成的优化选型。
*对于黑蚁来说,其居住形态的多元性有较为客观的主导因子,但对于复杂的人类城市形态,在进行模型构建时,如何选取因子呢?
研究的背景是选在了一些极端的场地,如陨石坑、沙漠等这些原本不适宜人类居住的场所,在这些地区“活着”成为了最大的目标,极端的气候条件变成了最大的矛盾点。我们的目的在于通过优化选型的算法,并利用本地材料构建若干可满足人类基本生存气候条件的空间,因此我们选取的参数都是基于以上考虑的。
*集群智慧,构建城市形态的过程中,与罗西《城市建筑学》中阐述的由于“集体无意识”而缠身的“类似城市”、“类似建筑”有什么异同点?
业界内外的人们对于城市的自我形成和发展投入了无比巨大的热情,几位作者分别从不同角度阐述了并推进了城市作为一个复杂系统和自组织形态的理论。
许多人尝试寻找这些自发形成的城市形态的内在关联和固定模式,但任务的艰巨性是难以估量的。现阶段做的最好的还是对于交通的分析和模拟,以space syntax为首的系统以及实现了商业化推广。
*动态平衡
dynamic equilibrium
自上而下
bottom-up
集体无意识
informal
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