پرینت سه بعدی ساختارهای Generative طبیعی

پرینت سه بعدی | “اجسام در حال رشد” یا “Growing Objects” نام مجموعه ای از مجسمه و زیورآلات است که با شبیه سازی نرم افزاری و پرینت سه بعدی بر اساس منطق های رشد گیاهان در طبیعت ساخته شده اند.

گروه هنری،تحقیقاتی “Nervous System” پروسه هایی که منجر به پیدایش و رشد ساختارها و بافت ها در طبیعت می شوند را بررسی می کند.

مراحل رشد طبیعی گیاهان از تئوری علمی به الگوریتم های ریاضی تبدیل شده، سپس طرح بر اساس این منطق با استفاده از ابزارها و نرم افزارهای رایانشی مدل سازی می شوند.

در قدم بعدی با تکنولوژی های مختلف پرینت سه بعدی، مدل های طراحی شده به صورت دیجیتال ساخته می شوند.

محصول نهایی، فرم ها و اجسام پرینت سه بعدی شده ای است که با اینکه ساخته دست بشر اند یادآور فرم های طبیعی هستند. این شباهت نه با طراحی مستقیم، بلکه با پیروی فرم ها از قوانین رشد طبیعی به وجود آمده است.

این ساختارهای پرینت سه بعدی به طور مستقیم پدیده ای را تقلید نمی کنند، بلکه بخشی از منطق رشد طبیعی را در یک زمینه نو و با پیشفرض های جدید بازنمایی می کنند.

ساخت یک جسم ساخته دست بشر که شبیه به ساختارهای طبیعی باشد کار ساده ای نیست ، برای نمونه نحوه شکوفه زدن یک گل کاملا پیشبینی پذیر و قابل سنجش نیست. روند این رشد وابسته به متغیرهای بیشماری از جمله جهت نور، گرانش، وزش باد و منابع تغذیه گیاه است.هنوز پیشبینی و شبیه سازی دقیق نحوه رشد یک ساختار طبیعی در دنیای واقعی کاری سخت و تقریباناممکن است،

با این حال می توان منطق کلی این روندهای طبیعی را به صورت الگوریتم های ریاضی استخراج کرد و با استفاده از آنها فرم هایی طراحی کرد که با تقریب خوبی از قوانین طبیعت پیروی می کنند.

این نوع طراحی که بر اساس الگوریتم ها صورت می گیرد “Generative Design” نامیده می شود. در این نوع طراحی ، طراح یک قدم به عقب رفته و به جای طراحی مستقیم، نقش قانون گذار را ایفا می کند. یک طراح generative منطق طراحی و قوانین پیدایش و رشد طرح را به وسیله الگوریتم ها به کامپیوتر می شناساند.

کامپیوتر این قوانین را شناسایی می کند، سپس با اعمال مرحله به مرحله این قوانین بر روی طرح اولیه – با در نظر گرفتن درصدی از تصادف و شانس –  جسم را به صورت تکاملی رشد می دهد، این مراحل تکامل می توانند بسته به نوع قوانین تا بینهایت ادامه پیدا کنند یا در نقطه ای متوقف شده و به محصولی نهایی برسند.

در طبیعت همه ی گل های رز شبیه به یکدیگر هستند و نسبت های یکسانی دارند اما هیچ دو گل رزی نیستند که دقیقا یکسان باشند. با این روش طراحی نیز می توان تعداد نامحدودی طرح تولید کرد که با وجود اینکه از قوانین یکسانی پیروی کنند هیچکدام دقیقا مثل هم نباشند.

“Floraform” آخرین مجموعه از این گروه است که با همین شیوه طراحی شده و با پرینترهای سه بعدی ساخته شده است. “فلورافرم” محصول نهایی این تحقیقات، مجموعه ای از زیورآلات پرینت سه بعدی است که منطق طراحی آنها از رشد گیاهان و شکوفه دادن گل ها الهام گرفته شده است.

یک طرح اولیه خام،مانند دانه یک گیاه به کامپیوتر داده شده است. سپس رشد این طرح اولیه بر اساس منطق رشد طبیعی(رشد دیفرانسیلی) شبیه سازی شده و پس از صدها مرحله تکامل طرح بر اساس این منطق، یکی از این مراحل تکامل جسم به عنوان محصول نهایی انتخاب شده و با پرینت سه بعدی ساخته شده است.

رشد دیفرانسیلی ،افزایش ابعاد جسم را محدود به مناطق و اندازه خاصی می کند و همواره این روند را کنترل می کند.

“شانس” یا “تصادف” یکی از مهمترین عناصر این نوع طراحی است، “تصادف” عامل تمایز و تنوع بین ساختارهایی که از یک منطق رشد پیروی می کنند. تصادف در واقع همان متغیرهای بیشمار مانند جهت نور ، باد و… است که قابل اندازه گیری نیستند.

ساخت این اجسام با هندسه های پیچیده تنها با تکنولوژی های مختلف پرینت سه بعدی و ساخت افزودنی امکان پذیر شده است.