|
С середины 19в. достижения техники позволили создавать альтернативные пространства, пригодные для жизни, кроме тех, что основаны на традиционной тектонике конструкций и материалов. Рейнер Банхэм считает, что "архитектура есть только один из множества путей создания сооружений, но она преобладает в европейской культуре". Развитие механических и электрических систем окружающего контроля и их применение в здании превратило службы обеспечения в наиболее важные условия проектирования и отразилось на технологиях и эстетике архитектуры. "Интеллектуальная архитектура" отличается высоким уровнем автоматизации, встроенным информационным контролем и энергообеспечением. Множество технологий, ориентируемых на человека, предназначены для облегчения взаимодействия людей между собой и человека с машиной. Кибернетика была основана в 40х гг. как междисциплинарная наука, изучающая роль и значение информации в органических и механических системах. Основываясь на понятиях обратной связи и замкнутой цепи причинности, кибернетика была первоначально описательной наукой, заявлявшей, что реальность есть социальная конструкция, она уже "виртуальна". На следующем этапе кибернетика превратилась в "наблюдательную систему", изучавшую эффективность компьютерных технологий, коммуникаций и медиа. Здесь она, сохраняя гуманность, изучала "интеллектуальную" среду обитания. Живые, остроумные высказывания Г.Паска и С Биера влияли на популярность кибернетики, которая основывалась, как известно, на сложных математических расчетах. Влияние Паскка на развитие "кибернетической архитектуры" видно из его взаимодействия с Архитектурной ассоциацией с середины 60х и до его смерти в 1996г. В его работах также встречается модель интерактивной среды, соединяющая качества реального и виртуального, в которой "компьютерные системы, материалы и пространство вступают в диалог с их пользователем, имея широкие возможности его изучения и приспособления к его потребностям". Концепция архитектуры, легко реагирующей на изменения, стала центральной темой авангардных течений после Второй мировой войны, которые стремились к созданию общественной, демократической городской инфраструктуры, соответствующей индивидуальным потребностям, и архитектуры, вмещающей социальное, экологическое и технологическое развитие. Прозрения Б.Фуллера в 30х гг. и его "органичная система строительства" были включены в систему строительных элементов, способных изменяться и перестраиваться в зависимости от технологических потребностей, изменения функции сооружения или изменения воздействия окружающей среды. Концепция непрерывного технологического развития архитектуры, учитывающей функциональные изменения, модернизацию технологий и гибкую организацию продемонстрировал И. Фридман в своем проекте "Мобильной архитектуры", который предусматривал создание замкнутого и гибкого пространства и временных сооружений ("аггломераций"), перестраивающихся по необходимости. Фридман считал, что "наибольшая помеха в периодичности модернизации конструкций - это их долговечность по сравнению с циклом их переустройства. Эти конструкции относятся как к жилью, так и к коммуникациям, хранению и производству продукции". Подобная архитектурная неопределённость также видна в работах Архигрэма, основанного в 1934 году, куда входили П.Кук, Р.Херрон, В.Чак, Д.Кромптон и Д.Грин. Деятельность Архигрэма была направлена на изучение феномена массовых коммуникаций. Среди их проектов были редки реализации, главенствовали утопические манифесты на тему передовых технологий, мобильности и города как "пространства для жизни". "Встроенный город" П.Кука и "Шагающий город" Р.Херрона являются наиболее известными идеями того времени, выявляющими как положительные, так и отрицательные стороны технологического прогресса. Х.Клотц отзывается об этих проектах как о "восторженных утопических воззрениях мира решетчатых структур, труб, капсул, сфер, шаров, роботов, подводных лодок, пластика и бутылок кока-колы в обществе, ориентированном на высокие технологии, отдых и развлечения". Архигрэм создавал скорее ироничную версию научной фантастики, чем серьезные решения, пригодные для внедрения в обществе, что отличало его от другого выдающегося последователя Фуллера - К.Прайса. Его "Дворец развлечений" ("Fun Palace"-1961) и "Пластичный мыслящий пояс"("Potteries Think belt"-1964) предлагали современные развлекательные и образовательные системы. Роль К.Прайса для технологий и, в особенности, коммуникаций, связана с идеями гибкости, неопределенности и растяжимости. С 1961г. Прайс погрузился в изучение информационных технологий, которые породили проекты, использующие телекоммуникацию и компьютерное обучение. Его "Дворец развлечений" - это первая серьезная работа, созданная вместе с Г.Паком. Этот центр взаимодействия представляет собой временную структуру, рассчитанную на 10 лет. Она состояла из "изощренной окружающей среды, включавшей газовую и тепловую завесы, растений, рассеивающих смог, движущихся стен, потолков и полов... посетитель мог стимулироваться или информироваться, реагировать или взаимодействовать с ними. Развлечение не было пассивным наблюдением". Блестящая демонстрация эффекта информационных технологий была достигнута Прайсом в 1976г. в проекте под названием "Генератор". Это был первый пример создания сооружения с прототипом искусственного интеллекта, приспособленного к удовлетворению человеческих потребностей. "Генератор" обслуживал ряд человеческих нужд и состоял из набора устройств, включавших ограждения, мостки, экраны и службы, выбиравшиеся в зависимости от потребностей и желаний пользователя. Система состояла из базового элемента и мобильного крана, перемещавшего их в соответствии с постоянной реорганизацией пространства. Для обеспечения функционирования этой системы была создана компьютерная программа и встроены электронные приспособления во все базовые элементы. Территория во Флориде стала рабочей площадкой, где операции, происходившие в процессоре, тут же отражались на модели. Это было ранним примером контролируемой системы. Романтическая антиинерционная программа демонстрировала способность саморазвития без участия человека. Через этот банк данных компьютерная система могла самообучаться, используя свой орган действия - кран. "Генератор" вызвал значительные архитектурные дебаты и был назван "первым интеллектуальным сооружением в мире". Развитие "интеллектуальной архитектуры" как информационно открытой, самоорганизующейся кибернетической системы, было частично исследовано В.Броуди, который предлагал комплексную, целенаправленную и активную среду в исследовании "Проектирование интеллектуальных сред". Публикация раскрывала возможность создания с помощью компьютерных медиатехнологий комплексной самоорганизующейся интеллектуальной системы. Существование подобной среды предполагалось Броуди как в виртуальных, так и в фактических понятиях, она описывалась как концепция "мягкой архитектуры" (soft architecture). Броуди подчеркивал, что уровни взаимодействия могут повышаться, что возможности интеллектуальной среды заключаются не только в реагировании, но и в понимании потребностей пользователя, составленных из простых ответов на вопросы этой среды. Степень участия зависит от возможностей среды, ее способностей предвидеть потребности пользователя, основанной на предыдущем опыте. Кибернетику можно считать попыткой понять машину через аналогию живого организма, сделать ее более адаптирующейся и гибкой к внешнему окружению, к участию во все долее сложном мире. Изучая высокоорганизованные живые системы, кибернетики предусмотрели создание адаптирующейся и саморегулирующейся (гомеостатической) машины, имеющей автономный контроль за своим поведением. Ф.Джордж, подводя итоги кибернетики "первой волны", отмечает ее "сосредоточенность на средствах коммуникации и контроля, особенно тех, которые синтезируют или стимулируют поведение живых организмов". Кибернетическая концепция "интеллектуального" сооружения предполагает некоторую автономию для самообеспечения, качество, достижимое лишь через структурную автономию, присущую биологическим системам. Обращение к природе как к образцу действительности и ее устройства было присуще архитекторам различных эпох, которые вдохновлялись органической формой, конструкцией и, позднее, самими процессами. Биологические аналогии повлияли также и на материаловедение - искусственные материалы создаются с возможностью модификации. Природа, творческий процесс и отношение к архитектору как к алхимику, стимулирующему трансмутацию форм, управляя материалом, нашли отражение у В.Катавалоса, который продемонстрировал характеристики "химической архитектуры" в своей работе "Органика" (1960). Он считал, что архитектура может освободиться от строительных и механических приспособлений и стать органической, "растущей" структурой и формой: "Открытия в химии позволили создать энергетические и пластичные материалы, которые, при определенном воздействии, вырастают до огромных размеров, стабилизируются и становятся жесткими. Мы быстро достигаем знание молекулярной структуры таких материалов вместе с необходимой техникой для производства материалов со встроенной программой их развития". Открытия в современном материаловедении направлены на изучение внешних и внутренних сил, предусмотренных трансформацией биологической системы. Управление биохимическим процессом для повышения трансмутации на молекулярном уровне сосредоточено на создании катализирующих веществ с комплексной структурой и поведением. "Природа использует феномен самосборки и самоорганизации для создания широких молекулярных соединений и супермолекулярных множеств, обладающих не только формой, но и функцией. Синтетическая химия готова адаптировать эту концепцию и использовать защитные группы, реагенты и катализаторы для синтезирования натуральных продуктов и их аналогий". Природа вещества и вытекающие из нее формы представляют собой динамическую реагирующую живую систему, в которой наблюдается взаимосвязь между формой (представленной как информация) и веществом (как материальной субстанцией). Эти концепции использовались для развития синтетических и искусственных материалов, которые формируются подобно биологическим системам. Понимание вещества как интерактивной системы изучается биологами, химиками, молекулярными и супермолекулярными инженерами, а также физиками, вносящими свой вклад в науку о новых материалах. Исследования этих ученых касаются концепции самоорганизации, самосоединения и саморазмножения в природе и применения этих принципов в создании супермолекулярных соединений "интеллектуальных" материалов. Искусственная симуляция органической системы молекулярными химиками и инженерами привела к ряду открытий за последние десятилетия, которые увенчались созданием "умных" (smart) материальных систем. Эти материалы не обязательно повторяют существующие. Они созданы как синтез интерактивных процессов, встречаемых в естественных системах - отсюда термин "материальные системы", который воплощает динамику и взаимодействие молекулярных образцов поведения. Идея организации и взаимодействия индивидуальных систем является центральной концепцией системной теории. Инженеры и материальные технологи сделали ряд открытий, позволивших им включить "умные" материалы в конструкции, адаптируя ее к различным условиям. Это облегчает различные изменения в работе сооружения и оживляет его инертную структуру. Различные механические устройства работают как мускулы, сенсоры - это нервы и память, коммуникации и компьютерные сети служат "головным" и "спинным мозгом". Механические устройства могут изменять жесткость, упругость, положение, частоту и др. в зависимости от температуры и электромагнитных полей. Развитие таких устройств идет по 4 направлениям: сплавы с жесткой памятью, пьезоэлектрическая керамика, магнитные высокоточные (magnetostrictive) материалы, электрогеологические жидкости. Жесткие сплавы - это металлы, которые при определенной температуре возвращаются в исходное состояние после предварительного напряжения. Этот процесс вызывает силы, обеспечивающие движение. "Нитинол" используют в микроманипуляторах и роботах для обеспечения движений, подобных человеческим мускулам. Более быстрой реакцией обладают пьезоэлектроды (открытые в 1880 физиками Марией и Жаком Курье), достигающей несколько тысяч операций в секунду, что обязательно при высокоскоростных реакциях. Пьезоэлектрические материалы также являются сенсорами. Поливинилдена флюорид, к примеру, может воспроизводить свойства человеческой кожи, реагируя на температуру и тактильные ощущения. Магнетические высокоточные материалы похожи на пьезоэлектроды, но реагируют на магнитные поля вместо электрических. Жидкие субстанции - электрогеологические растворы - содержат частицы размером с микрон, которые образуют цепочки при помещении в электрические и магнитные поля, проявляющиеся как изменение вязкости. Оптические волокна роботов работают сенсорами, реагируя на уровень освещенности или определяют дефекты в других "умных" материалах. Все "интеллектуальные" способности, которыми обладает сообщество "умных" материалов, необходимо передать в центральный процессор. Для создания альтернативных технологий специалисты пристально изучают природные системы. Нейроны не так быстры, как силиконовые чипы, но они могут выполнять комплексные задания с поразительной скоростью, т.к. они работают в сети. Искусственные нервные сети могут самообучаться, иметь различные реакции, предчувствовать потребности и исправлять ошибки. В любом случае, компьютерное обеспечение и алгоритм смогут определить потребности в "умных" материалах, к примеру, сколько понадобится сенсоров и механических устройств. "Интеллектуальные" структуры проектируются сейчас с большим числом сенсоров, чем это необходимо. В недалеком будущем каждое проектное решение сможет полагаться на адаптирующуюся архитектуру, которая сможет заменить вышедший из строя сенсор или перестроить систему в случае произошедших в ней изменений. Дешевое производство, изготавливающее все необходимые элементы методом фотолитографии, может создать сеть сенсорных устройств, похожих на силиконовые микрочипы. Цены производства и монтажа могли бы многократно снизиться. В идеальном случае, подобные "интеллектуальные" структуры ощущают свое окружение, хранят подробную информацию о его параметрах и реагируют на него, изменяя свои характеристики. Кибернетическая концепция информационного потока, контролируемого обратной связью, адаптации, обучения и самоорганизации питали многие дисциплины с конца 40х гг. и их влияние на архитектуру 60х гг. очевидно не только в работе К.Прайса, но и в отношении множества участников "альтернативного авангарда". Кибернетическая концепция "интеллектуального" здания представляется как динамическое единство множества компонентов, не имеющих значения вне общей системы. Организация взаимосвязи этих элементов, включая действия самого человека, будет служить образцом строительства. Структура такого сооружения будет результатом его опыта, собранного в интерактивном взаимодействии внутренних и внешних связей с окружающей средой. Ее реакцией будет непрерывно изменяющийся процесс, ее результат - гармоничное соединение с окружающим миром. Как говорит Д.Фрейзер в своей концепции эволюционирующей архитектуры, следствием будет "открытое сооружение с открытой средой, как с метаболической, так и с социальной стороны. Это привнесет стабильность и обеспечит эволюционное развитие взаимосвязей со средой. Это будет способствовать сохранению информации, используя процессы автокатализации и необходимого развития новых форм и структур... Это не статическая картина бытия, но динамичный процесс становления и развития - прямая аналогия с естественным миром". Источник: Джулия Хант, Architectural Design N 11-12/1998 |
