このクラスは、田中浩也研究室で「デジタル・ファブリケーション（工作機械）」と「コンピュテーショナル（アルゴリズミック）デザイン」を結びつけた新しい造形技法を習得したい人のための発展的なクラスです。
履修条件は以下
(1) ファブラボ工作機械の基本的な使い方をマスターしていること
(2) 基本的なプログラミングをマスターしていること （「メディア技術基礎(web)」レベル)。特にProcessing。
(3) Rhino, Grasshopperを自分のPCに用意できること
授業は主として、
(A) コンピュテーショナル（アルゴリズミック）デザインの本質理解
(B) 「解析」 (CAE)を加味した、さらに発展的なマテリアル×コンピュテーション
(C) Webと連携したスマート・カスタマイゼーション
の３つを扱い、最終課題は「デザイン・ツール（ソフトウェア）を自ら実装すること」となります。
学期末には、 個々が実装したソフトウェアを、ローカルあるいはウェブ上に公開します。
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Schedule (予定)
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Schedule (現実)
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(Lecture: 自然界のルールとアルゴリズム、ボロノイ、フラクタル等)
(Lecture: 最適化のためのコンピューティング)
実装編
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People/ Assigned Machine / Skill
Taisuke Oshima
Yuichi Hirose
Yusuke Tominaka
Kenji Kanasaki
Atsushi Masumori
Mikiya Sasaki
Ken Inoue
Hideyoshi Moriya
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Topics
セルラーオートマタ、ライフゲーム
ピクセルモデルとボクセルモデル
テンソル
デジタルマテリアルとデジタルマテリアリティ
デジタル・マテリアリズム
デジタルなマチエール
オプティマイズ
Neri Oxmanのムービー
Bio-Mimetic, Bio-Inspired
Programmable Matter
CAI (Computer Aided Intergration) = CAD + CAE + CAM
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Reference
Skylar Tibbets
Neri Oxman
Hod Lipson Digital Material Printer
Mathias Kohler
Neil Gershenfeld
Marc Gross
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Lecture
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[00] Introduction
2 Purposes
Skill: Grasshopper, Processing, Mathematica, Web-Service ===> Final Project
Perspective: It’s a new world!
Digital=「数」
Digital Design=「数」を使ったデザイン
Keiko Kimoto
John Maeda (Design by Numbers)
Carsten Nicorai
Design by numbers(data) –> Design by Codes [ the nature of code ] –> Fabrication by Numbers and Codes
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Code = “CODE” and “COmputational DEsign”
CODE
CODE and FORM
Codelab @ CMU ====>Related Papers
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Digital Design, Computational Design.
Computational Design? Computer as (1) Media, (2) Tool, (3) Computer
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What is Computation?
状態遷移 *****
数の計算とかたちの計算
Numeric Computation/ Morphological Computation
DNA Origami
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“Bio-Mimetic”
生物、人工物、自然物 *****
Bio-Inspired Design/ Algorithm
Bio-Mimicry Design/ Algorithm
生物の理→(応用)→人工物の理： みたことのない物体 ex. Neri’s Class ( Dogishow I II ) Crafted by nature
生物の理←(要請)←人工物の理： より洗練された人工物 ex. Bionic Car image movie
Abstraction(抽象化) – Translation(翻訳) – Application(適用)
抽象性の高いもの：遺伝的アルゴリズム、進化の法則など
具体から具体へ： (生物学から工学への技術移転) TRIZ
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生物の理か？人工物の理か？ 美濃部さん
Performance-Driven Design
Optimization
Material-Selection to Material-Design
Material-Based Design Computation/ Ph.D Dissertation by Neri Oxman
Form ・・・ Material ・・・ Structure
材料力学と構造力学 （ちなみに４力は「材料力学」，「流体力学」，「熱力学」，「機械力学」)
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Bio-Mimetic Process (I) CODE<=>FORM
Code -> DNA(DNA: 2bit) -> RNA -> Amid Chain -> “Folding”
Any kind of polygons can be folded
Akihiro Kubota [***** ]
Skylar Tibbets [Logic Matter] thesis
Encoding (Code=>Form), Decoding (Form=>Code)
Bio-Mimetic Process (II) DISCRETE, ABOGADORO Number Engineering
最小構成素
Module (Cell) -> Body 細胞
“Physical Bit” [Neil 2011 ***** ]
Pixel vs Voxel
Tensor
FEM (CAE)
======>>> Digital Material
GIK
scalability of GIK fractal GIK Maker
Utility Fog
Modular Matrix (2010)
New LEGO
Jonathan Ward
Programmable Matter (CMU) ClayToronics Origami Vision
構造を考えれば・・・
Kumiki, Tsugite [*****]
Modular Structure, 3 across- structure, Ideal Joint
Mezo-Level “Joineries”
Resolution
Number of Pieces
Design->Optimize->Fabrication (and Assemble)
CAD->CAE->CAM
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“Assemble”
Self-Assembly
Skylar Tibbets
AND
OR
XOR
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Cellar Automata
Particle Model
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デザインスクリプト入門
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企画趣旨：
かつて、製図板とT型定規の時代の建築図学教育は、初等幾何学や投影法・変形法をはじめとする数理的な思考と、立体の基礎造形・デザインの技法とを繋ぐ、重要な知の基盤を担っていた。そこでは、「原理を発想すること」と「形態を造形すること」が分け隔てなく連続し、そこにこそ建築的思考の原点があったといえる。
しかしCADの普及後、数理的な原理はすべてコンピュータのコマンドに隠蔽されてしまい、
学習者はソフトウェアの操作法を覚えるのみとなってしまった。思うままにコマンドを操ることはできるが、原理や法則を本格的に思案する契機が失われた。初等幾何学や投影・変形の基本的な仕組みを学ぶ機会が失われたことで、結果的にデザインを論理的に捉える思考も一部弱体化したといってよい。
しかし2000年代の後半になって、単に与えられたコンピュータソフトのコマンドを選択するだけではなく、自ら数理的な法則をコードやスクリプトとしてコンピュータ上に記述することで、「原理を発想すること」と「形態を造形すること」を再び繋げようとする、新たな展開が起こってきた。
こうした潮流は、プロフェッショナルな建築論壇では「アルゴリズミック・アーキテクチュア」等と名付けられてその可能性が現在進行形で議論されている。
本書籍は、プロフェッショナルな建築論壇ではなく、これからデザインを学ぼうとする若い学生に向けたものである。コードやスクリプトを伴う立体造形の手法を、かつての図学教育の正統な進化形と位置づけ、学部１～２年生向けのデザインの基礎教育体系としてまとめなおす。
「原理」と「形態」の相関関係を、単純なものから複雑なものへと辞書的に並べると同時に、実際に２人の執筆者がどのように発想し、どのようにコードやスクリプトと「共に」デザイン作業を進めているのか、その思考法を明らかにする。
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１点透視、２点透視、３点透視
・図学と図形科学（Ｔ型定規と製図板の時代→コンピュータの時代）
・スクリプトのリテラシー（＝原理を発想すること）とデザインのリテラシー（＝形態を造形すること）
・この本の読み方、使い方
1章 幾何学 ―ジオメトリ
1-1 基本エレメント
・点 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・線 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・面 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・立体 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
1-2 変換・操作Ⅰ
・ベクトル （コード／デザイン応用）
・行列 （コード／デザイン応用）
1-3 変換・操作II
・ブーリアン演算 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・メタボール （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
1-3平面パターン
・場 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・フィボナッチ （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・ボロノイ （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・ドロネー （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
1-4 曲面パターン
・メッシュ （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
・パネリング （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
（章間・コラム１ 原理の発想と形態の造形をつなぐコツその１）
2章 演算―コンピュテーション
2-1 セルラーオートマタ （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
2-2 エージェントとパーティクル/ サークルパッキング、ビンパッキング→Kangaloo
（自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
2-3 生成文法系（L-System, Shape-Grammer)
（自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
（章間・コラム１ 原理の発想と形態の造形をつなぐコツ その２）
3章 生成―アルゴリズム
3-1 物理系
3-1-1 マス・スプリング系 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-1-2 極小曲面、吊り実験 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-1-3 折紙 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-1-4 拡散系 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-1-5 振動系 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-1-6 静電気 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-2 生物系
3-2-1 反応拡散系 （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-2-2 ボイド （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-2-3 アント （自然界のサンプル／コード／デザイン応用）
3-2-4 遺伝的アルゴリズム/進化的プログラミング→Garapagos
４章
原理の発想と形態の造形をつなぐ方法、その実例集
（デザインへの応用のコツ、面白い事例集）
おわりに
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- 「メディアとしてのPC」「ツールとしてのPC」「コンピュータとしてのPC」
- 計算とは？
- コンピュータライゼーションとコンピュテーション
- ツール・メーカーとツール・ユーザー
- コードと生物
- コードとファブリケーション
- DNA
- RNA
- リボゾーム
- アミノ酸
- ペプチド鎖
- タンパク質
- 情報と物質
- ビット列 ビット列の不思議な和
- hello world
- QRコード
- 課題：ゲノム配列を２次元／３次元の表現に物質化せよ。
CAAGAGAGCTGAGCTTGGAGAAACTCGATCTTCCAGTTCTACGTAGCTCGAGGCGGGAAGGCATCACACC ATAAATGCGCATGCACACGCGCACCTTGAAGGCTGGGCTTTTCTCAGCGAGCTCAGAGGCTCTCGTGAGA TTTCATCCTTAGTCTCGCTCTTCTGCCCCTTCCCCCACAAGACACAGGTTTTCCCTCCGAAAAACCACAC CCGGAAGCGTGTCACTCAATCCCCACAACAGCGTGCGTGCCCTTTGCAATCTGCGCAGTCCCCAACATCA CACATATGCACATTCTAGCCCTCCAATCTCTAGGGTTGTGTGAATGTGCCTCCCCACCGATCCGATCCCT AAGAACAGAAGACCTCTAGACAATCGAAACTGCAGCATCAAAAGCATCACAGCACATACAATCACAAACT TTATGTGTCTCCTAGCCTGTCCAATCCCCCACT
- 課題：”Hello World”を２次元／３次元の表現に物質化せよ。
- (後のフォールディングの課題に続く)
- ツマミ（回転）
- スライダー
Processing + ControlP5
Grasshopper
Hiramoto MasterThesis (Fab Chair)
Script
・・・・・
[Discussion/Conversation]
Constraints?-driven
Ｆｏrm-Exploration/Functional-Exploration
可能空間
Possible Space for Exploration within the boundary of possibility
Evaluation
—————————-
Evaluation <=> Constraints
—————————-
解空間
Solution Space
number of optimal possibility
Exploration vs Contraints?
Parametic-Modelling Modelling
Relation-Based Modelling?
- コードとしてのスケッチ
- 花をスケッチする
- モジュールに分解する
- ランプシェードを作る
Grasshopperの整理
-横軸は処理の手順(プロセス)
-縦軸はパラメータ（操作要素)
-まとまりのある領域を、グループセレクションで背景に色をつける
-テキストタグ, テキストボックスでコメントをつける
コードを他の人に分かるようにすること
「理解を伝える」ためのコードでもある
-「まとめ（集約）スライダー」の必要性
– 椅子によって異なるパラメータのとりかた（モデリング戦略)
-かたちのロジックと、ファブリケーションのロジック
Rhino+Brasilでレンダリング
ホワイト・アウトした絵本のようなレンダリング技法(Rhino + Brasil)
(1) Brazil->Render Settings->Load->STUDIO HDR
(2) レンダリング->Ground Plane Settings
(3) オブジェクトをZ=0以上の場所に置く