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Centro Universitรกrio Belas Artes University Extension

DIGITAL DESIGN PROCESSES

PARAMETRIC MODELING and DIGITAL FABRICATION

Sรฃo Paulo Semester 01, 2015


SUMÁRIO Introdução Computação é a Força Motriz dos Tempos Atuais Um Novo Pensamento Emergente Design e Fabricação Digital Design Digital de CAD para AAD O Super MDF masisa Catenárias O Kangaroo O Componente Springs a Definição Considerações finais Resultados Bibliografia

Todos os arquivos .gh e os arquivos .3dm estão disponíveis em: https://drive.google.com/folderview?id=0BzW8pBl8SuF7flI5RGRtM1hHN1dnemNRbVEtU0g3Q1JtYkFmY003QldsZG1ndXBoMlA1cW8&usp=drive_ web Para mais informações: denivaldopereira@uol.com.br


CONTENTS Introduction Computing is the Driving Force of Modern Times A new emerging thought Digital design and Manufacturing Digital Design From CAD to AAD The Super MDF Masisa Catenary The Kangaroo The Springs Component The Definition Final Considerations Results Bibliography

All .gh files and .3dm files available here: https://drive.google.com/folderview?id=0BzW8pBl8SuF7flI5RGRtM1hHN1dnemNRbVEtU0g3Q1JtYkFmY003QldsZG1ndXBoMlA1cW8&usp=drive_ web Furthermore information: denivaldopereira@uol.com.br


Denivaldo Pereira Leite

Arquiteto e urbanista pelo Centro Universitário Belas Artes de São Paulo, onde atualmente é professor e coordenador do FabLab, mestre pela Universidade Presbiteriana Mackenzie e atualmente doutorando em Tecnologia de Informação aplicada a Arqutietura e Design

Denivaldo Pereira Leite is Architect graduated at Centro Universitário Belas Artes de São Paulo, where is currently Professor and Coordinator of the FabLab, master at the Mackenzie University and currently PhD student in Information Technology aplied to design and architecture

Ricardo Coji de Siqueira Ferreira

Formado como técnico em informática pelo Instituto Federal da Bahia, em 2012. Cursando o 5º semestre em Arquitetura e Urbanismo no Centro Universitário Belas Artes. Trabalhei como monitor durante dois semestres no Laboratório de Maquetaria, e trabalho como monitor no Laboratório de Fabricação Digital / FABLAB. Aprovado no Ciências Sem Fronteiras para Nova Zelândia, e estudarei na University of Auckland durante dois semestres.

Graduated as IT Technician in Instituto Federal da Bahia, in 2012. Architecture and Urbanism student. Studying the 3º year in the Centro Universitário Belas Artes. Already worked as a monitor during two semesters in the Laboratory of Mockup, and is concluding one more semester in the Laboratory of Digital Fabrication / FABLAB. Was approved in the Science without borders to New Zealand, and will study in the University of Auckland for 1 year.

Ricardo Coji de Siqueira Ferreira

Sou formado como técnico em informática pelo Instituto Federal da Bahia, em 2012. Estou cursando o 5º semestre em Arquitetura e Urbanismo no Centro Universitário Belas Artes. Já trabalhei como monitor durante dois semestres no Laboratório de Maquetaria, e atualmente estou concluindo o primeiro semestre como monitor no Laboratório de Fabricação Digital / FABLAB. Fui aprovado no Ciências Sem Fronteiras para Nova Zelândia, e estudarei na University of Auckland durante dois semestres.

Graduated as IT Technician in Instituto Federal da Bahia, in 2012. Architecture and Urbanism student. Studying the 3º year in the Centro Universitário Belas Artes. Already worked as a monitor during two semesters in the Laboratory of Mockup, and is concluding one more semester in the Laboratory of Digital Fabrication / FABLAB. Was approved in the Science without borders to New Zealand, and will study in the University of Auckland for 1 year.


Tendo abandonado o discurso do estilo, a arquitetura de vanguarda tem como característica sua capacidade de tomar vantagem das conquistas específicas da mesma modernidade: as inovações oferecidas pela ciência atual e sua tecnologia. A relação entre novas tecnologias e nova arquitetura podem conter um banco de dados fundamental que é referenciado ao que há de mais novo em termos de construção, tão fundamental para constituir um campo novo que motive a figuração de novas arquiteturas Ignasi Solà-Morales


Having abandoned the discourse of style, the architecture of modern times is characterized by its capacity to take advantage of the specific achievements of that same modernity: the innovations offered it by present-day science and technology. The relationship between new technology and new architecture even comprises a fundamental datum of what are referred to as avant-garde architectures, so fundamental as to constitute a dominant albeit diffuse motif in the figuration of new architectures Ignasi SolĂ -Morales


INTRODUÇÃO O Centro Universitário Belas Artes de São Paulo inaugurou, em Fevereiro de 2015, seu primeiro Laboratório de Prototipagem Rápida e Fabricação Digital e, dentro de um cronograma interno de adequação da base curricular às novas realidades da produção contemporânea nas áreas de Arquitetura e Design Industrial, deu-se início a esta pesquisa que tem como objetivo geral a construção de um abrigo responsivo a ser montado em área de propriedade da Instituição, empregando processos de projeto e fabricação digitais. Embora o projeto do abrigo ainda não tenha sido completamente desenvolvido, o presente trabalho apresenta avanços nas áreas de fabricação digital com experiências na construção de arcos catenários, utilizando-se placas de mdf resistentes à água, que servirão de base para a construção final do referido abrigo. Para utilizar chapas planas na fabricação de objetos que possuem formas curvas, o grupo se deparou com uma série de problemas na modelagem dos arcos (que tomou como base um algoritmo gerado em Grasshopper), uma vez que existiam diversas superfícies de dupla curvatura, fato que incrementaria muitas horas extras de usinagem ao processo de fabricação, devido a questões específicas do tipo de software gerador de Gcode fornecido pela Instituição (VCarve). Neste artigo, o grupo apresenta suas soluções para fabricar digitalmente arcos catenários que associem rigidez estrutural, sistemas de encaixe que dispensem o uso de pregos, parafusos ou cola e a utilização de modelagem paramétrica. A nossa fonte de inspiração, sem dúvida foram as experiências de form finding levada por arquitetos como Luigi Moretti, Frei Otto e Anthony Gaudi. Não que estas referencias tenham surgido inicialmente em nossos objetivos. O que imaginávamos era exatamente trabalhar com fabricação digital e criar formas utilizando princípios de programação visual e geometria associativa. Em poucas palavras, queríamos usar o Grasshopper e debutar no campo da arquitetura e design paramétricos. Tínhamos disponíveis equipamentos mais que suficientes para produzir o abrigo, mas faltava a todos a experiência com este tipo de linguagem e metodologias de trabalho, tão logo apresentamos aqui o que conseguimos produzir em um período muito curto de tempo, exatamente entre 19 de Fevereiro de 2015 até 04 de Maio do mesmo ano. Ou mais precisamente 73 dias. Foi este o prazo para nos ambientar com as ferramentas e gerar uma pesquisa que conduzisse nosso trabalho. Não foi preciso ir muito longe, afinal de contas graças ao senso coletivo que impera na comunidade Grasshopper mundial, tivemos a sorte de contar com a generosidade de inúmeras pessoas, e facilmente percebemos quais seriam as referências diversas e quais caminhos deveriam ser trilhados de forma a conquistarmos nossos objetivos, que infelizmente ainda não é nesta edição que o apresentaremos... Observamos o interesse de diversos colegas em estudar catenárias, e acreditamos que isso deu o start conceitual que o grupo necessitava. Tais pesquisas além de apontarem geometrias e questões estruturais diversas, também serviram de base para ancorarmos nossos conhecimentos no campo do form-finding digital, que tem sido linha de pesquisa de muitos colegas, de acordo com o que podemos notar nas publicações do CUMINCAD, e tema fartamente explorado nos vídeo tutoriais que acessamos para compor nosso material. A tarefa foi interessantíssima, pois além do grupo ter acesso a equipamentos necessários para o trabalho, ótimas estações de trabalho, router, máquina de corte a laser e impressoras 3d, tínhamos uma quantidade generosa de MDF, dada a parceria que a Belas Artes fez com a Masisa. A conta fechou da seguinte forma: desejávamos construir um abrigo, nosso material era o Super MDF Masisa, resistente a intempéries, e poderíamos gerar formas complexas, capazes de adaptar nosso objeto perfeitamente ao entorno imediato e seguindo parâmetros de insolação, ventilação,


INTRODUCTION The Centro UniversitĂĄrio Belas Artes de SĂŁo Paulo inaugurated in February 2015, its first Laboratory of Rapid Prototyping and Digital Manufacturing and within an internal timeline adequacy of the curricular base to the new realities of contemporary production in the fields of Architecture and Industrial Design, It was initiated this research that has the general objective to build a responsive shelter to be assembled employing process design and digital manufacturing. Although under the project has not yet been fully developed, this paper presents advances in digital manufacturing with experience in the construction of catenary arches, using MDF boards resistant to water, as a basis for the final construction of a shelter. For use in manufacturing flat sheets to make objects that have curved shapes, the group encountered a number of problems in the modeling of the arcs (which was based on a generated algorithm Grasshopper), since there were many surfaces with a double curvature, a fact that would increase many extra hours of miling to the manufacturing process, due to specific issues of the generator type of software Gcode provided by the institution (VCarve). In this article, the group presents its solutions for manufacturing digitally catenary arches linking structural rigidity, without nails, screws or glue and the use of parametric modeling. Our source of inspiration undoubtedly been the finding form experiments carried by architects such as Luigi Moretti, Frei Otto and Anthony Gaudi. Not that these references have appeared originally on our goals. What we thought was just working with digital manufacturing and create forms using the principles of visual programming and associative geometry. In short, we wanted to use the Grasshopper and debut in the field of parametric architecture and design. We had more than enough equipment available to produce a shelter, but lacked all the experience with this type of language and working methods, as soon we present here what produced in a very short period of time, exactly between February 19, 2015 up to 04 May of the same year. Or more precisely 73 days. This was the time to acclimate ourselves with the tools and generate research that led our work. After all, we as group would like to thanks to the collective sense that prevails in the Grasshopper community, we were fortunate to count on the generosity of countless people, and easily realize what are the various references and which paths should be trodden in order to we achieve our goals, which unfortunately is not yet in this issue that the present ... We see interest from many colleagues in studying catenary, and we believe that this gave the conceptual start that the group needed. These studies also point out geometries and various structural issues, also served as the basis to anchor our knowledge in the field of digital form-finding, which has been online research of many colleagues, according to what we can see in CUMINCAD publications, and theme amply explored in the video tutorials we access to compose our material. The task was interesting, because besides the group have access to equipment needed for the job, great workstations, router, laser printers and 3D cutting machine, we had a generous amount of MDF, given by the partnership between the Belas Artes and Masisa. We wanted to build a shelter, our material was the Super MDF Masisa, weather resistant, and could generate complex shapes, able to adapt our perfectly object to the immediate surroundings and following heat stroke parameters, ventilation, analyzing an amount variables hitherto only known for readings and empirical exercises we were doing prior to this activity. The material in question is extremely interesting for the distribution of compressive stresses, since we eliminate torsion, bending and traction. Thus, we had parameters relating to the site, and the material we had available. Of course, we find in the catenary geometry as an interesting answer to our initial question: to deliver stability to


analisando uma quantidade de variáveis até então apenas conhecida pelas leituras e exercícios empíricos que realizávamos antes da presente atividade. O material em questão é extremamente interessante para distribuição de esforços de compressão, desde que eliminássemos esforços de torção, flexão e tração. Desta forma, tínhamos parâmetros relativos ao local, e ao material que tínhamos disponível. Naturalmente, encontramos em geometrias como a catenária uma resposta interessante para nossa questão inicial: como entregar estabilidade a nossa estrutura. Esta variável, foi a que o grupo teve condições de trabalhar ao longo destes 116 dias. Inicialmente, o grupo necessitou realizar uma pesquisa sobre a aplicação de conceitos geométricos e matemáticos relativos ao arco catenário. Informações iniciais como a corriqueira presença deste tipo de geometria e o fato da mesma ser muito parecida como o arco parabólico foram muito interessantes e ilustraram bem a conceituação sobre o assunto, bem como analisar suas aplicações tanto na arquitetura como no design. Um dos arquitetos que mais explorou essa forma foi Antony Gaudi, inclusive na famosa construção da Sagrada família; também devemos destacar as experiências do engenheiro uruguaio Eladio Dieste. No design os projetos e produtos são mais escassos, mas ainda sim estão presentes e mostram sua eficiência e elegância. A compreensão da distribuição dos esforços em um arco desta natureza, porém foi muito importante, uma vez que é gerada pela ação da gravidade sobre um cabo suspenso apenas por dois pontos distintos e afastados (sejam eles alinhados ou não). Um arco catenário é descrito a partir da distribuição igual do peso por toda a sua extensão. Quando a catenária obtida é invertida, sua estrutura mostra muitas propriedades estruturais e formais, como o fato de se auto sustentar e distribuir muito bem esforços de compressão, minimizando flexões que são indesejadas para o tipo de material adotado (no caso as chapas de mdf). Estas informações orientaram o grupo a utilizar o plug-in do Grasshopper conhecido por simular movimento de partículas, o Kangaroo. Anterior à compreensão clara destes conceitos, o grupo estava utilizando o componente “Catenary”, nativo do Grasshopper. A utilização deste plug-in potencializou a criação destes arcos utilizando pontos não alinhados e testes de diversas possibilidades visuais. Além da geração do próprio arco, o Kangaroo resolveu o problema de geração de geometrias com dupla curvatura uma vez que permitiu que o trabalho passasse a ser desenvolvido com o emprego de meshes ao invés de surfaces. O desenrolar das experiências apresentou a necessidade de criar um sistema de subdivisão que permitisse a acomodação de partes dos arcos nas chapas de mdf, que são fornecidos em dimensões de 2500 mm por 1250 mm e a espessura até então adotada foi a de 15 mm. Para tal tarefa, foi imprescindível a utilização de outro plug-in para Grasshopper, neste caso o Weaverbird, que cria subdivisões em meshes de maneira prática e eficaz, poupando muito tempo de programação no processo como um todo. Durante a fase conceitual do trabalho, outro elemento importante a ser destacado foi a utilização de impressão 3D, usando filamentos de ABS para gerar modelos físicos em escala reduzida e o emprego de uma máquina de corte a laser. Tal procedimento possibilitou ao grupo uma interação maior com os modelos estudados, testes com os sistemas de encaixe e solução de questões relativas ao visual dos elementos estudados, para que além de rígidos pudessem ter design atraente. Adotou-se um modelo constituído pela triangulação, em forma de treliça, de uma faixa de largura variável, aplicável a diversas possibilidades em design e arquitetura. Após algumas decisões e com base nos modelos em escala reduzida, partiu-se para a fabricação, utilizando um sistema de router CNC para testes dos encaixes em escala natural, mas com o uso de mdf comum para evitar desperdício de material, uma vez que as chapas do mdf a prova d’água possuem custo muito elevado. Observando a resposta do material aos esforços submetidos pela estrutura, foram geradas inúmeras alterações


our structure. This variable was that the group was able to work over these 116 days. Initially, the group needed to conduct a research on the application of geometric and mathematical concepts for the catenary arch. Initial reports as commonplace presence of this kind of geometry and the fact that it is look alike the same as the parabolic arch were very interesting and well illustrated the concept about it and analyze their applications both in architecture and in design. One of the architects who most exploited this way was Antony Gaudi, including the famous building of the Sagrada FamĂ­lia; we should also highlight the experiences of the uruguayan engineer Eladio Dieste. In design projects and products are scarce, but still are present and show their efficiency and elegance. Understanding the distribution of the efforts in an arc of this nature, however it was very important, since it is generated by gravity on a cable suspended only by two distinct and distant points (whether aligned or not). A catenary arch is described from the equal distribution of weight throughout its length. When the catenary obtained is reversed, its structure shows many structural and formal properties, such as the fact that self sustaining and distributing fine compressive stresses, minimizing crunches that are unwanted for the adopted type of material (in this case the MDF plates) This information guided the group to use the Grasshopper plug-in known to simulate particle motion, the Kangaroo. Prior to clear understanding of these concepts, the group was using the component “Catenaryâ€? native Grasshopper. Use of this plugin enhanced the creation of these arcs using non-aligned points, and visual testing various possibilities. In the generation of the arc itself, Kangaroo solved the problem of generation of double-curved geometries since it allowed to pass the job to be developed with the use of meshes instead of surfaces. The conduct of the experiences presented the need for a subdivision system that would allow the accommodation of parts of the arches on MDF plates, which are supplied in dimensions of 2500 mm by 1250 mm and the thickness hitherto adopted was that of 15 mm. For this task, it was essential to use other plug-in Grasshopper, in this case Weaverbird establishing subdivisions in meshes on practical and effective way, saving a lot of programming time in the process as a whole. During the conceptual phase of the work, another important element to be highlighted was the use of 3D printing, using ABS filament to generate small-scale physical models and the use of a laser cutting machine. This procedure enabled the group greater interaction with the studied models, testing the docking systems and solving issues related to the studied visual elements, so that besides hard could have attractive design. Adopted a model made by triangulation, in the form of lattice, a variable bandwidth, applicable to different possibilities in design and architecture. After some decisions and based on reduced scale models, left to manufacture, using a CNC router system for testing of full-scale recesses, but with the use of common MDF to avoid waste of material, since the MDF sheets of waterproof feature very high cost. Looking the response of the material to the efforts undergone by the structure, it generated numerous changes in the shapes of fitting the methods of generating the codes. After initial models with joint systems, which showed failure after full-scale test, for not keeping adequate structural rigidity characteristics, the group went on to test various other solutions. Among those more successful, we highlight here the development of an external rib structure as, like an exoskeleton, which is the basis for sustaining trusses. This structure allowed a more homogeneous distribution of loads throughout the material. The lattices, in turn, were machined from a single piece, a fact that reduces the internal bending moments as well as their twists. As the work is still in progress and in line with expectations of the group this year, studies in plug-ins for Grasshopper to do finite element analysis will be needed for the perfect design of the pieces. Currently, the research has


nas formas de encaixe e métodos de geração dos códigos de usinagem. Após modelos iniciais com sistemas de juntas, que mostraram fracasso após a usinagem em escala natural, por não manter características de rigidez estrutural adequadas, o grupo passou a testar diversas outras soluções. Dentre aquelas melhor sucedidas, destaca-se aqui o desenvolvimento de uma costela externa como estrutura, como um exoesqueleto, que serve de base para sustentação das treliças. Esta estrutura permitiu uma distribuição mais homogênea das cargas ao longo de todo o material. As treliças, por sua vez, foram usinadas em uma peça única, fato que diminui os momentos fletores internos, bem como suas torções. Como o trabalho ainda está em andamento e dentro das expectativas do grupo ao longo deste ano, estudos em plug-ins para Grasshopper que façam análise de elementos finitos serão necessários para o perfeito dimensionamento das peças. Atualmente, a pesquisa tem realizado estudos e testes com o Karamba e o Millipede, mas ainda sem resultados significativos a serem divulgados. Como conclusão parcial, o grupo pode mencionar que mesmo com o pouco tempo de experiência e de vida do Laboratório de Fabricação Digital de nossa Instituição, as modificações na condução do processo criativo foram substanciais, devido à utilização de processos de fabricação digital. Os equipamentos estavam à disposição do grupo apenas fora dos horários de aula da graduação, mas permitiram que testes pudessem ser feitos quase que simultaneamente ao desenvolvimento de soluções e, assim, erros e defeitos encontrados nos modelos montados como testes puderam ser melhor analisados. Desta forma, a fabricação digital entregou qualidade e agilidade ao processo de uma maneira geral e este fato é indiscutível. Porém, a qualidade do software que gera os Gcodes para os sistemas CNC é fundamental para aperfeiçoar o processo como um todo. A utilização do software VCarve tem ajudado nos processos de usinagem, mas o grupo compreende que existem outras soluções disponíveis no mercado, que testes com outras opções devem ser feitos e para tal já encaminhou solicitação para aquisição de novas opções. Com o processo de trabalho digital, o grupo pode tirar algumas conclusões inicias, relevantes. Inicialmente, a ideia de que fabricação e projeto são mundos distintos em fluxos analógicos de trabalho, de fato cai por terra. Para um sistema de informação, a materialidade é um dado e como tal, é um elemento do mundo virtual. Os sistemas de informação são virtuais. Já a fabricação, seja de qualquer elemento, por métodos completamente manuais ou utilizando máquina mecânica é ligado à materialidade, ao mundo real. Máquinas controladas por computador conseguem associar estes mundos distintos e as consequências para os envolvidos na fabricação de objetos (mesmo um arco catenário) são muitas. Desde o funcionário do piso da fábrica que perdeu seu posto de trabalho devido às características dos sistemas de produção digital, ao arquiteto ou designer que tiveram que se adaptar a novas maneiras de projetar que não mais somente a mão, todos sofreram ou se beneficiaram das inovações tecnológicas. Levando-se em conta o processo de trabalho digital, feito em um Laboratório de Fabricação Digital como ao que este grupo tem acesso, pode-se dizer que a maioria do que for preparado em um ambiente virtual pode migrar para o mundo real. Com a possibilidade de trabalhar dados digitalmente (computar), a quantidade de variáveis que os profissionais de arquitetura e design podem incluir em seu processo de trabalho são muito maiores. O distanciamento entre o designer e o engenheiro pode deixar de existir. O profissional ligado à área de arquitetura e design, adotando processos de projeto e fabricação na era digital, pode trabalhar elementos que eram mais ligados a outras áreas do conhecimento, em outros períodos da história. Uma infinidade de campos de conhecimento deve ser considerada como variável em uma base de dados que pode gerar a forma dos objetos que utilizamos em nosso cotidiano.


conducted studies and tests with Karamba and Millipede, but still no significant results to be disclosed. As a partial conclusion, the group may mention that even with little time and life experience of the Laboratory of Digital Manufacturing of our institution, changes in the conduct of the creative process were substantial due to the use of digital manufacturing processes. The equipment was available to the group just outside the graduation class times but allowed tests could be done almost simultaneously with the development solutions and thus errors and defects found in models assembled as tests could be better analyzed. Thus, the digital manufacturing delivered quality and speed of the process in general and this fact is indisputable. However, the quality of the software that generates the Gcodes for CNC systems is crucial to improve the process as a whole. The use of VCarve software has helped in milling processes, but the group understands that there are other solutions available in the market, which tests with other options should be made and such has already sent request for acquisition of new options. With the digital work process, the group may draw some initial conclusions relevant. Initially, the idea that manufacturing and design are distinct worlds in analog workflows, indeed falls apart. For an information system, materiality is a fact and as such is an element of the virtual world. Information systems are virtual. Already the manufacturing, whether any element, for completely manual methods or using mechanical machine is connected to the materiality, the real world. Computer-controlled machines can associate these different worlds and the consequences for those involved in the manufacture of objects (even a catenary arch) are many. From the factory floor employee who lost her job due to the characteristics of digital production systems, the architect or designer who had to adapt to new ways to design that not only the hand, all suffered or benefited from innovations technology. Taking into account the digital work process, done in a Digital Fabrication Laboratory as to what this group has access, it can be said that most of what is prepared in a virtual environment can migrate to the real world. With the possibility of working data digitally (computing), the amount of variables that architecture and design professionals may include in their work process are much higher. The gap between the designer and the engineer may cease to exist. Professional connected to the field of architecture and design, adopting design and manufacturing processes in the digital age, you can work elements that were more connected to other areas of knowledge, in other periods of history. A multitude of fields of knowledge should be considered as a variable in a database that can generate the shape of objects we use in our daily lives.


No curso de arquitetura, a única coisa que não fazemos é arquitetura. Aprendemos a ler, interpretar, representar e a pensar o espaço arquitetônico, mas arquitetura mesmo, não fazemos nenhuma Nestor Goulart dos Reis


During the studies to be an architect, the only thing tha we don’t do is architecture. We learn how do read, to intepretate, to think and representate the architecture space, but architecture we don’t do. Nestor Goulart dos Reis


Desde a revolução industrial o conhecimento e as habilidades necessárias para fazer projetos de arquitetura e design industrial tem-se adaptado as incessantes novidades que anualmente a indústria disponibiliza. Desde a década de 1780, marco histórico da revolução industrial segundo Eric Hobsbawn, arquitetos e designers tiveram a incumbência de criar objetos mais eficientes sob os mais diversos aspectos e amparando-se nas tecnologias emergentes de cada período, conseguiram não somente produzilos como também resolveram o problema das grandes escalas necessárias para aplacar a demanda por bens diversos. Ao longo destes 234 anos de história da indústria moderna, podemos destacar diversos momentos em que grupos de artistas, arquitetos e designers propagavam novas formas de projetar e de construir: muitas vezes chocando a opinião pública num primeiro momento, mas depois de assimilada pelas vozes mais receosas, tornavamse ideias institucionalizadas e de prática comum e reconhecida por diversos grupos, inclusive contrários. De acordo com o que detectamos a partir de revisões bibliográficas, observamos fenômenos que datam da virada dos séculos XX para XXI e que apontaremos ao longo deste breve ensaio. Especialmente falando da virada do século XX para XXI, devemos ressaltar inovações no campo das ciências da comunicação e informação que influenciaram a maneira como organizamos nossos dados e talvez possamos apontar a ruptura de um grande baluarte até então conhecido: a desintegração da dupla constituida por informação e suporte. No livro “Being Digital”, publicado em 1995 e de autoria de Nicholas Negroponte, há a ideia da substituição do átomo para o bit. Neste conceito percebemos a desintegração da informação em relação ao suporte. Antes da rede que interliga nossos computadores, a informação estava inserida em um suporte constituído por um elemento físico indissociável. Na era digital a informação separou-se do suporte: posso acessar o mesma informação mas com suportes diferentes, como meu notebook, desktop, celular ou tablete. O átomo não é mais o guardião da informação e, desta forma, se armazeno meus trabalhos no disco rígido de meu lap top, talvez

COMPUTAÇÃO É A FORÇA M


MOTRIZ DOS TEMPOS ATUAIS

COMPUTING IS THE DRIVING FORCE OF MODERN TIMES Since the industrial revolution the knowledge and skills needed to make projects of architecture and industrial design has been adapted to the incessant news that annually the industry offers. Since the 1780s, landmark of the industrial revolution according to Eric Hobsbawm, architects and designers had the task of creating more efficient objects under the most diverse aspects, and supporting her in emerging technologies of each period, could not only produce them but also solved the problem of the large scales needed to placate the demand for various objects. Over the 234 years of history of modern industry, we can highlight several times when groups of artists, architects and designers, propagating new ways to design and build: often shocking public opinion, at first, but after assimilated by most fearful voices, became institutionalized ideas and common practice and recognized by several groups, including opposites. And according to what we detect from literature reviews, we observe phenomena dating from the turn of XX to XXI, and that we will point throughout this short essay. Especially talking about the turn of the century XXI, we must emphasize innovations in the field of communication sciences and information that influenced the way we organize our data, and maybe we can point the rupture of a large bastion hitherto known: the disintegration of double consisting for information and support. In the book “Being Digital” published in 1995 and authored by Nicholas Negroponte, there is the idea of ​​the atom replacement for the bit. In this concept, we see the disintegration of information relative to the support. Before our computers network, the information was inserted in a support, consisting of an inseparable physical element. In the digital age, the information is separated from the support, so I can access the same information but with different supports, as my notebook, desktop, mobile phone or tablet. The atom is no longer the guardian of information, and thus, if I store my work on the hard drive of my lap top, perhaps this equipment has a monetary value not only by the electronic components associated with it, but also by the work that was developed in Last month, if not use the cloud to store. The information is not tangible ... But what are the consequences for the designer and architect in this process as a whole? If we think design as a


este equipamento tenha seu valor monetário não apenas pelos componentes eletrônicos associados a ele, e sim pelo trabalho que foi desenvolvido no último mês, caso não utilize uma nuvem. A informação não é mais tangível. Mas quais as consequências para o designer e arquiteto neste processo como um todo? Será que se pensarmos design como um processo de materialização de um conjunto de informações em um objeto físico, até que ponto a desmaterialização da informação de átomo para bit modifica efetivamente a maneira como projetamos nossos produtos e edifícios? A nova classe de edifícios e produtos que surgiu na era digital costitue uma classe única de objetos, o que nos leva a acreditar que o design digital é um fenômeno capaz de modificar a maneira como projetamos e fabricamos, a ponto de causar o mesmo furor que causou o Movimento Moderno do início do século XX em termos conceituais.

UM NOVO PENSAMENTO EMERGENTE Em Dezembro de 1995, John Frazer escreveu um texto intitulado “The Architectural Relevence of Cyberspace” que abordava as relações entre a arquitetura e linhas de raciocínio derivadas de novas tecnologias. Frazer nos mostrou como uma nova consciência emergiu com profundas implicações para a arquitetura e o design. Segundo Frazer, a internet é um mundo paralelo ao nosso compreendido no que ele conceituou como ciberespaço, sustentado pela existência de computadores interligados que abrigam a manifestação de profundas modificações culturais e tecnológicas que foram capazes de reformular nossas visões do mundo a partir de meados da década de 1990. Mudou nossa percepção das coisas onde trocamos nossa percepção de um universo de objetos para focar-nos nas relações entre tais objetos, que é a característica mais paradigmática da mudança de cenário na virada do século XX para XXI. O mais importante passou a ser o processo, e não o objeto, e por diversas razões. O novo século é descentralizado, dessincronizado, diverso, simultâneo, anárquico, customizado e as chaves conceituais para tais mudanças são a informação, sustentabilidade, participação e demais propriedades emergentes. Estes fenômenos constituem uma mudança social e tecnológica trabalhando para a reversão


process of materialization of a set of information on a physical object, to what extent the dematerialization of information, atom to bit, effectively changes the way we design our products and buildings? The new class of buildings and products that emerged in the digital age, are a single class of objects, which leads us to believe that digital design is a phenomenon able to change the way we design and manufacture. It can cause the same furor that caused the Modern Movement of the early twentieth century, in conceptual terms.

A NEW EMERGING THOUGHT In December 1995, John Frazer wrote a text entitled “The Architectural Relevence of Cyberspace� that addressed the relationship between architecture and lines of reasoning derived from new technologies. Frazer showed us how a new consciousness emerged with profound implications for architecture and design. According to Frazer, the internet is a parallel world to ours, we understood what he conceptualized as cyberspace, supported by the existence of interconnected computers, that host the manifestation of deep cultural and technological changes that have been able to reshape our views of the world from the middle 1990s. It changed our perception of things, where we change our perception of a universe of objects, to focus on the relationships between such objects, which is the most paradigmatic feature of the change of scene at the turn of the twentieth century to XXI. Now, the most important is the process, not the object, and for many reasons. The new century is decentralized, out of sync, diverse, simultaneously, anarchic, customized and the conceptual keys to such changes are information, sustainability, participation and other emergent properties. These phenomena constitute a social and technological change working for the reversal of our decisions, including policies. We should emphasize that such paradigmatic change are not only in how we see the future, but also the way we look and understand our past. When we migrate the atoms to bit’s, and connect our data processing systems over the internet, we democratize the access to information. With the increased ability to transmit more bits everyday, the advantages in distributing information around the world made possible that we were not only receivers but also put us


de nossas decisões, inclusive políticas. Devemos ressaltar que tais mudanças paradigmáticas estão não apenas na maneira como enxergamos o futuro, mas como olhamos e compreendemos nosso passado. Ao migrarmos de átomos para bits e interligarmos nossos sistemas de processamento de dados através da internet democratizamos o acesso a informação. Com o incremento da capacidade de transmitir mais bits por segundo a cada novo dia, as vantagens em distribuir a informação pelo mundo possibilitou que não fossemos apenas receptores, mas também nos colocou como emissores de informação graças aos constantes desdobramentos do mesmo aumento no trânsito de bits. Desta forma, reforçamos a coexistência de uma nova Inteligência Coletiva, que Cristopher Hight e Chris Perry apresentaram na edição de outubro de 2006 da revista AD. Pierre Levy trabalhou o mesmo conceito, ampliando seu sentido não apenas como um objeto cognitivo, mas para além da compreesão de seu senso etimológico de junção, de proximidade, como unindo não apenas ideias, mas pessoas e construindo uma sociedade. A colaboração não emerge de dois autores isolados em uma voz uníssona e sim ligado a ideia da proliferação que cria o coro de uma multidão. Se analisarmos o fenômeno da internet e seus efeitos mediante uma população cada vez mais plugada, a distribuição de informações pelo globo perfeitamente pode modificar uma série de atividades humanas, inclusive o design e a arquitetura. O grande fluxo de informação possibilitou o estreitamento entre as disciplinas: a transdisiplinaridade é uma característica das novas sociedades baseadas no trânsito de informação. Por este prisma, a ligação entre informática, telecomunicações e novas organizações sociais, políticas e econômicas sugerem que a tradicional divisão nas áreas do design, que ocorreu nos séculos anteriores e que colocaram as habilidades de quem constrói e de que concebe em profissões distintas, tende a desaparecer e sere substituída por diferentes organizações de conhecimento e prática. O intercâmbio interdisciplinar de práticas descentralizadas está emergindo para reposicionar e fornecer novo ferramental para os profissionais de arquitetura e design de forma a engajá-los na solução de problemas não convencionais, questões complexas das forças do local, questões inerentes a sustentabilidade e processos de manufatura digital. Marshall McLuhan já chamava a atenção desde a década de


as information transmitters, thanks to the constant developments of bits traffic. In this way, we reinforce the coexistence of a new Collective Intelligence, which Christopher Hight and Chris Perry presented in the October 2006 in an issue of AD magazine. Pierre Levy worked the same concept, broadening their meaning not only as a cognitive object, but beyond the understanding of its etymological sense junction, proximity, such as uniting not only ideas, but people and building a society. Collaboration does not emerge from two authors isolated in a united voice, but on the idea of ​​proliferation, that creates the chorus of a crowd. If we analyze the phenomenon of the internet, and their effects in an increasingly plugged population, the distribution of information across the globe can seamlessly modify a range of human activities, including design and architecture. The large flow of information enabled the narrowing between the disciplines: this way to learn is a feature of the new companies based on traffic information. In this light, the connection between information technology, telecommunications, and new social, political and economic organizations, suggest that the traditional division in the areas of design, which occurred in previous centuries and put the skills of those who build and those who conceived in different professions , tends to disappear and be replaced by different organizations of knowledge and practice. The interdisciplinary exchange, with decentralized practices, are emerging to reposition and provide new tools for professionals in architecture and design in order to engage them in solving problems unconventional, complex issues of local forces, inherent sustainability issues and processes digital manufacturing. Marshall McLuhan drew attention from the 1960s to the emergence of new social organizations based on the principles of decentralization and community. In part, McLuhan based his theory in technologies in telecommunication that is already available, and commented on the emergence of a “global village”. The communication and information technologies not only expanded pre-existing social orders, but potentialized the human capacity for reasoning with automatons modes of production, and this led to profound paradigm shifts, which create discussions for at least 50 years, since the discussion about the revisions to the processes of the 1960s, perhaps here we venture from the beginning of postmodernity. We live under the aura of a large network of Collective


1960 para o surgimento de novos organismos sociais baseados nos princípios de descentralização e coletividade. Em partes, McLuhan, que embasava-se nas já disponíveis novidades das telecomunicações, comentava sobre o surgimento de uma “vila global”. As tecnologias de comunicação e informação não apenas ampliaram ordens sociais pré-existentes, mas potencializaram a capacidade humana de raciocínio com modos autômatos de produção e isso acarretou mudanças paradigmáticas profundas que acaloram debates há pelo menos 50 anos desde o início da discussão de revisões de processos da década de 1960, talvez, aqui possamos arriscar, desde o início da pós-modernidade. Vivemos sob a áurea de uma grande rede de Inteligência Coletiva diariamente, que não é simplesmente técnica, mas também explicitamente política e por extensão social. Basta perguntar a nós mesmos quantas coisas (das mais úteis ou inúteis) aprendemos acessando sistemas de busca da internet como o Google. Aliás, no processo de projeto digital utilizado por nós para desenvolver a presente pesquisa e construção do arco catenário, o conhecimento foi todo absorvido por diversas vídeo aulas disponíveis na rede e muitos dos contatos feitos na Europa para absorção de informações em viagens realizadas por integrantes do grupo, foram tratados pela mesma internet. Como Pierre Levy argumenta, as tecnologias da informação e comunicação desmaterializam os limites fechados das disciplinas, fazendo do conhecimento um grande patchwork onde um campo pode ser engolido por outro. Desde o aprimoramento da língua inglesa aos conhecimentos em sistemas estruturais, geometria, matemática, engenharia, fabricação digital... Todos estes conhecimentos chegam até nós via internet e pela mesma internet retornam ao mundo. O conceito global apontado nas ideias acima não pode ser tomado como algo novo. Buckiminster Fuller já aspirava por uma visão globalizada das informações, que associava a realização técnica de um ciberespaço com a simultânea desmaterialização dos meios de comunicação global, tendo impacto direto sobre nosso entorno físico e suas relações como nossos mundos. Ainda de acordo com Frazer, a rede eletrônica de informações é heterogênea, independente do seu local, informal, ativa e em uma análise rasa, podemos observar que é exatamente o oposto do que encontramos na arquitetura tradicional, e isso nos leva a imaginar a morte das cidades como as conhecemos, de tal forma


Intelligence every day, which is not simply technical, but also explicitly political and social extension. Just ask ourselves, how many things (the most useful or useless) we learned accessing Internet search systems such as Google. Incidentally, in the digital design process used by us to develop this research and construction of the catenary arch, the knowledge was all taken up by various video lessons available on the network, and many of the contacts made in Europe. And to absorb information on trips made for group members, they were treated by the same internet. As Pierre Levy argues, information and communication technologies dematerialized closed boundaries of disciplines, making knowledge a large patchwork where a field can be swallowed by another. The improvement of English, knowledge in structural systems, geometry, math, engineering, digital manufacturing ... All this knowledge come to us via the Internet, and for the same Internet return to the world. The overall concept pointed out in the above ideas can not be taken as something new. Buckiminster Fuller has longed for a global view of information that linked the technical realization of a cyberspace with the simultaneous dematerialisation of global media, having a direct impact on our physical surroundings and their relationship to our worlds. Also according to Frazer, the electronic information network is heterogeneous, regardless of their location, is informal, active and in a shallow analysis, we can see that is the exact opposite of what we find in traditional architecture, and this leads us to imagine Death of cities as we know them, and understand that the symbolic function of the new architecture is to make visible our buildings: not only as a monument to formal expressions of their function, but as an essential part of its function. The architecture as an essential organ of interaction with its surroundings, alternating both the reception and transmission of information. Dating back concepts present in other work of John Frazer, “A Natural Model for Architecture. The nature of evolutionary body “, the new emerging architecture and design of present time should be byproducts designed as part of a global community based on global cooperation, involving ecological and social responsibility ideas and using the computer as an evolutionary accelerator. The emphasis has shifted from product to process, as Buckiminter Fuller, John Cage and Marshall McLuhan, they had already pointed out in his studies, and changed the forms


a compreender que a simbólica função da nova arquitetura é tornar visível nossos edifícios: não somente como monumento a expressões formais de sua função, mas como parte essencial de sua função. A arquitetura como um órgão essencial de interação com o seu entorno, alternando tanto a recepção como a transmissão de informações. Remontando conceitos presentes em outro trabalho de John Frazer, “A Natural Model for Architecture. The nature of evolutionary body”, a nova arquitetura e design emergentes dos tempos atuais devem ser subprodutos concebidos no âmbito de uma comunidade mundial baseada na cooperação global, envolvendo ideias de responsabilidade ecológica e social e usando a computação como um acelerador evolucionário. A ênfase mudou do produto para o processo tal como Buckiminter Fuller, John Cage e Marshall McLuhan já haviam salientado em seus estudos e mudou das formas para as relações entre as formas, das formas e seu entorno e das formas e suas relações com seus usuários. Este novo modelo irá modificar nosso entendimento e interpretação da arquitetura do passado e certamente irá modificar nosso conceito de novo. Com tantas variáveis disponíveis para inserirmos em nossos projetos somente utilizando ferramentas capazes de auxiliar o designer e o arquiteto para concebermos edifícios e produtos capazes de darem uma resposta a estas novas questões de fundo interdisciplinar...

DESIGN E FABRICAÇÃO DIGITAL Novas

formas

de

projetar,

geralmente

seguem

acompanhadas, ou precedendo, novas formas de construir. Devemos destacar o desenvolvimento de sistemas de fabricação controlados por computador, os sistemas CNC (controle numérico computadorizado pelo IMT em 1951) bem como a popularização do uso dos computadores nas décadas de 1980 e 1990, que aceleraram a maneira como arquitetos e designers relacionavamse com os meios digitais: de uma simples caneta a um complexo de edifícios, observa-se o intenso uso de ferramentas computacionais. Com tais avanços na utilização de meios digitais, tanto para fase conceitual como nas etapas de fabricação dos produtos de uma maneira geral, gerou uma nova classe de objetos, mas


for relations between the forms, shapes and their surroundings, and shapes and their relationships with your users. This new model will modify our understanding and interpretation of past architecture, and will surely change our concept again. With so many variables available for inserting and our projects, using only tools to able the designer and the architect to conceive buildings and products that can give a response to these new issues, interdisciplinary background ...

DIGITAL DESIGN AND FABRICATION New ways to design, generally follow accompanied, or preceded, new ways to build. We must highlight the development of computer-controlled manufacturing systems, CNC systems (computerized numerical control by IMT in 1951) as well as the popularization of the use of computers in the 1980s and 1990s, which accelerated the way that architects and designers were related with digital media: a simple pen to a complex of buildings, it is observed the intensive use about computational tools. With these advances in the use of digital tools, for both, conceptual phase and steps in manufacturing products, in generally, has created a new objects class, but especially in the field of construction, the modifications present deeper and opened new lines of thought, which reviewed the relationship between the architect and his building, ranging from the role of drawing in a new production reality, where the construction of buildings are managed by digitized information, and the architect must take face such technological innovations. Assessing the work of Branko Kolarevic, we feel free to say that there is a new class of buildings being produced in the period classified as the “digital age�. We could here, still packed in its reasoning, thinking that the central and common element to this new class of products is the fact that the new techniques and technologies are enabling the direct connection between what can be designed and how it can be built, bringing the light the primary aspect of the meaning of information influencing production, communication, application, and control of the building industry in general. What draws our attention especially in this case pointed out by Kolarevic is how the integration between design and


principalmente no campo da construção civil, as modificações apresentam-se mais profundas e abriram novas linhas de pensamento, que revisam as relações entre o arquiteto e seu edifício, que vão desde o papel do desenho dentro de uma nova relidade produtiva, onde as construções de edificações são gerenciadas por informações digitalizadas, e a postura projetual que o arquiteto deve assumir face tais inovações tecnológicas. Avaliando o trabalho de Branko Kolarevic, nos sentimos a vontade para afirmar que há uma nova classe de edifícios sendo produzidos no período classificado como a “era digital”. Poderíamos aqui, ainda embalado no seu raciocínio, pensar que o elemento central e comum a esta nova classe de produtos é o fato que as novas técnicas e tecnologias estão possibilitando a conexão direta entre o que pode ser projetado e como pode ser construído, trazendo à tona o aspecto primordial do significado da informação influenciando a produção, comunicação, aplicação e controle da indústria da construção civil de uma maneira geral. O que nos chama a atenção em especial neste processo apontado por Kolarevic é a maneira como a integração entre concepção e construção/fabricação são extremamente diferentes do que estamos acostumados no processo tradicional de projetar. Geralmente devemos preparar desenhos, que serão materializados em um canteiro de obras, após serem interpretados por pedreiros, carpinteiros e todo um exército de mão de obra corriqueiramente de baixa qualificação intelectual. Neste processo o arquiteto ocupa a posição de um profissional que prepara tais desenhos. Apenas. Este papel diluiu a posição do arquiteto, que em eras anteriores, ocupava o papel do mestre da obra, associando a execução e criação em um único meio. Não eram necessários desenhos para orientar o trabalho de esculpir blocos de pedra ou outros materiais. Desenhava-se diretamente no material. Na experiência tomada a cabo por esta equipe, todos puderam observar o novo papel do desenho: elemento que conduzirá a geração de um G Code, que alimentará o sistema de fabricação adotado, traduzindo em materialidade todos os elementos tidos como virtuais nas telas de nossos computadores, e devido ao grau de complexidade das peças geradas, é necessário que a montagem das peças siga as instruções, que estão presentes na tela do mesmo computador, integrando o meio digital desde a concepção, a fabricação e a montagem dos sistemas desenvolvidos. Ora, são mundos distintos. Para um sistema de informação,


construction / fabrication are extremely different from what we are used in the traditional process of designing. Usually we prepare drawings, which will materialize in a construction site after being interpreted by masons, carpenters and a whole routinely labor army of low intellectual skills. In this process the architect only occupies the position of a professional prepares drawings. This diluted the position of the architect, who in previous eras, occupied the foreman of the construction, associating the execution and creation in a unique environment. It was not necessary drawings to guide the work of carving blocks of stone or other materials. It drew directly on the material. The experience taken out by this team, everyone could watch the new role of design: element that will lead to generation of a G Code, which feed the manufacturing system adopted, translating in materiality all the elements taken as virtual on the screens of our computers, and due to the complexity of the generated parts, it is necessary follow the instructions that are present in the same computer screen for assembling the parts, integrating the digital environment from design, manufacturing and assembly of the systems developed. Now, are worlds apart. For an information system, materiality is a data. So it is an element of the virtual world. Information systems are virtual systems. But the manufacturing, whether any element, for completely manual methods or using mechanical machine is connected to the materiality, the real world. Computer controlled machines can associate those two distinct worlds and the consequences for those involved in the manufacture of objects (same building) are many. From the factory employee who lost their workplace due to the characteristics of digital production systems, to the architect or designer who had to adapt to new ways of designing not only more hand, all suffered or benefited from of such technological innovations. Answering to the question of the preceding paragraph, we may venture to say that everything virtually modeled on a computer screen, can be built directly on any equipment controlled by such a system, with agility, precision and more easily adapted to different variables. With the possibility of digitally working data (computing), the amount of variables that architecture and design professionals may include in their work process are much higher. The gap between the designer and the engineer evidently can no longer exist. The digital age professional can work elements that were


a materialidade é um dado. E como tal, é um elemento do mundo virtual. O processamento da informação é um sistema virtual. Já a fabricação, seja de qualquer elemento, por métodos completamente manuais ou utilizando máquina mecânica é ligado à materialidade, ao mundo real. Máquinas controladas por computador conseguem associar estes dois mundos distintos e as consequências para os envolvidos na fabricação de objetos (mesmo um edifício) são muitas. Desde o funcionário do piso da fábrica que perdeu seu posto de trabalho devido às características dos sistemas de produção digital, ao arquiteto ou designer que tiveram que adaptar-se a novas maneiras de projetar que não mais somente a mão, todos sofreram ou beneficiaram-se de tais inovações tecnológicas. Em resposta a pergunta do parágrafo anterior, talvez possamos arriscar dizer que praticamente tudo o que for modelado na tela de um computador, poderá ser construído diretamente em algum equipamento controlado por tal sistema, com agilidade, precisão e mais facilmente adaptado a variáveis diversas.

Com a possibilidade de trabalhar dados digitalmente (computar), a quantidade de variáveis que os profissionais de arquitetura e design podem incluir em seu processo de trabalho são muito maiores. O distanciamento entre o designer e o engenheiro, evidentemente não pode mais existir. O profissional da era digital pode trabalhar elementos que eram mais ligados a outras áreas do conhecimento, em outros períodos da historia. Estes profissionais precisam buscar além de novas referencias projetuais, conhecimentos de outras áreas. Biologia, física, genética, matemática, geometria, ciências da computação, engenharia elétrica, engenharia civil... Uma infinidade de campos de conhecimento deve ser concentrada como variáveis em uma base de dados que pode gerar a forma dos objetos que utilizamos em nosso cotidiano. A própria questão da autoria entra em cheque neste novo cenário. Tamanho fluxo de dados, se realizado analogicamente, levaria anos para ser computado e capacitado para gerar algum resultado formal, que poderia a posteriori ser fabricado em escala individual ou em massa. Somente com o uso de ferramentas de cálculo potentes, e uso intenso de tecnologia de informação podemos equacionar o problema.


more connected to other areas of knowledge, in other periods of history. These professionals must seek new design references and knowledge of other areas. Like biology, physics, genetics, mathematics, geometry, computer science, electrical engineering, civil engineering ... A multitude of fields of knowledge should be concentrated as variables in a database that can generate the shape of objects we use in our daily lives . The very question of authorship comes into question in this new scenario. Data flow size, if performed analogically, would take years to be computed and able to generate some formal result, which could subsequently be made on an individual basis or in bulk. Only by using powerful calculation tools, and extensive use of information technology we can equate the problem.

DIGITAL DESIGN The use of computer aided design systems is assimilated in most design and architecture offices, a worldwide, free of any exaggeration scale of use. What has changed since the early 1990s is the relationship between designers, architects and information systems in general: such professionals has, over the past decades, becoming developers of their own tools, using programming or script. The script or programming, allows the designer suits, customize, or completely reconfigure the computer aided design software according to their predilections and working methods. When the designer or an architect uses the script to modify his tools, it not only enhances their repetitive tasks, since they can, for example, combining figures libraries which should be positioned one by one, to an algorithm that intelligently place the entire library following predefined parameters in a previous program, planned by the architect himself, following issues relating to the most varied order project from elements related to performance, such as security, economy and other issues. A script, in the narrower sense of the word, is like writing a play or film, where every scene, every action or speech of a character is there planned according to a temporal sequence. More than using a computer to assist you to design, programming deeply modifies the relationship between the designer and your product, be it a mouse or a building. Modifies in general the way we designed. Programming hitherto was understood as subject


DESIGN DIGITAL O uso de sistemas de desenho assistido por computador encontra-se assimilado na maioria dos escritórios de design e arquitetura. O que tem mudado desde o início da década de 1990 é a relação entre designers, arquitetos e os sistemas de informação de uma maneira geral: tais profissionais vem, ao longo das últimas décadas, tornando-se desenvolvedores de suas próprias ferramentas, através da utilização de programação ou script. O script, ou programação, possibilita que o designer adapte, customize ou reconfigure por completo o software de desenho assistido por computador de acordo com suas predileções e modos de trabalho. Quando o designer ou arquiteto utiliza o script para modificar suas ferramentas, isso não somente potencializa suas tarefas repetitivas, uma vez que pode, por exemplo, combinar bibliotecas de figuras que deveriam ser posicionadas uma a uma, a um algoritmo que posicione inteligentemente toda a biblioteca seguindo parâmetros pré-estabelecidos em uma programação prévia, planejada pelo próprio arquiteto, seguindo questões relativas ao projeto da mais variada ordem, desde elementos relacionados a desempenho como segurança, economia e demais questões. Um script, no sentido mais restrito da palavra, é como escrever uma peça de teatro ou filme onde cada cena, cada ação ou fala de um personagem está ali planejado de acordo com uma sequência temporal. Mais do que o uso de um computador para auxiliar na tarefa de desenhar, programar modifica profundamente as relações entre o designer e seu produto, seja um mouse ou um edifício, modifica a maneira como projetamos de uma maneira geral. Programação até então era compreendida como assunto para especialistas. Não fazia parte, e nem faz, da educação básica de um designer ou de um arquiteto, mas é elemento do ciclo básico dos cursos de engenharia. Muitos arquitetos e designers agora estão cada vez mais conscientes das possibilidades projetuais diversas que a programação pode oferecer e tem cada vez mais procurado aprender programação, como autodidatas, que é o caso de nossa equipe de trabalho. Não há programação na grade curricular de nossos cursos de Design e Arquitetura e Urbanismo aqui do Centro Universitário Belas Artes, nem como disciplina


for experts. It was not part, and nor is, the basic education of a designer or an architect, but it is an element of the basic cycle of engineering courses. Many architects and designers are now increasingly aware of the various projective possibilities that programming can offer, and has increasingly sought to learn programming, as self-taught, as is the case with our team. Do not exist programming in the curriculum of our courses like Design and Architecture here in the Centro Universirårio Belas Artes, neither as optional discipline. In our group, teachers, technicians and students are studying programming as self-taught, no matter how difficult it may be such a task. We must understand that the teaching of information systems in Brazilian schools of architecture and design, and many other countries, have other priorities. They not present the basic concepts of information systems we use. The university, as a space that encourages free thinking in the digital design field, is often forced to put the focus on teaching practical tools and skills for immediate application, such as two-dimensional drawing, realistic renderings photo, detailed parts of the building or production, referencing, composition tables, memos and other elements that are unrelated to a new possibility to design, and that certainly must be taken into consideration. As soon as, with these priorities, information and communication systems applied to the design and architecture are always in need of cognition and further study of its potential in our universities, both Brazilian and from other countries, as already mentioned. And what are the reasons why professional design and architecture does not operate like other professionals of industrial and civil construction areas? There are many professions that programming is the main element, and without it nothing happens. Maybe in a few paradoxes that would be subject to another further study of the subject, academic research in computing and design, or even architecture, it has been merged into other technical disciplines as a support tool to obtain specific and direct results. Perhaps the relationship between computing and design occupied an obscure area of ​​knowledge for those who usually has occupied his efforts and kept the focus on speculation of more questions relating to their own design process, as the roots issues such as creativity, or even the preeminence of modern practices recommended by the Bauhaus, or any modern European school. Generally, architects and designers are more


optativa. Em nosso grupo, professores, técnicos e alunos estudam programação como autodidatas, por mais difícil que possa ser tal tarefa. Devemos levar em conta que o ensino de sistemas de informação nas escolas de arquitetura e design brasileiras e de muitos outros países também possuem outras prioridades, que não apresentar os conceitos básicos dos sistemas de informação que utilizamos. A universidade, como um espaço que favoreça o pensamento livre na área de digital design, é muitas vezes coagida a colocar o foco em ensinar ferramentas e habilidades práticas de aplicação imediata, tal como o desenho bidimensional, renderizações foto realísticas, detalhamento de partes da construção ou produção, referenciamento, composição de tabelas, memorandos e demais elementos que estão alheios a uma nova possibilidade projetual e que, sem dúvida, deve ser levada em consideração. Tão logo, com tais prioridades, os sistemas de informação e comunicação aplicados ao design e arquitetura estão sempre carentes de cognição e estudos mais aprofundados de suas potencialidades em nossas universidades, tanto brasileiras como de outros países, como já mencionado. E quais seriam as razões pelas quais profissionais de design e arquitetura ainda não operam como demais profissionais das áreas industriais e construção civil? Existem diversas profissões em que a programação é o elemento principal e sem a qual nada acontece. Talvez, dentro de alguns paradoxos que seriam tema para um outro estudo mais aprofundado do tema, pesquisas acadêmicas nas áreas de computação e design, ou mesmo arquitetura, tem se mesclado dentro de outras disciplinas técnicas como ferramenta de apoio para obtenção de resultados específicos e diretos. Talvez a relação computação e design ocupe uma área obscura do conhecimento para os que geralmente tem ocupado seus esforços e mantido o foco na especulação de questões mais relativas ao próprio processo projetual, como as raízes de questões, a criatividade ou mesmo a preeminência das práticas modernas preconizadas pela Bauhaus ou toda a escola moderna europeia. Geralmente, arquitetos e designers estão mais preocupados com questões relacionadas ao objeto em si do que com as disciplinas técnicas relacionadas a como produzimos nossos objetos. Afinal de contas, arquitetos e designers podem desenhar com lápis, como já fazem há anos... As pesquisas no campo dos sistemas de informação e comunicação para design e


concerned with issues related to the object itself, than with the technical disciplines related to how we produce our objects. After all, architects and designers can draw with pencils, as they do for years ... The research in the field of information and communication systems for design and architecture have kept the focus on emulating drawing and analogical reasoning that architects and designers developed over the past two centuries, and apparently many of these professionals do not care much to modify their methods of analog design, analysing the possibilities more deeper in a technical point of view in how we do our products or buildings. But what we see in the pages of world trade press, especially in the field of architecture, buildings are made by professionals usually grouped, or when led by a famous name who baptizes the office and nothing more, using advanced programming techniques and digital manufacturing in his works. Curious also is noted that many of the winners of major global awards in architecture and civil construction also make use of these same projective techniques. Another curious fact is that even with a global world crisis that has significantly affected the fields of construction, see the effervescence of new theories in the fields of architecture and design, and various studios across Europe, North America and Asia, which has shown and taught emerging technical projects, also using these new field of information sciences and communication applied to the design in general, and clearly we can see great strength in these activities. In our working group, we are attentive to the work of a wide range of new thinkers in the fields of design and architecture, and we can also note that such lines of reasoning are closely linked to reflection in action. The action of the pioneers in this area, infected a large number of young professionals worldwide, that taking advantage of the possibilities of global communication network, has shared the knowledge of general programming systems and enabling the profusion of these thoughts in order, it would be undeniable believe that we are not living a temporary moment. But why do we use these techniques? Why to programming? Clearly the answer to this question, could again lead to a larger discussion that the space we have in this publication. But we could risk here answer it, based on studies of Mark Burry, in his book “Scripting Cultures�. We will use his ideias, to have displaced some possible ways to answer this question above.


arquitetura têm mantido o foco em emular o desenho e raciocínio analógico que arquitetos e designers desenvolveram ao longo dos últimos dois séculos e, aparentemente, muitos destes profissionais não se preocupam muito em modificar seus métodos analógicos de projeto em face de possibilidades realmente mais profundas do ponto de vista da técnica de como fazemos os nossos produtos ou edifícios. O que vemos nas páginas da imprensa especializada mundial, principalmente no campo da arquitetura, são construções feitas por profissionais geralmente agrupados ou liderados por um grande nome que batiza o escritório que utilizam avançadas técnicas de programação e fabricação digital em suas obras. Curioso também notar que muitos dos vencedores dos grandes prêmios mundiais na área de arquitetura e construção civil também fazem uso destas mesmas técnicas projetuais. Outro fato curioso é que mesmo com uma crise mundial global que tem afetado sensívelmente os campos da construção civil, vemos a efervescência de novas teorias nas áreas de arquitetura e design, e diversos estúdios espalhados pela Europa, América do Norte e Ásia, que tem mostrado e ensinado técnicas emergentes de projetos utilizando igualmente estas novidades do campo das ciências da informação e comunicação aplicadas ao design de uma maneira geral e visivelmente percebe-se grande força nestas atividades. No nosso grupo de trabalho, estamos atentos ao trabalho de uma grande gama de novos pensadores nas áreas de design e arquitetura, e podemos observar também que tais linhas de raciocínio estão intimamente ligadas a reflexão na ação. A ação de pioneiros nesta área contaminou um grande número de jovens profissionais em todo o mundo, que aproveitando as possibilidades da rede de comunicação global, tem compartilhado o conhecimento de sistemas de programação de uma maneira geral e possibilitado a profusão destes pensamentos de maneira que seria inegável acreditar que não estamos vivendo um momento passageiro. Mas pra que utilizarmos tais técnicas? Por que programarmos? Evidente que a resposta para tal pergunta poderia novamente levar a uma discussão maior que o espaço que temos nesta publicação, mas poderíamos arriscar aqui dar direções para possíveis respostas com base nos estudos de Mark Burry em seu livro “Scripting Cultures”. Faremos nossas as ideias de Burry para indicarmos alguns caminhos possíveis para tal resposta à pergunta acima.


We programming because there is the preeminence of the script as a universal element in the great works published in the last 20 years, even if there is an absence of this discipline in the curriculum of architecture and design schools. Secondly, we could highlight the innovations in software and hardware, which allowed more friendly interfaces and more powerful equipment to rotate more complex codes, and resulting outputs that such codes allowed. We must also to list here, that even if multiply the creative possibilities because the new media delivered to the worldwide creative community, there is a tendency to arise new communities with specific research areas such as generative design using genetic algorithms as the basis of their production. Designers and architects are grabbing the programming systems, they are not creating new ones. The natural behavior of the older architect, is “hide� the processes by which took, putting a mystical energy in their work. Exactly opposite the position that young professionals have taken, who share all their process on the internet. This is the fourth reason why is becoming interesting program. Such generosity levels can mean that while the new wheel has been invented in closed offices of architecture around the world, young professionals are more likely to meld their codes and projective processes resulting in a growth of a global creative community, thus allowing the proliferation of new design currents worldwide, rather than estancarem the projective possibilities and perpetuate stylistic issues that do not fit more with the ideas presented above, as the collective intelligence. The motivations to program can be several. Still taking the reasoning of Mark Burry, the first reason to program is productivity. You may possibly be weary of their work routine, with dull and menial tasks, that take a long time to your day. By using a system could automate their work process freeing up time to devote to other stages of the design process. We can program to create a path to an answer. By having various parameters for a project, what if you instead to imagine an answer with shape, color and texture, you organize this information in some way that the program could provide you a clear and objective answer to your problem? Another motivation for programming, it is a constant search for the new, the unexpected. When they request a project, instead of seeking images that soon appear in the imagination as appropriate response to the project, you can not imagine a completely reverse process: let your mind empty, and try to program an unusual response for work, something


Programamos pois há a preeminência do script como elemento universal nas grandes obras publicadas nos últimos 20 anos, mesmo que haja uma ausência desta disciplina nos currículos das faculdades de arquitetura e design. Em segundo lugar, poderíamos destacar as inovações nas áreas de software e hardware, que permitiram interfaces mais amigáveis e equipamentos mais potentes para rodarem as programações mais complexas e as consequentes saídas que tais programações possibilitaram. Devemos também elencar aqui que mesmo que pluralizem as possibilidades criativas devido às novas mídias entregues para as comunidades criativas mundiais, existe a tendência de surgirem novas comunidades com linhas de pesquisa específicas como o generative design que utiliza os algoritmos genéticos como base de sua produção. Designers e arquitetos estão se apropriando dos sistemas de programação e não criando novos. O comportamento natural do arquiteto mais velho é o de “secretizar” os processos pelos quais tomou, colocando toda uma áurea mítica em seu trabalho. Exatamente oposta a postura que jovens profissionais tem tomado que compartilham todo o seu processo na internet. Esta é a quarta razão pela qual se torna interessante programar. Tais níveis de generosidade podem significar que enquanto novas rodas tem sido inventadas nos escritórios fechados de arquitetura espalhados pelo mundo, jovens profissionais são mais propícios a mesclarem suas programações e processos projetuais a ponto de permitirem o crescimento de uma comunidade criativa mundial permitindo assim a proliferação de novas correntes de design no mundo todo ao invés de estancarem as possibilidades projetuais e perpetuarem questões estilísticas que não condizem mais com as ideias apresentadas anteriormente, como a inteligência coletiva. As motivações para programar podem ser várias. Ainda tomando o raciocínio de Mark Burry, a primeira razão para programar é a produtividade. Você eventualmente pode estar cansado de sua rotina de trabalho, com tarefas maçantes e braçais, que tomam muito tempo de seu dia. Com a utilização de um sistema, poderia automatizar seu processo de trabalho liberando tempo para dedicar a outras etapas do processo projetual. Podemos programar como quem cria um caminho para uma resposta. Ao ter diversos parâmetros para um projeto, que tal se você ao invés de imaginar uma resposta com forma, cor e textura, não pudesse organizar tais informações de maneira que a programação poderia lhe fornecer uma resposta clara e objetiva ao seu problema? Outra motivação para programar é uma busca


completely new. Generally we tend to have an immediate response to demand from our customer. How many times during the first meeting with the owner of the property, we architects were not going already imagining the house that he was there, requesting. When we return to our office, we go out on a search of the house that we had thought. If we empty our minds, and let free to an information programming process and parameters delivered by the customer, could not we create a home that was not in our minds before? Programming can in this case provide a journey into the unknown.

FROM CAD TO AAD Over the last two centuries, architects and designers have become habituated to design before really build or manufacture,acts

that

undoubtedly

differentiate

mere

constructions to architecture and industrial design to crafts. This way, the design has been a method of organizing information and ideas of understanding of space. With the development of drawing methods, there were new styles and schools. The perspective in Renaissance, the axonometric in modernism, marked their representation of possibilities along the lines developed for each period. Each representation technique has been linked to certain instruments for centuries, such as paper, ruler and compass, and each technique associated with their tool created a means to translate into a geometric vocabulary gestures and ideas from the professional, establishing a direct link between the idea and the sign. The traditional analog process to design products and buildings is essentially an additive process: design elements are added one by one, overlapping signals plotted on paper. There are associated relations. The consistency of the drawing is not guaranteed by means but crusted the designer himself, since the design is not an intelligent way, but a convention-based code. There are specific issues in this process that we should consider, after all, there must be more reasons to attract designers and architects programming that listed in the item above. First, the act of drawing is limited due differentiation of cognitive mechanisms, enhancing the creative process, working to establish interrelationships rather than add information. The design, could never add physical


incessante pelo novo, pelo inesperado. Ao te solicitarem um projeto, ao invés de buscar as imagens que logo te aparecem na imaginação como resposta adequada ao projeto, não recorresse um processo completamente avesso: deixe sua mente vazia e procure com a programação uma resposta inusitada para o trabalho, algo completamente novo. Geralmente tendemos a ter uma resposta imediata a demanda de nosso cliente. Quantas vezes, durante a primeira reunião com o proprietário do imóvel, nós arquitetos já não íamos imaginando a casa que ele estava ali, diante de nós, solicitando? Ao regressarmos a nosso escritório, saímos em uma busca da casa que nós havíamos imaginado. Se esvaziarmos nossas mentes e nos deixarmos livres a um processo de programação de informações e parâmetros entregues pelo cliente, será que não poderíamos criar uma casa que não estava em nossas mentes? A programação pode, neste caso, fornecer uma viagem ao desconhecido...

D E CAD

PARA

AAD

Ao longo dos últimos dois séculos, arquitetos e designers habituaram-se a desenhar antes de construir ou fabricar, atos que indubitavelmente diferenciam meras construções de arquitetura e artesanato de design industrial. Desta forma, o desenho tem sido um método de organização de informações e ideias, compreensão do espaço e afins. Com a evolução dos métodos de desenho, surgiram novos estilos e escolas. A perspectiva na renascença, as axonométricas do modernismo, marcaram suas possibilidades de representação nas linhas de raciocínio de cada período. Cada técnica de representação esteve atrelada a certos instrumentos durante séculos, como papel, régua e compasso, e cada técnica associada a sua ferramenta criavam um meio de traduzir em um vocabulário geométrico os gestos e ideias do profissional, estabelecendo um link direto entre a ideia e o sinal. O processo analógico de projetar produtos e edifícios é basicamente um processo aditivo: os elementos do projeto são adicionados um a um, sobrepondo-se sinais traçados em papel. Não existem relações associadas. A consistência do desenho não é garantida pelo meio, mas encrustada no próprio designer, uma vez que o desenho não é um meio inteligente, mas sim um código baseado em convenções. Existem questões específicas neste processo que devemos levar em consideração, afinal de contas,


elements relevant to the real world, and that inevitably induce the modification of their final forms. The traditional design has no way to simulate, for example, the efforts of gravity and other constraints that restrict deformations and displacements of the parts of a structure, for example. These basic characteristics of analog process, eventually induce some projective processes to making decision that often go through already known solutions that guarantee results known and end up restricting innovation. Perhaps if we take into account only the traditional CAD systems, we are unable to realize advances that can eliminate the limitations mentioned above. Such systems, as already mentioned in this work, are programmed by engineers, who are generally not involved in creative processes in the areas of design and architecture: deliver algorithms capable of solving repetitive processes, and rarely allow significant changes in work processes. The designer or architect that don’t know how to program, it’s forced to use the software exactly as delivered by the company, and a formal outcome of their work can not be done far superior to analog. Thus, the software just functions as a digital clipboard, and can not add much to the project. The drawing was the media used for centuries by architects and designers to architects positioned the concept of typology. Although Giulio Carlo Argan has defined very well the concept of model and type, maybe here we can freely articulate these issues and tie them. Although type is different from model, the extent to which modern constructions, made similarly, hold significant conceptual differences point in their core, they are really different from each other. The structural systems in porches, keeping independent seals, partitioning, allowed great flexibility of layouts, but at what price? The flexibility of partitioning the detriment of inflexibility of forms, such buildings had, and associated with it the desire to deploy such a system around the world, maybe they were already omens of modernism failure even before its institutionalization. But not only with axonometric and design, the architects and designers of the twentieth century has lived. The idea of ​​trying to simulate the forces of nature in the design process is no longer so new and dates back the work of architects such as Frei Otto, Heinz Isler, Anthony Gaudi and Luigi Moretti. At the end of the XIX and throughout the XX century, the form-finding techniques


devem existir mais razões que atraiam designers e arquitetos a programação além das listadas no item acima. Primeiramente, o ato de desenhar é limitado devido a diferenciação de mecanismos cognitivos, realçando os processos criativos, que trabalha para estabelecer inter-relações, mais do que adicionar informação. O desenho jamais conseguiria adicionar elementos físicos relevantes ao mundo real e que fatalmente induziriam a modificação de suas formas finais. O desenho tradicional não tem como simular, por exemplo, os esforços da gravidade e demais constrangimentos que restringiriam deformações e deslocamentos das peças de uma estrutura, por exemplo. Estas características básicas do processo analógico acabam por induzir os processos projetuais a tomadas de decisão que geralmente passam por soluções já conhecidas, que garantem resultados já conhecidos e acabam restringindo a inovação. Talvez, se levarmos em conta apenas os sistemas CAD tradicionais, não sejamos capazes de perceber avanços que possam eliminar as limitações apontadas acima. Tais sistemas, como já mencionados neste trabalho, são programados por engenheiros, que geralmente não estão envolvidos em processos de criação nas áreas de design e arquitetura: entregam algoritmos capazes de resolver processos repetitivos e raras vezes possibilitam alterações significativas nos processos de trabalho. O designer ou arquiteto que não programa acaba utilizando o software exatamente como entregue pela empresa e o resultado formal de seu trabalho não pode ser muito superior ao feito analogicamente. Assim, o software funciona como uma prancheta digital e não consegue agregar muito ao projeto. O desenho foi o meio utilizado por séculos por arquitetos e designers que os posicionou no conceito de tipologia. Embora Giulio Carlo Argan tenha definido muito bem o conceito de modelo e tipo, talvez aqui possamos livremente articular tais questões e amarrá-las. Embora tipo seja diferente de modelo, até que ponto as construções modernas, feitas analogicamente, guardam diferenças conceituais significativas a ponto de em seu core, serem realmente diferentes entre si? Os sistemas estruturais em pórticos, mantendo independentes vedações, compartimentações, permitiram grande flexibilidade dos lay outs, mas a que preço? A flexibilidade das compartimentações em detrimento de inflexibilidade das formas que tais edifícios possuíam e, associado a isso, o desejo de implantar tal sistema


be sought alternative approaches that investigating particularly innovative and optimized structural systems, through complex associative relationships between materials and geometric shapes. These architects and engineers pioneers in this type of design process, denied the concepts that guided the typology and standardization of creative processes, and sought autonomous processes of investigation of form, using principles of nature as a means of organizing and designing buildings. Based on these principles, the shape can not be obtained from pre-determined solutions and the traditional design can not be used as a tool to define projective outputs. The pioneers of the ‘form-finding start with physical models to define their projects: suspended fabrics, blades, grain and everything else that could be used for research of structural and formal solutions, replacing the conventional analog design. For some decades, structural optimization achieved through the form-finding was an important strategy, regarded as mono-parametric, based only on gravity forces and served as the basis for the evolution of such projective processes, towards research form- finding multi-parametric, which took into account other parameters beyond the forces of nature, but also social, environmental and sustainability. Arturo Tedeschi in his book “AAD: algorithm aided design,” which formed the basis for the conceptualization of the terms discussed herein, commented on the definition of the term “parametric architecture”, pointing out the work of Italian architect Luigi Moretti still in the 1930s. Moretti had a survey that indicated that the relationship between the dimensions depended on various parameters, resulting in the exposure of their models for the study of a multi-purpose sports stadium, to the twentythree-year Milan. The project envisioned by Moretti, took into account parameters They addressed both the visual comfort of the spectators, but also economic feasibility of space. From a series of isocurves they attempted to optimize the visual comfort of each spectator in the stadium in all positions. In contribution to the mathematician Bruno de Finetti, they founded IRMOU (Institute for Mathematical research in architecture, in free translation): “The parameters and their interrelationships become the code for a new architectural language, a structure in its strictest sense. The control parameters and their relationships need to be supported by techniques and tools offered most by sciences, in particular the logic, mathematics and computing. The


no mundo todo, talvez já fossem presságios do fracasso do modernismo mesmo antes de sua institucionalização. Mas nem só de axonométricas e desenho viveram os arquitetos e designers do século XX. A ideia de tentar simular as forças da natureza nos processos de design já não é assim tão recente e remonta os trabalhos de arquitetos como Frei Otto, Heinz Isler, Anthony Gaudi e Luigi Moretti. Ao final do século XIX e ao longo de todo o século XX, as técnicas de form-finding procuravam ser abordagens alternativas que investigavam sobretudo sistemas estruturais inovadores e otimizados através de complexas relações associativas entre materiais e formas geométricas. Estes arquitetos e engenheiros, pioneiros neste tipo de processo projetual, negavam os conceitos que norteavam a tipologia e a estandardização dos processos criativos correntes e procuravam processos autônomos de investigação da forma utilizando princípios da natureza como meio de organizar e projetar edifícios. Partindo destes princípios, a forma não pode ser obtida de soluções pré-determinadas e o desenho tradicional não pode ser usado como ferramenta para definir saídas projetuais. Os pioneiros do form-finding partiam de modelos físicos para definirem seus projetos: tecidos suspensos, laminas, grãos e tudo mais que pudesse ser usado para pesquisas de soluções estruturais e formais em substituição ao desenho analógico convencional. Durante algumas décadas, a otimização estrutural obtida através do form-finding foi uma importante estratégia considerada como mono-paramétrica, baseando-se apenas em forças da gravidade e servindo como base para a evolução de tais processos projetuais rumo a pesquisas de form-finding multiparamétricas, que levavam em consideração outros parâmetros além das forças da natureza, como questões sociais, ambientais e sustentabilidade. Arturo Tedeschi em seu livro “AAD: algorithm aided design”, que serviu de base para a conceituação dos termos aqui discutidos, comentou sobre a definição do termo “Arquitetura paramétrica”, apontando os trabalhos do arquiteto italiano Luigi Moretti ainda na década de 1930. Moretti tinha uma pesquisa que apontava que as relações entre as dimensões dependiam de vários parâmetros, culminando na exposição de seus modelos para o estudo de um estádio esportivo multifuncional para a vigésima trienal de Milão. O projeto imaginado por Moretti, levava em consideração parâmetros que abordavam tanto o conforto visual dos espectadores como também viabilidade econômica


computing gives us the possibility to express parameters and their relationships within a routine self correction. “ Moretti made clear their understanding of the possibilities of information systems be associated with the work processes in design and architecture. After Moretti, another great moment in the history of information systems applied to the design was in 1963 when Ivan Sutherland created the Sketchpad, considered today as one most influential CAD systems written until today. In fact, we have even observed that Sketchpad has tools like the contemporary CAD systems such as grouping, create, lines, points, planes, creating and managing blocks with attributes and other properties, furthermore, the Sketchpad had the more interesting was associated with the ability to create geometries using associative logic through a concept called “atomic constrain”. Ivan Sutherland created the opportunity to realize changes at multiple points of our models without necessarily erase parts for correction or adjustment. For example, if two vectors created, taking as a starting point a point A, every movement at point A will generate a chain reaction that will result in changing the magnitude and direction of such vectors. Constraints could combine points, lines and planes, generating relationships between such entities, pushing the boundaries of design, and paving the way for the effective development of the additive logic, the basis for what we know today as “Geometry parametric “. The conceptual basis of Moretti associated with graphical interface created by Sutherland, marked the beginning of a phase of profound changes in projective processes of designers and architects, although such concepts were out of commercial CAD software for at least thirty years. When the AutoCad software was released in 1982, he did not have such drawing tools associate who had his predecessor twenty years older. AutoCad was primarily promoted to create new working relationships mainly in a repetitive design environments, and conceptually not much went beyond a digital pad, and in many places this is used in the same way until the closing date of this publication. Some software throughout the 1980s attempted to reduce the gap that existed between the digital pad and a real possibility of integration of information systems to the work of architect and designer common. Revit in 1986, Pro / Engineer 1987,


do espaço. Partindo de uma série de isocurvas, tentou otimizar o conforto visual de cada espectador em todas as posições do estádio. Em contribuição com o matemático Bruno de Finetti, fundaram a IRMOU (Instituto para pesquisas Matemáticas em Arquitetura, em tradução livre): “Os parâmetros e suas inter-relações tornaram-se o código para uma nova linguagem arquitetural, uma estrutura em seu sentido mais estrito da palavra. A regulagem de parâmetros e suas relações precisam ser suportadas por técnicas e ferramentas oferecidas a maioria das ciências, em particular a lógica, matemática e computação. Computar nos dá a possibilidade de expressar parâmetros e suas relações no âmbito de uma rotina de auto correção.” Moretti

deixou

claro

seu

entendimento

sobre

as

possibilidades de sistemas de informação serem associados aos processos de trabalho em design e arquitetura. Depois de Moretti, outro grande momento da história dos sistemas de informação aplicados ao design foi em 1963, quando Ivan Sutherland criou o Sketchpad, tido até hoje como um dos mais influentes sistemas CAD já escritos. Na realidade, já devemos até mesmo obsevar que o Sketchpad, além de permitir as facilidades de sistemas CAD contemporâneos como agrupar, criar, linhas, pontos, planos, criar e gerenciar blocos com atributos e demais propriedades, o que o Sketchpad tinha de mais interessante era a possibilidade de criar geometrias associadas utilizando lógica associativa por meio de um conceito chamado “atomic constrain”. Ivan Sutherland criou a possibilidade de realizarmos alterações em múltiplos pontos de nossos modelos, sem necessariamente termos que apagar partes para correção ou adaptação. Por exemplo, se dois vetores criados, tendo como ponto inicial um ponto A, todo movimento no ponto A gerará uma reação em cadeia que implicará na mudança de magnitude e direção de tais vetores. Constrains, ou em tradução simples, constrangimentos, poderiam combinar pontos, linhas e planos gerando relações entre tais entidades, ampliando os limites do desenho e pavimentando o caminho para o desenvolvimento efetivo da lógica aditiva, base para o que conhecemos hoje como “Design Paramétrico”. A base conceitual de Moretti, associada a interface gráfica


Microstation in 1989 were some products that tried to associate functions of associative geometry to a commercial software, but it was during the 1990s that was obtained great advances because as we have seen in this work, architects and designer decided to study programming and prepare their own digital tools. But what many professionals realized is that the sophistication delivered by information systems, combined with programming skills, delivered to the architect and designer the management complexity of information beyond the capabilities delivered in the original lineup, where with the use of logic could structuring routines and procedures. The type of modeling is anchored in the programming language expressing instructions in a way that can be executed by a computer using a procedure step-by-step type, it is defined by the algorithm, according to studies in Arturo Tedeschi, that was already mentioned in this publication. An algorithm, word of Arab origin, is a process for resolving issues, or perform a particular function. A step by step, that at the end of the process, results in a solution, based on a finite list of basic and well-defined instructions. The algorithm monitors the human ability to separate a problem into a list of parts that can be in our case, computed. The origin of the concept of algorithm, in this form, don’t depend on the kind of software or programming language you are using. An effective analogy is always compare an algorithm to some dish or drink. To produce a caipirinha of vodka, it is necessary you have vodka, lemons, sugar, ice, a shaker, a pestle and glasses to serve. But with this information, you can not successfully get the result you desire, in the case is a caipirinha. As we noted, an algorithm is a list of basic and welldefined information, and the amount of definitions, procedures, in which in this case this failed completely. As we have seen, the algorithm can not be ambiguous, and can’t leave no room for double interpretation or errors. You have to have clear instructions and defined for all stages involved in the process as a whole, otherwise the chances for a good caipirinha may decrease significantly.  An algorithm to generate a coherent object, must have entries of your data also consistently. Step one requires you to separate all the components that generate the caipirinha. Step two requires you to prepare the ingredients and set aside the necessary utensils. Each step has its prerequisite, and the


criada por Sutherland, marcaram o início de uma fase de profundas mudanças nos processos projetuais de designers e arquitetos, embora os tais conceitos estiveram foram dos softwares CAD comerciais por no mínimo trinta anos. Quando o software AutoCad foi lançado em 1982, ele não possuía tais ferramentas de desenho associado que possuíam seu antecessor vinte anos mais velho. AutoCad foi primordialmente promovido para criar novas relações de trabalho principalmente em ambientes de desenho repetitivo e conceitualmente não ia muito além de uma prancheta digital. Em muitos lugares ainda é utilizado da mesma forma até a data de fechamento desta publicação. Alguns softwares ao longo da década de 1980 tentaram reduzir o vão que existia entre a prancheta digital e uma real possibilidade de integração dos sistemas de informação ao trabalho do arquiteto e designer comum. Revit em 1986, Pro/ Engineer de 1987, Microstation em 1989 foram alguns produtos que tentaram associar funções de geometria associativa a um software comercial, mas foi durante a década de 1990 que obteve-se grandes avanços, pois como já vimos neste trabalho, arquitetos e designer decidiram estudar programação e preparar suas próprias ferramentas digitais. Mas, o que muitos profissionais perceberam, foi que a sofisticação na análise de dados entregue pelos sistemas de informação, aliados a conhecimentos de programação, entregaram ao arquiteto e designer o gerenciamento de informações de complexidade além das capacidades corriqueiras de sua formação original, onde com o uso de lógica poderiam estruturar rotinas e procedimentos dos mais diveros. O tipo de modelagem que se ancora na linguagem de programação que expressam instruções de uma maneira que possam ser executadas por um computador, através de um procedimento do tipo passo a passo, é definido por algoritmo, de acordo ainda com os estudos de Arturo Tedeschi em sua já referida publicação. Um algoritmo, palavra de origem árabe, é um processo para solução de questões, ou desempenho de uma determinada função. Um passo a passo, que te retornara ao final de um processo uma solução, baseando-se em um lista finita de instruções básicas e bem definidas. O algoritmo acompanha a aptidão humana de separar um problema em uma lista de partes que podem ser, no nosso caso, computadas. A origem do conceito de algoritmo, desta forma, independe do tipo de software ou linguagem de


perfect sequence of each step is critical to the success of our caipirinha, with for example the intensity with which they must mix the ingredients, and the exact amount of power that we use to squeeze the lemon . If you follow all the steps correctly, the algorithm generates a well-defined output. Generally, programming languages ​​that we use as architects and designers, create visual elements, and in addition will be built at some point, using digital manufacturing systems. If you use a system like the Grasshopper, your algorithm will generate in Rhinoceros in the three-dimensional representation (or twodimensional) of your project. This way you need to work with Algorithm Aided Design (definition from Arturo Tedeschi, Kostas Terzidis) some digital tools such as the editor, the environment of three-dimensional modeling, algorithm, and the output of the algorithm may be two-dimensional or three-dimensional element, as has already been commented above. The final output of our algorithm can be considered not only as a mere digital signal of our system, but as an interactive model that responds to changes in inputs handled by the entire system. The design process aided for algorithm allows instead to design an object, the designer can draw a system of interconnected objects, which can generate whole families of objects, rather than a simple single product. The process, as we have seen in Fuller’s words, Cage and others in the item concerning the collective intelligence of this same publication, is more important than the final product. When the final product guide the design process, we are able to go only as far as we are already, whereas if we allow the design process to guide our way, we will not know where we are being led in terms of the final result. As we have reasoned in this work, when the client calls us to produce something in an analog process we know where we want to go. In the CAD system, we knew where to go because there was not much change between analog and digital pad process made possible by the use of standard software. In the AAD, we never know the end point of our work let alone how it can be .... That is the mutation!


programação que esteja a utilizar. Uma analogia eficiente é sempre comparar um algoritmo a receita de algum prato ou drink. Para produzir uma caipirinha de vodka é necessário você ter vodka, limões, açúcar, gelo, uma coqueteleira, um pilão e copos para servir. Mas, com estas informações, não é possível dar uma saída a questão, que no caso é uma caipirinha. Como foi observado, um algoritmo é uma lista de informações básicas e bem definidas, e as definições de quantidade e procedimentos, neste caso, esta completamente falha. Como pudemos observar, o algoritmo não pode ser ambíguo, não pode deixar margem a dupla interpretação ou erros. Tem que possuir instruções claras e definidas para todas as etapas envolvidas no processo como um todo, caso contrário as chances para uma boa caipirinha poderá diminuir sensivelmente. Um algoritmo, para gerar um objeto coerente, deve ter as entradas de seus dados de forma igualmente coerente. O passo um requer que você separe todos os componentes que gerarão a caipirinha. O passo dois necessita que você prepare os ingredientes e separe os utensílios necessários. Cada passo tem seu pré-requisito e a sequência perfeita de cada passo é fundamental para o sucesso da nossa caipirinha, como por exemplo a intensidade com que se deve misturar os ingredientes e a quantidade de força exata que devemos usar para espremer o limão. Se seguir todas as etapas corretamente, o algoritmo gerará uma saída bem definida. Geralmente, as linguagens de programação que nós arquitetos e designers utilizamos, geram elementos visuais, que além disso serão construídos em algum momento utilizando sistemas de fabricação digital. Se você utiliza um sistema como o Grasshopper, o seu algoritmo gerará no Rhinoceros a representação tridimensional (ou bidimensional) de seu projeto. Desta forma, você necessitará para trabalhar com projeto auxiliado por algoritmo (aqui em uma tradução livre do que Arturo Tedeschi, Kostas Terzidis definem como Algorithm Aided Design), algumas ferramentas digitais tais como: o editor, o ambiente de modelagem tridimensional, o algoritmo e a saída do algoritmo que poderá ser um elemento tanto tridimensional como bidimensional, como já comentado acima. A saída final do nosso algoritmo pode ser considerada não apenas como um mero sinal digital do nosso sistema, mas sim como um modelo interativo que


responde as variações das entradas de dados manipuladas pelo sistema inteiro. O processo de projeto auxiliado por algoritmo permite que, ao invés de projetar um objeto, o designer desenhe um sistema de objetos interligados que poderão gerar famílias de objetos inteiras ao invés de um simples e único produto. O processo, como já vimos nas palavras de Fuller, Cage e outros no item relativo a inteligência coletiva desta mesma publicação, é mais importante que o produto final. Quando o produto final guia o processo projetual, nós somos capazes de ir somente até onde já estamos, ao passo que se deixarmos o processo projetual guiar nosso caminho, não saberemos para onde estamos sendo conduzidos em termos de resultado final. Como já havíamos raciocinado neste trabalho, quando o cliente nos chama para produzir algo em um processo analógico já sabemos aonde queremos chegar. No sistema CAD, já sabíamos para onde ir, pois não houve muita mudança entre o processo analógico e a prancheta digital possibilitada pelo uso de softwares standard. Em AAD, nunca sabemos o ponto final de nosso trabalho e muito menos como este pode ser.... Eis a mutação!


O S UPER M DF M ASISA Devido ao convênio estabelecido entre a Belas Artes e a Masisa, tínhamos disponível, como já comentando anteriormente, uma quantidade de MDF para utilizarmos em diversas aplicações. Imediatamente, passamos a explorar as potencialidades do Super MDF Masisa, recém lançado, e que permitia a utilização do material em áreas externas e sujeitas a ação de intempéries em geral. O desafio era criar possibilidades de aplicação do material como elemento estrutural único, fato que a própria Masisa não recomendava. Tendo em vista o grande déficit habitacional no Brasil, e as possibilidades de aplicação de técnicas de fabricação digital avançadas, aliados ao discurso teórico de John Frazer, sobre os problemas que a arquitetura contemporânea deveria observar (no tocante a sustentabilidade, economia de energia e processo de fabricação cada vez mais conscientes e limpos) resolvemos nos concentrar em criar possibilidades para aplacar tais questões usando MDF como material estrutural único. Devemos lembrar que o presente material não é final, e reflete os trabalhos iniciais do grupo. Assim sendo, este item desta edição apresenta as técnicas utilizadas para experimentar o Super MDF Masisa como material estrutural. Conhecendo suas propriedades físicas, identificamos sua propensão a resistir a compressão, o que nos lançou a uma pesquisa para identificarmos geometrias que acomodassem tal tipo de esforço, mas que também oferecessem flexibilidade formal, elemento que é primordial para usarmos em design digital.

C ATENÁRIAS Resolvemos fazer uma pesquisa, e rapidamente percebemos as possibilidades de form finding, já preconizada por arquitetos e engenheiros renomados, que tiveram suas pesquisas revisitadas por arquitetos e designers contemporâneos. Trabalhos de nomes como Frei Otto, Anthony Gaudi, Heinz Isler entre outros, foram extremamente importantes e observar a aderência de suas pesquisas nas experimentações mais contemporâneas, endossou


THE SUPER MDF MASISA Due to the agreement established between the Fine Arts and Masisa, we had available, as commented earlier, a number of MDF we should use in various applications. Immediately, we began to explore the potential of Super MDF Masisa, recently released, and that allowed the use of the material outdoors and subjected to generally bad weather action. The challenge was to create application possibilities of the material as a single structural element, the very fact that Masisa not recommended. In view of the large housing deficit in Brazil, and the application possibilities of advanced digital manufacturing techniques, together with the theoretical discourse of John Frazer, the problems that contemporary architecture should observe (with respect to sustainability, energy saving and process manufacturing increasingly aware and clean) decided to focus on creating possibilities to placate such issues using MDF as the only structural material. We must remember that this material is not final, and reflects the initial work of the group. Thus, this item in this edition presents the techniques used to experience the Super MDF Masisa as a structural material. Knowing their physical properties, identify their propensity to resist compression, we launched a survey to identify geometries that acomodassem this kind of effort, but also offered formal flexibility, an element that is essential for us to use in digital design.

CATENARY We decided to do a search, and quickly realized the possibilities of finding form, as advocated by renowned architects and engineers, who have had their research revisited by contemporary architects and designers. Works from the likes of Frei Otto, Anthony Gaudi, Heinz Isle among others, were extremely important and observe the adherence of their research in the most contemporary trials, endorsed and encouraged us to dwell on the subject.


e incentivou-nos a debruçar-nos sobre o tema. Gaudi, usava correntes e lançava-se a especulação de formas baseadas em arcos, utilizando o princípio básico: uma corrente suspensa pela força da gravidade, e assim dedicou-se a pesquisas pioneiras na área do form finding. Com os avanços da era digital, a aplicação de tais princípios é feita a partir de simulação computacional. Para tal tarefa poderíamos ter escolhidos diversos softwares, mas devido a comunidade Grasshopper ser bem aceita e desenvolvida, optamos por utilizar o Kangaroo como nosso acelerador de partículas oficial. O programa funciona como um plug-in do Grasshopper, e trabalha baseando-se nos princípios descobertos por Robert Hooke: quando uma corrente flexível é pendurada por dois pontos, e apenas a força da gravidade atua sobre ela, esta é deformada apenas por esforços de tração, mas se a mesma for invertida, haverá apenas compressão pura. Os demais esforços serão reduzidos, esforços estes que no caso do MDF não são tão desejáveis, uma vez que é sensível a tração e flexão. A catenária é conhecida como uma curva que descreve o aspecto de um cabo suspenso por suas extremidades submetido apenas a força da gravidade. Buscamos explicações matemáticas na dissertação de mestrado de Sirlene Farias, que dedicou-se a explica-la. Para aplicações computacionais, devemos utilizar matemática. O problema de descrever matematicamente a forma de uma curva formada por um fio suspenso entre dois pontos e sob ação exclusiva da gravidade foi apresentado por Galileu Galilei, que mencionou a conjectura de que a curva fosse uma parábola. Ao longo dos anos, Christiaan Huygens, Joachim Jungius e outros, passaram a perceber que a catenária, não era uma parábola. Somente em 1690, Jakob Bernoulli apresentou uma solução que consistia em uma descrição geométrica da curva, e em listas das principais propriedades da catenária, eliminando a possibilidade desta ser matematicamente possível descrever-se com a equação da parábola. Desta forma Bernoulli escreveu uma equação própria para ela. A solução consiste em três partes. Bernoulli, a partir da dedução de elementos da mecânica clássica dos corpos em equilíbrio, e utilizando uma equação diferencial a ser satisfeita pela curva, determinou as seguinte equações, onde “s” é o comprimento do arco e “a” é uma constante:


Gaudi, wore chains and threw up speculation of formsbased arches, using the basic principle: a chain suspended by the force of gravity, and so was dedicated to pioneering research in the form finding area. With the advances of the digital age, the application of such principles is made from computer simulation. To such a task we could have chosen different software, but due to Grasshopper community be well accepted and developed, we chose to use the Kangaroo as our official accelerator particles. The program works as a plug-in Grasshopper, and works based on the principles discovered by Robert Hooke: when a flexible chain is hanging by a colon, and only the force of gravity acts on it, it is deformed only by efforts traction, but if it is reversed, there will be only pure compression. Other efforts will be reduced, in which case these efforts MDF are not as desirable, since the tensile and bending is sensitive. The catenary is known as a curve that describes the form of a suspended cable ends were subjected only to the force of gravity. We seek mathematical explanations on the master’s dissertation Sirlene Farias, who devoted himself to explain it. For computer applications, we use mathematics. The problem mathematically describe the shape of a curve formed by a wire suspended between two points and under the sole action of gravity was introduced by Galileo Galilei, who mentioned the conjecture that the curve would be a parabola. Over the years, Christiaan Huygens, Joachim Jungius and others, have come to realize that the catenary, was not a parable. Only in 1690, Jakob Bernoulli presented a solution consisting of a geometric description of the curve, and lists the main properties of the catenary, eliminating the possibility of this being mathematically possible to describe with the equation of the parabola. Thus he wrote a Bernoulli equation itself to her. The solution consists of three parts. Bernoulli, from the deduction of classical mechanics of the elements of balance in bodies, and using a differential equation to be satisfied by the curve, determined the following equations, where “s” is the length of the bow and “a” is a constant:


A equação diferencial não pode ser resolvida diretamente, tão logo observou que Bernoulli transforma diferencial dy/dx = a/s numa equação diferencial que resolva x e y explicitamente, obtendo o seguinte resultado:

Ao final deste procedimento de cálculo, a equação que satisfaz a curva foi completamente resolvida. Sugerimos que leiam o trabalho de Sirlene Farias, disponível em arquivo .pdf na internet, para melhor compreensão dos princípios matemáticos da catenária. O estudo acima demonstra matematicamente o fenômeno físico de uma corrente sendo pendurada por um ponto A e um ponto C, descrevendo uma curvatura que tem ponto de inflexão B. Se levarmos em consideração que a única força que atua sobre tal corrente é a força da gravidade, deveríamos também nos ater ao fato que este elemento, estruturalmente, está submetido a tração. As forças de compressão e flexão, embora existam, poderíamos considerar que possuem pouco reflexo na deformação deste mesmo material. Esta geometria não é interessante como elemento capaz de gerar sistemas estruturais que pudessem ser aproveitados para a composição de um futuro abrigo, e assim que Robert Hooke reconheceu que as tensões a que estão submetidas a catenária, poderiam, ao invés de tração, atuar como compressão, ainda utilizando a mesma carga. Assim, a catenária torna-se incrivelmente interessante para aplicações em investigações de sistemas estruturais diversos, e tem ao longo dos séculos chamado a atenção de muitos profissionais das áreas de arquitetura, engenharia, matemática e design.


The differential equation can not be solved directly, once noted that turns Bernoulli differential dy / dx = a / s at a differential equation to solve x and y explicitly, obtaining the following results:

At the end of this calculation procedure, that satisfies the equation curve was completely solved. I suggest you read the work of Sirlene Farias, available in .pdf file on the Internet, for better understanding of the mathematical principles of catenary. The above study demonstrates mathematically the physical phenomenon of a chain being hung by a point A and a point C, describing a curvature that has inflection point B. If we consider that the only force acting on such current is the force of gravity we should also stick to the fact that this, structurally, is subjected to traction. The forces of compression and bending, while there, we could consider having little reflection in the deformation of the same material. This geometry is not attractive as an element capable of generating structural systems that could be utilized in the composition under a future, and so Robert Hooke recognized that the stresses to which are subject the catenary, could, instead of traction, acting as compression even using the same load. Thus, the catenary becomes incredibly interesting for applications in various structural systems of investigations, and has over the centuries attracted the attention of many professionals in the architecture, engineering, mathematics and design.


O K ANGAROO O Grasshopper, possui um componente que geraria para nosso estudo uma catenária automaticamente, baseando-se na função que a colega Sirlene Farias apresentou em seus estudos, mas queríamos algo além da geometria. Conforme já comentamos algumas vezes neste trabalho, o objetivo é a simulação de forças da natureza deformando nossos materiais. Desta forma fomos conduzidos a conhecer o plug-in Kangaroo. Neste trabalho específico foi imaginado a simulação de aplicação de um força em uma corrente invertida, isenta de esforços de flexão. Para diferentes valores de massa, comprimento e resistência de mola (spring length e spring stiffness) poderíamos observar posições de equilíbrio diferentes. Aumentando o comprimento da mola, ou a massa, teríamos condições que gerariam geometrias diferenciadas, mas todas obedecendo aos parâmetros básicos da catenária. Por definição, o software Kangaroo é um simulador de movimento de partículas, ou acelerador de partículas: um particle system. Para partículas, Daniel Picker deu-nos uma definição baseada no trabalho de Andrew Witkin: “Partículas são objetos que possuem massa, posição e velocidade e responde a forças, mas não possuem nenhuma extensão espacial. Devido sua simplicidade, partículas são de longe os objetos mais simples de simular. Além de sua simplicidade em ser simulado virtualmente, partículas podem ser trabalhadas para exibir um grande número de interessantes comportamentos físicos. Por exemplo, uma variedade de estruturas não rígidas podem ser construídas virtualmente pela conexão de partículas com molas em estado de repouso. As partículas que o Kangaroo trabalha, são na realidade uma abstração, mas não deixam de ter uma conexão forte com o entendimento científico de como tais elementos funcionam no mundo real. Propriedades microscópicas dos materiais, bem como seu comportamento quando submetido a deformações por flexão, força cortante, compressão e torção, podem ser observadas através da interação entre partículas. Evidentemente que no mundo real os objetos são constituídos por um número vasto de partículas, mas tomando certos cuidados como bem


THE KANGAROO The Grasshopper, has a component that would generate for our study a catenary automatically, based on the function that Sirlene Farias colleague presented in their studies, but we wanted something besides geometry. As previously mentioned a few times in this paper, the goal is to simulate the forces of nature deforming our materials. Thus we were led to know the plug-in

Kangaroo. In this particular work was imagined a force application simulation in an inverted current, free from bending stresses. For different values ​​of mass, length and spring resistance (spring length and spring stiffness) could observe different equilibrium positions. Increasing the length of the spring or mass, we would have conditions that would generate different geometries, but all obeying the basic parameters of the catenary. By definition, the Kangaroo is a software simulator motion of particles or particle accelerator: A particle system. For particles, Daniel Picker gave us a definition based on the work of Andrew Witkin: “Particles are objects that have mass and velocity and position responds to forces but have no spatial extent. Because of its simplicity, particles are by far the simplest objects to simulate. In addition to its simplicity to be simulated virtually particles can be worked to display a large number of interesting physical behavior. For example, a variety of non-rigid structures can be built for virtually connection particles springs resting state. The particles that Kangaroo works, are in fact an abstraction, but not without a strong connection to the scientific understanding of how these elements work in the real world. Microscopic properties of materials and their behavior when subjected to deformation by bending, shear, compression and torsion can be observed through the interaction between particles. Of course in the real world objects are made up of a large number of particles, but taking some precautions as well distributing points and their masses, approaches prepared by the digital medium can be very well done. The big advantage of using the Kangaroo, rather than other particle accelerators, is the great simplicity with which


distribuir pontos e suas massas, aproximações preparadas pelo meio digital podem ser muito bem feitas.

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A grande vantagem de utilizarmos o Kangaroo, ao invés de outros aceleradores de partículas, é a grande simplicidade com que este software aplica certos conceitos, se comparados evidentemente a sofisticados continuum models. Desta forma, tivemos a oportunidade de simular materiais suspensos, sendo deformados apenas pelas forças da gravidade e sua própria massa,

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sem um conhecimento técnico muito aprofundado, e tiramos vantagem destas geometrias para o processo de fabricação digital adotado. O princípio de funcionamento do Kangaroo, ainda de acordo com o material teórico de Daniel Picker, baseia-se nas leis de Newton, primordialmente: F =mxa a = F/m Kangaroo, por sua vez, trabalha tentando encontrar sempre os vetores Força e aplicando-os para cada partícula, variando de acordo com sua posição. O algoritmo utiliza a segunda lei de Newton para adquirir a aceleração e integra ao resultado da equação diferencial do movimento pelo tempo, para encontrar novas posições para cada partícula. Daniel Picker chama nossa atenção para o fato de que no Kangaroo, a massa não está automaticamente associada ao peso. Objetos que possuem maior massa, precisam de mais força para mudar sua velocidade, e tão logo o conceito de peso é entendido como a força em um objeto devido à gravidade. No mundo real, o peso de um objeto é proporcional a sua massa, mas no Kangaroo podemos definir um objeto com peso e massa independente. Devido ao fato de toda ação gerar uma reação igual, mas com sentido opostos, Kangaroo utiliza linhas como canal para as forças. Cada força é a interação entre duas partículas, que são entendidas como os pontos final e inicial de uma linha. A força age na direção da linha, adicionando força a um partícula e subtraindo de outra. Mas há um exceção, o Unary Forces, que aplica força em partículas “isoladas” da seguinte forma: a força é aplicada a uma partícula que esta infinitamente longe e com massa infinitamente grande, sendo compreendida por uma aproximação razoável, que

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this software apply certain concepts if course compared to sophisticated continuum models. In this way, we were able to simulate suspended materials, being deformed only by the forces of gravity and its own mass, without a very thorough technical knowledge, and took advantage of these geometries to digital manufacturing process adopted.

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The operating principle of the Kangaroo, also according to the theoretical material Daniel Picker, is based on Newton’s laws, primarily: F=mxa a=F/m Kangaroo, in turn, works always trying to find Force vectors and applying them to each particle varies according to its position. The algorithm uses Newton’s second law to acquire the acceleration and integrates the results of the differential equation of motion for the time to find new positions for each particle. Daniel Picker calls our attention to the fact that the Kangaroo, the dough is not automatically associated with weight. Objects that have greater mass, need more force to change its speed, and as soon as the concept of weight is understood as the force on an object due to gravity. In the real world, the weight of an object is proportional to its mass, but the Kangaroo can define an object weighing and independent mass. Because every action generate an equal reaction, but with opposite direction, Kangaroo lines uses as a conduit for the forces. Each force is the interaction between two particles, which are taken as the initial and final points of a line. The force acts in the direction of the line, adding force to a particle, and subtracting another. But there is one exception, Unary Forces applying force particles “isolated” as follows: force is applied to a particle that infinitely far infinitely large mass and being comprised of a reasonable approximation, correlating with the center earth. In the Kangaroo forces are applied to pairs of points, which always generates the simulation of the force applied as a spring, but for a following rectilinear. To have flexible geometries, we have to subdivide them into small pieces, and the application of the forces will be modeled as if each segment were a separate spring.


relacionasse com o centro da terra. No Kangaroo as forças são aplicadas a pares de pontos, o que gera sempre a simulação da força aplicada como em uma mola, mas para um segmento retilíneo. Para termos geometrias flexíveis, temos que subdividi-las em pequenos pedaços, e a aplicação das forças será modelada como se cada segmento fosse uma mola separada. Seguindo este princípio, para deformarmos geometrias e darmos a elas a sensação que são contínuas e orgânicas, devemos subdividi-las como um grid de linhas e pontos. Desta forma, podemos criar uma surface, e posteriormente devemos convertela para uma mesh, que pode ser imediatamente modificada utilizando o plug-in Weaverbird, que consegue extrair linhas de meshes como curvas de maneira eficiente e rápida.

O COMPONENTE SPRINGS Até o material mais rígido, se contrai e dilata quando submetido a esforços. Desta forma, podemos aplicar os conceitos da Lei de Hooke para simularmos a deformação de algumas geometrias. A lei de Hooke diz que uma mola possui uma constante elástica, que é obedecida até um certo limite, onde a sua deformação torna-se permanente. Dentro do limite desta lei, a mola pode ser comprimida ou alongada, retornando a uma mesma posição de equilíbrio. Simplificadamente, o componente

Spring faz uma simulação aproximada do comportamento de materiais submetidos a este princípio. Neste componente, não há uma entrada para o dado “comprimento inicial” da mola. Simplesmente o Spring usa o comprimento das curvas que foram dadas como entradas no próprio componente. A entrada dos dados para o comprimento de repouso, é exatamente como tratado na lei de Hooke. Seu valor padrão é zero. Podemos aplicar o valor para repouso, e para comprimento inicial como sendo idênticos. Pode-se, também aplicar um multiplicador para o valor de repouso, de forma que possa ser múltiplo do valor inicial do segmento. Os valores admissíveis situam-se entre zero e um, e proporciona prétensionamento no segmento a ser estudado.


Following this principle, for deformarmos geometries and give them the feeling that they are continuous and organic, we must subdivide them as a grid of lines and dots. In this way, we can create a surface, and must subsequently converts it to a mesh, which can be instantly adjusted using plug-in weaverbird, which can draw lines meshes curves as efficiently and quickly.

THE SPRINGS COMPONENT Even the most rigid material, contracts and dilates when subjected to efforts. Thus, we can apply the concepts of Hooke’s Law to simulate the deformation of some geometries. The Hooke’s law says that a spring has a spring constant which is obeyed to a certain limit, where the deformation becomes permanent. Within the limits of this law, the spring can be compressed or stretched, returning to the same equilibrium position. Simply, the Spring component is a rough simulation of the behavior of materials subjected to this principle. In this component, there is an entry for the given “initial length” spring. Spring simply uses the length of the curves that were given as inputs to the component itself. Data entry for the resting length, is treated exactly as in Hooke’s law. Its default value is zero. We can apply the value to home, and initial length to be identical. One may also apply a multiplier to the resting value, so that it can be multiples of the initial value of the segment. Permissible values ​​are between zero and one, and provides pretensioning in the segment to be studied.


A D EFINIÇÃO A composição da definição por nós adotada, baseou-se em conhecimentos disponíveis na web, e experimentações do próprio grupo. Originalmente foi gerado uma surface simples, baseando-se na extrusão de uma linha ancorada em dois pontos. Esta camada foi diretamente ligada no componente Mesh Surface, e a contagem na direção U definia a quantidade de trechos que teria nossa catenária. O elemento foi então decomposto em duas partes, utilizando componentes do Weaverbird. Para extrair os pontos, utilizamos o Wb Vertices Component; para extrair as linhas, foi utilizado o Wb Mesh Edges. A saída dos pontos foi conectada ao componente do Kangaroo Unary Forces, que também teve adicionada um vetor Z. O componente Wb Mesh Edges, serviu para duas entradas: foi ligado no componente Spring, tanto como start da mola, e conectado ao componente Lenght, para definir que o próprio comprimento do segmento seria o comprimento de repouso de nossa mola. Estes foram os elementos que alimentaram a entrada de forças, do componente Kangaroo Physics. Além das forças, os ponto finais da Mesh serviram como pontos de ancoragem, que alimentaram a entrada Anchor Point, e a própria Mesh foi utilizada como Geometry a ser deformada.


THE DEFINITION The composition of the definition adopted by us, was based on knowledge available on the web, and trials of the group itself. Originally a simple surface was generated, based on the extrusion of a line anchored at two points. This layer was directly linked to Mesh Surface component and count toward U defined the amount of passages that would have our catenary. The element was then split into two parts, using weaverbird components. To extract the points we used the Wb Vertices Component; to draw the lines, it used the Wb Mesh Edges. The output of the points was connected to the Kangaroo Unary Forces component, which also had added one vector Z. The Wb Mesh Edges component, served for two entries: was on the Spring component, both as spring start, and connected to component Lenght, to define the segment length own length would be the rest of our spring. These were the elements that fueled the entry of forces, the Kangaroo Physics component. In addition to the forces, the end point of the mesh served as anchor points that fed Anchor Point inlet and the Mesh Geometry itself was used as to be deformed.


A geometria de saída foi retrabalhada inicialmente usando também o Weverbird. Dois caminhos foram criados. A partir do Wb Face Polyline, procedemos com a desconstrução dos polígonos extraídos do Kangaroo, com intuito de utilizarmos apenas as linhas. As linhas laterais, tanto esquerda como direita, geraram o que batizamos de “costelas”. Estas linhas seguiram um raciocínio muito simples: as linhas foram duplicadas no eixo z, e seus vértices deram lugar ao centroide de círculos. Estes

Jigsaw Joint

círculos, garantiram que cada nó possuísse uma quantidade de material extra, pois acreditamos que futuramente os tais pontos sejam interessantes para descarregarmos cargas adicionais que o futuro abrigo poderá solicitar. Esta geometria mais generosa nos

Divisão da geometria

pontos foi também importante para adicionarmos o sistema de encaixe, que foi baseado nos estudos do Jigsaw Joint disponível no site dos colegas do digital tool box. Tal encaixe mostrouse muito eficiente, e entregou rigidez estrutural mantendo a abóboda estável. Na composição das costelas, o plug-in Clipper foi extremamente importante, pois reduziu muitas horas de programação para resolvermos problemas de cortes das linhas, que serviram de base à extrusão. As linhas centrais geraram uma geometria que seguiu um caminho tão simples quanto as costelas: os quadros passaram pelo Wb Mesh Window, para criarem uma cópia paralela deslocada para a face interior de cada um. Estes quadros foram conectados ao Wb Split Triangule Subdivision, que geraram novos

Costela

quadros que passaram diretamente para o Wb Mesh Thicken. Este trabalho gerou elementos internos, que asseguraram que a catenária tivesse componentes estruturais que pudessem criar uma ligação sólida entre as costelas da lateral direita com a lateral esquerda: na realidade, o objeto final construído é uma abóboda, composta por costelas laterais, que suportam os maiores esforços de compressão, e treliças internas que ajudam a distribuir os demais esforços de tração, flexão e torção.

Treliça


The output geometry has been reworked initially also using Weverbird. Two paths were created. From Wb Face Polyline, we proceed with the deconstruction of the extracted polygons Kangaroo, with the intention of using the lines only. The wings, both left and right, which generated dubbed the “ribs�. These lines follow a very simple reasoning: the lines were duplicated in the z-axis, and its vertices gave way to centroid circles. These circles, ensured that each node possessing a quantity of extra material, because the future we believe that such points are interesting to unloaded additives, the future may seek shelter. This more generous geometry in the points was also important

Geometry division

for we add the plug-in system, which was based on Joint Jigsaw studies available on the website of the digital tool box colleagues. Such docking proved to be very efficient, and handed structural rigidity while maintaining stable vault. In the composition of the ribs, the Clipper plugin was extremely important because it reduced many hours of programming to solve problems cuts the lines, which were the basis for extrusion. The center lines generated a geometry that followed such a simple way as the ribs: the frames passed by Wb Mesh Window to create a parallel copy shifted to the inside face of each. These frames were connected to the Wb Split Triangulate Subdivision, generating new cadres who have gone directly to the Wb Mesh

Rib

Thicken. This work generated internal elements, which ensure that the catenary had structural components that could create a strong link between ribs of right side to the left side: in fact, the final object is built vault, comprises lateral ribs which support the higher compression efforts, and internal trusses that help distribute the remaining tensile stress, bending and twisting.

Truss


C ONSIDERAÇÕES F INAIS O presente trabalho serviu como um aquecimento para a construção de um projeto maior, que tratará de um abrigo responsivo. A ideia central é que possamos aplicar conceitos de design digital, explorando linhas de raciocínio diversas, que podem nos conduzir futuramente a experiências utilizando diversas técnicas de arquitetura algorítmica. Ou mesmo dependendo de futuras fontes pessoais e referências bibliográficas, em um projeto mais ambicioso: trabalharmos com design biodigital. Construir um objeto em escala que aproximasse-se do abrigo era fundamental para alimentar a moral do nosso grupo, pois nenhum tinha experiências sólidas na área de fabricação digital. Embora todos já possuíssem alguma intimidade, mesmo que superficial, com o Grasshopper, sair do mundo da renderização e partir para a fabricação de um objeto real, com cargas, massa, esforços e consumo de energia foi desafiador, mesmo para a construção de uma simples abóboda, como a que apresentamos. O próprio Le Corbusier em seu livro “Vers un architecture” comenta das grandes possibilidades que entregam ao construtor envolver-se na construção de cúpulas e abóbodas. Entregamos a comunidade virtual nossa experiência, que é aberta. Tentamos ao máximo deixar claro os caminhos que tomamos ao longo destes 116 dias de trabalho árduo. Espero que as definições que utilizamos, tenham retornado com novas possibilidades a comunidade Grasshopper e de fabricação digital brasileira, e mundial.


FINAL CONSIDERATIONS This work served as a warmup for the construction of a larger project which will deal with a responsive shelter. The central idea is that we can apply concepts of digital design, exploring various lines of reasoning, which can eventually lead us to experiences using various algorithmic architecture techniques, or even depending on future sources and personal references in a more ambitious project, work with biodigital design. Construct an object on scale close to the shelter, it was essential to feed the morale of our group, because none had solid experiences in digital manufacturing. Although everyone already possessed some intimacy, even if superficial, with the Grasshopper, leaving the world from the rendering and for the manufacture of a real object, with loads, mass, efforts and energy consumption was challenging even for the construction of a simple vault, as we present. The Le Corbusier himself in his book “Vers un architecture,� says the great possibilities that deliver the builder get involved in the construction of domes and vaults. We deliver our virtual community experience that opens. We tried our best to make clear the paths we take over these 116 days of hard work. I hope that the definitions we use, have returned with new possibilities Grasshopper community and Brazilian digital manufacturing, and worldwide.


R ESULTADOS


R ESULTS


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S達o Paulo Semester 01, 2015

PARAMETRIC MODELING and DIGITAL FABRICATION  
PARAMETRIC MODELING and DIGITAL FABRICATION  
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