Pneumatyczna ściana oddechowa. Źródło: Chrisoula Kapelonis

Spokojny dom to inteligentny dom

Receptive Skins przewiduje żywy budynek, który po cichu oddziałuje z powietrzem i temperaturą

Wyobraź sobie dom, który łączy się z ludźmi w nim przebywającymi. Gdy przechodzisz przez pokoje, ściany stają się drzwiami; gdy słońce porusza się i temperatura zmienia się w ciągu dnia, dom otwiera się i zamyka, aby się przewietrzyć. Zamiast standardowego „inteligentnego” domu, który jest regulowany elektronicznie za pomocą smartfona lub modułu sterującego, ten dom moduluje własne środowisko poprzez interfejs pneumatyczny - samo powietrze oddziałuje ze ścianami.

Jest to wizja, która doprowadziła niedawnego absolwenta Chrisoula Kapelonisa (MS'18) do stworzenia Receptive Skins, teoretycznego podejścia do przemyślenia materiałów i konstrukcji kopert budowlanych. Projekt pokazuje dowód koncepcji „oddychającej” ściany, która moduluje środowisko przestrzeni wewnętrznej za pośrednictwem interfejsu pneumatycznego. Odkładając na bok tradycyjne pojęcie budynku jako artefaktu statycznego, Receptive Skins zakłada, że ​​budynek może być organicznym, żywym interfejsem.

Nieważkie pochodzenie
Architekt i projektantka Kapelonis koncentruje się na wprowadzaniu nowatorskich dyscyplin i materiałów do naszego myślenia o przestrzeniach - jest szczególnie zafascynowana ideą atmosfery jako interfejsu. Zainspirowany historycznym Cunningham Sanitarium (eksperymentalne centrum leczenia „czystego powietrza” zbudowane jak powiększona komora hiperbaryczna do leczenia pacjentów w otoczeniu), Kapelonis studiował pneumatykę jako technikę badania potencjału powietrza w architekturze. Podczas pierwszego roku studiów w grupie City Science w MIT Media Lab opracowała pneumatyczne urządzenia do noszenia i spekulacyjne architektury, aby zbadać potencjał pneumatyki jako interfejsu. Pierwszym projektem, który włączył je w kontekst architektoniczny, był Spatial Flux, który współtworzyła z innym członkiem grupy City Science, Carsonem Smuts.

Zespół wymyślił projekt Spatial Flux w odpowiedzi na zaproszenie do projektów badawczych dla inauguracyjnego lotu zerowej grawitacji Media Lab Space Exploration Initiative. Kapelonis i Smuts chcieli rozważyć przestrzenne i architektoniczne wyzwania lotu kosmicznego i nieważkości środowiska. Postanowili zbudować responsywny, hybrydowy interfejs do noszenia / architektury do zakotwiczenia osoby w środowisku o zerowej grawitacji. Podczas żmudnej fazy prototypowania dla strumienia przestrzennego, łącząc silikon i pneumatykę na nowe sposoby, Kapelonis wpadła na pomysł Receptive Skins, które stałyby się jej projektem magisterskim.

Zabawa z termochromami
Często z płynnych silikonów pozostały resztki z eksperymentów prototypowych z wykorzystaniem strumienia przestrzennego i dla zabawy Kapelonis mieszał resztki z wieloma materiałami - pigmentami termochromowymi, betonem, pigmentami fosforyzującymi, wszystkim, co mogłoby dać zaskakujący wynik - w celu stworzenia nowych hybryd Te eksperymenty zapoczątkowały myślenie o potencjale nowych rodzajów podłoży materiałowych jako interfejsów architektonicznych.

Kolejnym kluczowym elementem projektu Spatial Flux była nieprzyjemna rzeczywistość tradycyjnej pneumatyki. Aby interfejs pneumatyczny działał, musi być przepompowany powietrzem; odbywa się to na ogół za pomocą pompy elektronicznej. Kapelonis stwierdził, że kontrast jest wstrząsający. „Ten cichy, miękki nadmuchiwany musiał polegać na tak głośnych i mechanicznych środkach do aktywacji. Ciągle myślałem, że musi istnieć inny sposób, aby zachować miękkość i spokój jednostki silikonowej za pomocą siłownika napełniającego, który byłby również zgodny z systemem materiałowym ”- mówi. „Ta ciekawość doprowadziła do eksperymentowania z nowymi środkami i materiałami do nadmuchiwania, takimi jak stosowanie produktów ubocznych oddychania drożdży lub zmiana fazy cieczy o niskiej temperaturze wrzenia”.

Receptive Skins. Źródło: Chrisoula Kapelonis

Kapelonis zaprojektował i zbudował prototypy wykorzystujące rozwiązania chemiczne i biologiczne do aktywacji zamiast elektroniki. Prototyp Receptive Skins jest wykonany z silikonowego podłoża zmieszanego z aktywnymi pigmentami - termochromami o różnych progach temperatury - i osadzonymi w niskotemperaturowych cieczach zmieniających fazę lub wdychających drożdże w celu napompowania - wytwarzając układy pneumatyczne o zamkniętej pętli. Materiały w krzemie wykrywają zbieżność światła słonecznego i temperatury otoczenia i reagują: otwierają się, gdy potrzebna jest wentylacja, i zamykają się, gdy nie jest. Proces jest cichy, tak jak powietrze, które wyczuwa.

Spokojny dom
Odchodząc od mechanicznego uruchamiania, Kapelonis stosuje koncepcję „spokojnej technologii”, która jest coraz bardziej popularna wśród projektantów. „Chodzi o to, aby technologia nie wymagała naszej uwagi, ale żyła na peryferiach i pozwalała nam skupić się na rzeczach, które są dla nas najważniejsze”, mówi Kapelonis. „Rezonuję głęboko z tymi zasadami, ponieważ jako architekt koncepcja spokoju jest jedną z najważniejszych cech projektowania przestrzeni - architektura powinna zawsze żyć na peryferiach, pełniąc rolę sceny, a nie centrum naszego codziennego życia”.

Kapelonis przewiduje połączenie spokojnej technologii i architektury jako alternatywy dla tradycyjnych interfejsów cyfrowych. „Technologia staje się jeszcze bardziej wzmocniona, gdy interfejsy te zostaną wprowadzone do domu i zaczną otaczać nasze codzienne życie, dlatego musimy być wrażliwi na to, co to oznacza. Mark Weiser uważał, że tradycyjna koncepcja „inteligentnego” domu sprawia, że ​​komputer jest w centrum uwagi. Zamiast tego zasady spokojnej technologii wymagają interfejsów, które wspierają, ale nie odwracają uwagi od naszego codziennego życia ”- mówi.

Przyszłość
Prototyp Skórek Receptive jest mniejszy niż byłby potrzebny do modulowania środowisk. Materiał jest trudny w obróbce i podobnie jak beton, nie jest łatwo zmieniany po utwardzeniu. Ostatnie odkrycia w procesach produkcji 3D pozwalają jednak na drukowanie podłoży wielomateriałowych i materiałów takich jak silikon. Kapelonis ma nadzieję, że ta technologia może wkrótce osiągnąć skalę i dokładność potrzebną w branży budowlanej. Skala projektu jest obecnie również ograniczona przez dostępność „inteligentnych” materiałów, a tym bardziej biologicznych i chemicznych materiałów do uruchomienia.

„Mam nadzieję, że coraz więcej osób zacznie„ projektować ”własne materiały i że materiały rzemieślnicze staną się tak wszechobecne, jak projektowanie przestrzeni”, mówi Kapelonis.