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参数化非线性建筑设计中的多代理系统生成途径

发布时间:2011年03月30日 00:07 来源:建筑技艺杂志
摘要:

摘要多代理系统是参数化非线性建筑设计中的重要生形途径。在理论阐述的基础之上,通过清华大学建筑学三年级“非线性Studio”的学生作品介绍,展示了多代理系统相关方法在非线性 参数化建筑设计中的应用。

摘  要  多代理系统是参数化非线性建筑设计中的重要生形途径。在理论阐述的基础之上,通过清华大学建筑学三年级 “非线性Studio”的学生作品介绍,展示了多代理系统相关方法在非线性参数化建筑设计中的应用。

关键词  参数化  非线性  建筑设计  多代理系统  自下而上  复杂系统  元胞自动机

1  多代理系统生成途径

参数化非线性建筑设计经过近年来的发展,已经积累了较丰富的生成途径。这其中,既有以局部与整体自相似为特征的分形、L系统等,又有从其他学科借鉴而来的找形方法,如准晶体结构、电场线、最小曲面等,而采用多代理系统(Multi-agent system)模拟复杂系统运动,从而生成设计雏形的方法,也是其中非常重要的一类。

参数化非线性建筑设计思潮开始于20世纪最后几年。其哲学基础来源于吉尔·德勒兹对米歇尔·福柯图解概念的重新解释。福柯认为,图解是“一种函数关系,从一些必须分离于具体用途的障碍和冲突中抽象出来的关系”。而德勒兹则进一步认为图解是一部抽象机器,一方面由一些可述的功能及事物所定义,另一方面产生出不同的可见形式。它是一种与整个社会领域有共同空间的制图术。另一方面,现代科学也在探索物质世界规律方面提出了新的理论——复杂系统。复杂系统相对于以经典牛顿力学描述的简单系统而言,由大量具有一定智慧性的个体组成,个体之间存在强烈的耦合作用,它们能够根据环境信息调整自己的行为。鸟群、蚁群、人类社会、经济系统、互联网等都具有复杂系统的特点。面对复杂系统,人们提出了“涌现”的方法,通过计算机模拟复杂系统中的个体行为和它们的相互作用,让整个系统的复杂行为自下而上“涌现”出来。当福柯与德勒兹的哲学思想与复杂系统科学、计算机技术相结合以后,在建筑设计领域产生了变革,成为当代参数化非线性建筑设计的核心思想——通过构筑反映建筑内外各种影响因素关系的参数化模型,在计算机内部生成建筑设计的雏形。

多代理系统也被称作“自组织系统”,是由多个相互作用的智能个体(Intelligent Agent)组成的系统,其中的智能个体具有一定的自治性,能够根据自己周边的情况决定其行为,而整个系统中没有事先指定的主导个体。这样的系统可以随时间逐步迭代,呈现动态和自组织的特性,成为一种预测和系统优化的途径。多代理系统的原理与复杂系统理论紧密相连,因此在参数化非线性建筑设计中得到了广泛应用。

事实上,我们可以将建筑的环境、建筑本身以及其内部人的活动看作是一个复杂系统。在这里,建筑内的不同空间、不同的个体以及各种环境要素等是其组成部分,这些因素之间存在很强的相互耦合作用。因此我们可以通过计算机内的多代理系统的模拟,由系统中的个体通过自组织的方式自下而上地“涌现”出设计的雏形。这里的多代理系统即为德勒兹所描述的抽象机器,而其构筑和生形过程则是设计的核心环节。

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