Selbstorganisierende Bauwerke: Was wäre, wenn Schwärme von Roboterwesen Gebäude errichten würden?

Von Zach Mortice
- 2. Mär 2016 - 6 min-LEKTÜRE
Das Spyropoulos Design Lab am AADRL: Nomad-Projekt, 2015. Mit freundlicher Genehmigung von AADRL.

Stellen Sie sich architektonische Fertigungskomponenten vor, die sich nahezu eigenständig durch den architektonischen Raum bewegen und zusammenfügen können. Das Londoner Spyropoulos Design Lab am Architectural Association’s Design Research Laboratory (AADRL) arbeitet an der Verwirklichung dieser Vision.

Die Vorstellung, ganz ohne menschliche Intervention Bauwerke zu errichten, mutet zunächst kalt und unpersönlich an: Diese selbstorganisierenden Gebilde sind das mysteriöse Ergebnis von Algorithmen.

Aber die Arbeit des AADRL löst ganz unerwartete Reaktionen bei den Menschen aus und in einem Ausschnitt aus seiner Video-Reihe in kultiger Amateurfilmer-Optik, gewährt das Forschungsinstitut einen Blick darauf. In diesem Clip schlängelt sich der OWO-Prototyp, ein unförmiges, längliches Gebilde aus Luftblasen und Druckluftschläuchen, über einen Tisch auf eine Studentin zu, die ihn anfeuert, als wäre er ein Kleinkind, das seine ersten Schritte macht. Als der Prototyp bei ihr ankommt, strahlt sie, lobt und streichelt ihn. Dabei ist er lange nicht so süß wie ein Hundewelpe. Warum also behandelt sie ihn so?

„Die Menschen scheinen eine kontinuierlichen Dialog mit diesen Elementen zu führen“, sagt Theodore Spyropoulos, der Direktor von AADRL. „Anfänglich war es sicher die Faszination des Neuen, aber ich glaube hier geht es um eine viel tiefgründigere Neugier.“

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Das Spyropoulos Design Lab am AADRL: Nomad-Projekt, 2015. Mit freundlicher Genehmigung von AADRL.

Diese menschliche, warme Interaktion ist der Schlüssel zu einem großen Teil der Arbeit von Spyropoulos mit dem AADRL und seiner eigenen Firma, Minimaforms. Im Vordergrund steht nicht der Kontrollverlust, den Planer möglicherweise durch die Abgabe der gestalterischen Urheberschaft an Roboter erfahren, sondern der Nutzen, der sich aus einer direkten und engen Zusammenarbeit mit ihnen ziehen lässt.

Die von Spyropoulos entwickelten Prototypen erfinden die Architektur neu: als ein selbstorganisierendes Produkt menschlicher Bedürfnisse und Intuitionen mit der Flexibilität von Robotern. Kleine Armeen von Geräten, die aus eigenem Antrieb herbeiströmen, um eine Anforderung zu erfüllen und einen Raum zu erschaffen ­– um diesen dann ebenso schnell wieder zu überarbeiten und umzugestalten.

Diese Roboter bitten einen geradezu um Input, erzeugen eine Verbindung, ein Gefühl von Geben und Nehmen, was bei den meisten Werkzeugen und Komponenten im Bauwesen unvorstellbar ist. Architektur ist nicht länger mehr nur statische Infrastruktur. Sie „nimmt aktiv am Alltag teil“, sagt er.

„Unsere Arbeit zielt auf die Entwicklung eines Ökosystems aus selbstorganisierenden, verketteten Elementen ab, die zur Eigenwahrnehmung fähig, mobil und in der Lage sind, kollaborativ Raum zu erschaffen”, erklärt Spyropoulos. „Jenseits der Form, des Endlichen oder Idealen, besteht der Wunsch, durch aktive Auseinandersetzung mit Informationen, Materie und Maschinen eine sich kontinuierlich entwickelnde Partnerschaft aufzubauen.”

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Das Spyropoulos Design Lab am AADRL: HyperCell Projekt, 2015. Mit freundlicher Genehmigung von AADRL.

Um dieses Ziel zu erreichen, lenkt Spyropoulos seine Arbeit hauptsächlich in zwei Richtungen: der Entwicklung von robotischen, modularen mechanischen Systemen sowie der Programmierung ihrer sozialen Interaktion mit Menschen und untereinander. Doch keine dieser Bestrebungen widmet sich ausschließlich dem Bauwesen. Spyropoulos‘ Arbeit erstreckt sich in gleichem Maße auf die Welt der Kunst und den Technologiesektor.

Die mechanischen Fortbewegungsmethoden aus seiner ersten Forschungsrichtung kommen in drei seiner AADRL-Projekte (mit Unterstützung seinen Kollegen Mostafa El-Sayed und Apostolos Despotidis) zur Geltung:

  • Die HyperCell funktioniert über eine elastische Hülle aus durch Kolben bewegten steifen Plättchen, die sie von einer stabilen, kubischen Form zu einer mobilen, rollenden Kugel umformen. Ein Ausgleichsgewicht im Inneren setzt die Kugel in Bewegung, und Magnete sorgen dafür, dass die  Elemente klettern und sich miteinander verbinden können.
  • Beim noMad müssen fünf bis sechs individuelle Einheiten zusammenarbeiten, damit er sich wie ein Paar rotierender mechanischer Beine bewegen kann.
  • OWO bewegt sich mithilfe von Pneumatik. Eine Federkonstruktion ist von einer Reihe von Luftblasen umgeben. Diese erzeugen eine rollend-gleitende Bewegung, indem sie sich im Wechsel aufblähen und zusammenziehen. Jedes Ende der wurmartigen Kreatur besteht aus einer glatten Kugel mit Saugnapf, die den einzelnen Elementen ermöglicht, sich miteinander zu verbinden und aufrecht zu gehen.
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Das Spyropoulos Design Lab am AADRL: OWO-Projekt, 2015. Mit freundlicher Genehmigung von AADRL.

Die zweite Forschungsschiene von Spyropoulos richtet sich auf subtilere kommunikative Beziehungen und lässt sich am besten am Beispiel eines freundlichen Roboters mit Tentakeln veranschaulichen, den er auf eine fünfjährige Weltreise geschickt hat. In dem Petting Zoo („Streichelzoo“), den Spyropoulos gemeinsam mit seinem Bruder und Geschäftspartner Stephen geschaffen hat, sollen Besucher sich daran gewöhnen, genauso direkt und unbefangen mit einem Roboter mit Tentakeln umzugehen, als würden sie einen Hund streicheln.

Der Roboter lernt aus vergangenen Interaktionen und übernimmt verschiedene Stimmungslagen (wütend, gelangweilt, glücklich), die durch farbige Lichter angezeigt werden. Er hört zu, sieht, streckt sich nach einer Umarmung aus, und entwickelt ein Grundverständnis für das gegenseitige Geben und Nehmen in einer Gesprächssituation. Im Idealfall würde Spyropoulos die erforderliche Vermittlung zwischen Mensch und Roboter gerne soweit wie möglich reduzieren. Die Benutzung einer Smartphone-App für Anweisungen auf Abruf ist zu distanziert. Einen Roboter um eine bestimmte Reaktion oder Dienstleistung zu bitten, wäre ein Schritt in die richtige Richtung. Noch besser wäre es, wenn ein Roboter eine Anforderung wahrnehmen würde, bevor diese überhaupt geäußert wird.

Was das Bauwesen betrifft, so sieht Spyropoulos den größten praktischen Nutzen im Einsatz von Robotern an Orten, wo Unterstützung in der Regel nur schleppend ankommt: in Katastrophengebieten und extrem abgelegenen Orten. Dort, wo schnelle Veränderungen der Rahmenbedingungen gleichermaßen dynamische Konstruktionen erfordern.

Bauen ohne menschlichen Einsatz bedeutet: keine Gerüste, wenig Verwaltungsaufwand und schier grenzenlose Flexibilität. Es ist gut vorstellbar, dass beispielsweise nach einem Vulkanausbruch die umliegende Bevölkerung in einem von umherschwirrenden, modularen roboterartigen Gebilden errichteten Lager Zuflucht findet. Wenn der Vulkan erneut ausbricht, könnten diese Bauten sich zerlegen, sich weiter von den herannahenden Lavaströmen wegbewegen und wieder zusammensetzen – sozusagen eine Umsetzung der Archigram-Utopie im zellulären Maßstab. „Wir wollen weg von feststehenden und endgültigen Strukturen und hin zu eher adaptiven und kollaborativen Strategien der Raumgestaltung gelangen“, sagt Spyropoulos.

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Minimaforms (Theodore und Stephen Spyropoulos), Petting Zoo („Streichelzoo“), FRAC Centre, Orleans, Frankreich, 2013. Mit freundlicher Genehmigung von Apostolos Despotidis.

Aber diese Robotersysteme sind nicht ausschließlich für den Einsatz auf der Marsoberfläche  oder an kaum gastfreundlicheren Orten auf der Erde gedacht. Spyropoulos arbeitet an der Entwicklung von Prototypen für den Einsatz in vertrauteren, städtebaulichen Kontexten wie Fortbewegung und Wohnraum.

Bislang haben Architekten und Stadtplaner im Top-down-Prinzip vorgegeben, wie Städte aussehen sollen. Spyropoulos‘ Roboter sind darauf programmiert, zuzuhören und mitzuwirken wie Teammitglieder, nicht wie simple Werkzeuge. Spyropoulos fragt sich: „Könnte diese Entwicklung die Menschen wirklich inspirieren, oder versucht sie sich nur in den Dienst des Menschen zu stellen?“

Diese Forschungsansätze wollen Architekten von Formgestaltern zu Programmierern und Systementwicklern verwandeln – zu Wegbereitern für Roboter, die über Form entscheiden. „Sie stellt sowohl die Idee der Top-down-Steuerung als auch der Einzellösung zur Gestaltung von Raum grundsätzlich in Frage“, sagt Spyropoulos.

In der Vergangenheit hat die Architektur immer die alleinige Urheberschaft und Anerkennung für sich beansprucht. Wenn ein Architekturgenie die Bewunderung, die ihm für einen brillanten Serviettenentwurf zuteil wird, mit seinen Mitarbeitern teilt, ist das eine Sache. Eine ganz andere Angelegenheit ist es, die Anerkennung mit einem Roboter zu teilen. Aber möglicherweise ist es genau das, was die Zukunft bereithält.

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