Comunicazione tenuta da me il 16 Giugno 2014 nella rassegna "ARCHITETTURA, ARTE E DESIGN. Creare e controllare la forma con la modellazione ceramica e la modellazione digitale" a cura di Nino Caruso, Flavio Mangione e Cristina Vignatelli Bruni - presso Acquario Romano - Piazza M. Fanti, Roma
Sempre più le nuove architetture che disegnano lo skyline
delle città nel mondo, almeno le città più dinamiche, possono essere assimilate
a grandi oggetti di design. Le forme morbide, senza spigoli, organico involucro
dei progetti, manifestano gli stessi problemi di rappresentazione dei piccoli
prodotti di design la cui ergonomia impone la conoscenza di superfici
complesse. Per le architetture, la possibilità di disegnare forme di natura
complessa è legata alla possibilità di costruirle.
Se osserviamo da vicino le architetture mostrate nelle
immagini notiamo che la forma organica è discretizzata da una tramatura più o
meno regolare composta da scaglie la cui geometria è nota e facilmente
costruibile, elementi che giustapposti raccontano la forma complessa.
Il passaggio dalla forma alla costruzione propone lo stesso
dualismo esistente tra la rappresentazione matematica (nurbs), in grado di
gestire e manipolare l’idea concettuale della forma, e la rappresentazione
numerica (mesh), capace di dare suggerimenti per la costruzione della forma.
La forma può essere generata da azioni semplici proponendo
forme altrettanto semplici (estrusione di un profilo disegnato nel piano) per
cui i processi compositivi coinvolgono primitive solide attraverso operazioni
booleane. Ma le architetture che sono state illustrate sono principalmente
frutto della manipolazione di superfici, le quali sono modificabili attraverso lo
spostamento dei punti di controllo e le operazioni di morphing su oggetti
composti da superfici complesse, generate a partire dal disegno di curve nello
spazio poi vestite attraverso la tecnica dello sweep, del loft ecc….
La successiva discretizzazione mediante rappresentazione
numerica può essere ordinata se destinata a concept strutturali per
l’architettura, o disordinata se si discretizza una superficie destinata alla
stampa 3D.
Le forme complesse di natura espressiva, se pur di forma
estremamente libera devono essere sapientemente generate, partendo
eventualmente da una forma primitiva ricostruita in alcuni suoi aspetti matematici.
Si genera in questo modo il giusto numero di punti di controllo con cui
plasmare la forma in maniera ordinata, presentando una tramatura ottimale delle
isoparametriche su cui successivamente far scorrere gli elementi strutturali. A
favore di questa soluzione troviamo elementi sempre quadrilateri che riempiono
le maglie (evitando il problema delle superfici tagliate), di contro si creano
linee generatrici della struttura che si torcono nello spazio, risolvibili solo
con strutture a sezione circolare. Strutture più razionali si ottengono
affettando il modello con piani paralleli ai piani ordinati XY, YZ e XZ. Il
risultato sono appunto centine a semplice curvatura che si deformano nei piani
di sezione, centine la cui sezione può essere poligonale.
Ritornando al discorso della tassellazione osserviamo come
negli anni ’60 alcuni illuminati progettisti sapevano come discretizzare
superfici a doppia curvatura se pur luogo geometrico. Architetti contemporanei
invece trattano le architetture come grandi oggetti di design e ne propongono una
tassellazione disordinata, spesso inadatta per un controllo economico del
progetto.
Chi si occupa di forma non deve limitarsi al controllo delle
superfici ma deve essere in grado di discretizzare la stessa ottimizzando ogni
singolo pannello in maniera da garantirne una forma costruibile (elementi piani
o a singola curvatura), limitando al massimo i pannelli complessi (a doppia
curvatura). All’ideazione della forma è doveroso accompagnare un algoritmo di
discretizzazione ed ottimizzazione del dato prodotto.
Cos’è un Algoritmo? Un algoritmo è un procedimento formale
che risolve un determinato problema attraverso un numero finito di passi. Un
problema risolvibile mediante un algoritmo si dice computabile (wikipedia).
Definizione estremamente generica che dà l’idea di quanto la
procedura algoritmica sia al di fuori di condizioni specifiche ma che
rappresenta la sequenza di azioni mirate al conseguimento di un obbiettivo,
appartenente a qualunque campo ma che evidentemente nega il racconto di atti
espressivi.
La capacità di esplicitare algoritmi diventa, con i nuovi
strumenti di rappresentazione, i sistemi nodali, un azione che guarda alle
nuove complessità future.
Prendiamo ad esempio il modello frutto di estrusione che
esprime un potenziale nel momento in cui scindiamo l’azione in singoli
parametri e componenti che ne permettono la manipolazione e la variazione.
Quando estrudiamo un cerchio, innanzi tutto dobbiamo decidere la giacitura di
questa forma piana, possiamo prendere come prima variabile il raggio; la
variabile è tale se la possiamo manipolare nel tempo. Le successive variabili
saranno l’angolo spaziale e la lunghezza della linea direttrice dell’estrusione
che ci permetterà di ottenere nel caso specifico il cilindro. Se manipoliamo i
dati che abbiamo posto come valori modificabili, ci rendiamo conto che il
risultato che si ottiene è un modello mutevole, dinamico, interattivo. Il
modello disegnato al computer diventa un prototipo digitale di cui possiamo
scegliere la forma che più tende al modello mentale. Ma possiamo anche andare
oltre modellando una nuova curva generatrice e direttrice da sostituire,
all’interno dell’algoritmo, alle geometrie precedentemente utilizzate. Ecco che
lo spazio digitale diventa un laboratorio virtuale all’interno del quale
sperimentare nuove forme.
La possibilità di esplicitare algoritmi attraverso linguaggi
più o meno testuali regolati da opportune sintassi, permette al progettista di
superare il limite determinato dalle interfacce dei software di disegno che costringono
lo spazio digitale ad essere solo un infinito tavolo da disegno. Condizione che
non portano alla consapevolezza del potenziale che si può ottenere avvicinando
i metodi di rappresentazione digitale ad un controllo regolato da scripting. Lo
scripting è un linguaggio testuale organizzato per mezzo di una sintassi,
programmazione informatica che va organizzata secondo criteri progettuali.
L’idea presente in maniera astratta nella nostra mente va
composta attraverso una sequenza di regole per lo sviluppo dell’algoritmo da
tradurre in un codice che lo rende computabile in maniera digitale. Ad ogni
valore delle variabili in imput, corrispondono diversi output, varianti dello
stesso progetto selezionate e sperimentate dal progettista il quale, può
appunto generare nuove soluzioni manipolando le variabili impostate o creando
nuove connessioni. Nasce la figura del Computational designer capace di gestire
la forma e le connessioni o la forma tramite le connessioni.
I sistemi nodali, come Grasshopper della McNeel agevolano la
composizione di algoritmi digitali attraverso un codice composto da nodi
distinguibili in variabili e componenti che rendono amichevole questo sistema
di programmazione.
Quali sono i valori aggiunti operando con questo sistema?
1La possibilità di indagare una nuova dimensione
dei modelli, il movimento, cominciando ad ipotizzare sistemi di natura
responsiva da applicare alle diverse scale della progettazione. All’interno di
questo ambito si inserisce la nostra ricerca sulle superfici piegate per il
design e l’architettura, specializzazione della grande famiglia degli origami (Andrea
Casale, Graziano Mario Valenti, Michele Calvano, “ARCHITETTURA DELLE SUPERFICI
PIEGATE - le geometrie che muovono gli origami”, Edizioni Kappa, 2013, Roma).
Al variare di imput, si ottengono forme diverse,
legate ad un sistema comune, appartenenti ad una stessa famiglia. Tra questi
prototipi digitali va scelto quello che il progettista reputerà più opportuno
per assolvere le funzioni del progetto.
3La modellazione tramite l’esplicitazione di
algoritmi consente la programmazione di regole da applicare su ogni singolo
dato della massa. La massa di dati oltre che valori numerici possono essere
forme da adagiare su una superficie complessa operando originali tassellazioni.
Da qui l’esperienza di rilievo sulla scultura di Nino Caruso.
