作者：Mollie Claypool（原文出自「The Digital in Architecture: Then, Now and in the Future」）
在當下社會的建築領域中——從機器學習到製造技術，從人工智能到大數據(Big Data)，數位化工具的存在感愈發彰顯。人們對於這些科技可能會在日常生活中產生的影響產生了極大興趣，且嘗試在建築學校、小型獨立事務所和國際建築企業的實踐中進行拓展應用。從使用增強現實(augmented reality) 來幫助建造，到使用3D技術列印建築模型，再到在設計過程中使用人工智能技術，它們無處不在，觸手可及。
在一個作品的設計或施工過程中，數位工具的運用變得習以為常，和人們「使用」建築時也是一樣。可以說，從交通到交流，數位化無所不在。建築師兼設計師Soomeen Hahm 表示：「在未來，數位工具將更貼合人體，設計團隊能夠在日常生活中更方便地接近和利用數位資訊，與虛擬數據和數位資訊的交互性和連接性將比過去任何時刻都更緊密。」
在數位化技術的日益普及的情況下，人們對建築的觀察也從嶄新的角度展開：
‧ 數位化如何幫助設計團隊創造更公平或更包容的新空間模型？
‧ 數位化設計和數位製造如何做到不僅在設計和製作上，還能在建築環境的體驗中持續創新？
‧ 數位工具只是解決技術問題的手段，還是足以在未來改變設計團隊的設計，構建和居住的方式，進而實現更可持續的未來？
Methodology 方法
本文試圖描述在建築領域中，用於設計和製造的數位化工具的創新，會如何給當下人們體驗建築環境的方式帶來變化。
雖說數位化的歷史源遠流長，一些建築歷史學家甚至認為這在文藝復興時期就已經開始[1]。但這些發展其實與今日的設計師使用數位化工具（包括軟體和生產技術）來設計和生產建築的方式存在著強烈的內在聯繫。
需要重點說明的是，建築和設計的歷史，以及從中演化而來的建築學科，都是在不斷發展更新的。這些歷史、設計技術和過程，藉由數位化平台，給建築師和設計師帶來了交流的機會，並進一步被廣泛的人群所瞭解。相比以往僅僅在個別學術場合及實踐中才能被觸及使用，現在，各種各樣討論的聲音此起彼伏。可以說，藉由數位化工具的運用，設計師和建築師可以從世界各地瞭解、參與並書寫歷史。
The Parametric Explosion 參數化的爆發
參數化的進步，伴隨著圍繞「數位化」和「參數化設計工具」的辯論賽。
在過去十年中，圍繞著「數位化和參數化設計工具是否僅僅是達到目的的一種手段」進行的辯論是設計界的熱門議題。例如，「如何」進行設計，變成了試圖挖掘數位工具技術潛力的建築師爭論不休的話題之一。[1]
這些工具自身是否能夠呈現社會或政治語境？他們是象徵性地，抑或是可操作「為何」設計及「為誰」設計？如今，鑑於圍繞人工智能、數據隱私、社交媒體的使用以及媒體自動化的未來發展的討論日益深入，這些思考已不可避免。
2000年代後期的數位化工具：Grasshopper的發行，或許是一個能標誌數位化設計工具發展的重要時刻。由大衛‧魯滕（David Rutten）在2007年9月設計完成，這是給Rhino，一個通用設計軟體的外掛。
Grasshopper使用直觀的、基於節點的組件界面來創建生成演算法，該演算法可用於創建3D幾何圖形和其他機能。與其他可用的編程語言相比，其界面的簡便性和具有拖放式、開關式、輸入/輸出式的系統很快吸引了許多數位化設計人員。Grasshopper引發了衍生式設計工具的爆炸式增長。如今，大部分建築師都能輕而易舉辨識出用這些工具所生產的作品。
即使這些工具對於建築形態的生成、結構、環境分析以及形態的模擬和優化效果極佳，但它們無法作為一個建築作品的主要驅動因素，而僅僅是一個房屋設計過程的一部分而已。再者，建築並不僅呈現了技術，結構和機械問題，還呈現了一系列社會，政治和經濟邏輯。按此而言，就連建築師使用的工具本身（例如Revit、Grasshopper、Rhino和其他軟體）也對建築作品的「為何而造」和「為誰而建」帶來了特殊的社會政治影響。
事實證明，參數設計為探索和理論化該問題提供了充足的基礎。第一代數位化建築師們對數位化設計促進新型建築形式的產生有濃厚興趣，但隨著技術的普遍應用，越來越多的建築師開始探索數位化設計會如何呈現意識形態的參數化設計概念。
Zaha Hadid Architects 的合夥人 Patrik Schumacher 是「參數主義 Parametricism」（Patrik Schumacher於2008命名）討論中最響亮的聲音之一。他認為，參數主義是「現代主義之後的偉大新樣式」，是「源於對日益複雜的社會過程和制度的明確表達，對參數設計系統的創造性利用」[2]，並會在未來成為一種規範。
「參數主義」與社會，風格和數位化工具的結合在建築學領域引起了轟動，並且在過去十年中一直引起著激烈的討論。對參數化作為一種風格較為突出的批判之一是，「數位化建築」在被實現時，是否對基地問題所敏感，例如建築物如何處理當地文化。[3] 在Zaha Hadid建築師事務所工作的建築師鄭蕾（音譯）認為：「在地方文化成為參量系統的一部分之前，參數主義對當地文化沒有同情心。它是全球經濟的產物，而協調特定的邊界參數將會帶來新的機會和改革。」
從這個概念出發，第二種批判從「參數化建築如何設計並實現」中產生：參數化或「數位化」建築師設計的複雜建築形式要求使用過於昂貴或者低效的生產方式，或許導致了時間和預算上的浪費，進而浪費大量資源。[4]《衛報》建築評論家 Rowan Moore 寫道：「參數化缺乏證據證明它確實有效。」這取決於一種未經證實的信念，即建築師相信可以完美地將建築形式塑造成它們將包含的複雜和不可預測的用途。它應該是適應性強、流動性強、反應靈敏且與周圍環境相連的，但迄今為止大多數參數化建築卻往往相反。[5]
確實，這些「參數化」建築無法使用現有的預製建造方法：它們需要完全定製的生產鏈，這使得它們極其昂貴，並且很可能是一次性的。許多這些建築由富裕的業主委託，他們希望建造標誌性的建築來代表他們的公司，甚至他們的國家。[6]這造成了一個矛盾：儘管參數主義的精神植根於民主化和協作，但它所創造出的建築對於多數普通人而言遙不可及。近年來，隨著新的建築數位化建築層出不窮，這些問題受到了更多的批判。
[1]Claypool, M, Jimenez Garcia, M, Retsin, G and Soler, V. Robotic Building: Architecture in the Age of Automation. Detail; verlag, 2019.
[2]Schumacher, Patrik. 「Parametricism as Style – Parametricist Manifesto.」 Patrik Schumacher, 2008. s10.io/prmtrsmman.
[3]Moore, Rowan. 「Zaha Hadid’s Successor: My Blueprint for the Future.」 The Guardian. Guardian News and Media, September 11, 2016. s10.io/schumacherblprnt.
[4]Blahut, Chelsea. 「Zaha Hadid Architects Releases Statement on Budget Increase and Cancellation for Tokyo’s New National Stadium.」 Architect Magazine. July 28, 2015. s10.io/hadidbudget.
[5]Moore. 「Zaha Hadid’s Successor: My Blueprint for the Future.」
[6]Moore, Rowan. 「Zaha Hadid: A Visionary Whose Ideas Don’t Always Make Sense | Rowan Moore.」 The Guardian. Guardian News and Media, September 26, 2015. s10.io/hadidvisionary.
Augmenting Reality 擴增實境
當你凝視建築，建築也在凝視你。
網路和其他通信科技徹底改變了現代文化。2000年初期，隨著技術，特別是硬體和傳感器技術的普及，人們開始認為建築的物理性質可以像建築師在設計過程中使用的演算法和場景模擬一樣具有高性能和活力。數位工具能夠呈現建築的流動性、臨時性、移動性和變化性，進而又改變了人們在建築環境中移動並與之交互的方式。[1]所有這些可能性成為對空間獲得新認知的一種機制。建築師開始研究物理建築元素可以在多大程度上響應並適應人們的行為與不斷變化的文化、程式或環境條件需求。作為研究的一部分，建築師開始嘗試實時地增強觀眾在建築環境中的體驗。
最早開發的互動牆之一是 dECOi 建築師設計的Aegis Hyposurface，它由參與改造聖家族大教堂而聞名的建築師馬克‧伯瑞（Mark Burry）於2001年合作製造，該裝置使用了將近900個氣動活塞，根據不斷變化的環境條件，例如運動或光線，來控制實時移動的牆中的金屬組件。
儘管當環境條件改變，活塞被激活時，人們仍能聽到它們運轉的聲音，從觀看者的角度來看，該作品的機械部分隱藏在起伏不定，移動的三角表面後面。正如伯瑞所寫，Aegis Hyposurface 代表了對空間理解的轉移——從定量和定時、到不定量與變換。[2]
但是，如何讓能夠對環境條件作出響應的機械系統與建築物相結合呢？讓‧努維爾（Jean Nouvel）於2001年在巴黎建造了世界阿拉伯研究所（Institut du Monde Arabe），該建築物的外立面由機械的金屬遮陽簾製成，可根據環境條件進行開合。[3]這種動態性使建築物內的人們能夠理解其行為（無論個體行為還是集體行為）將會如何觸發周圍建築的反應。
Hyposurface 的造價極其昂貴，技術需求很高，並且其氣動系統僅工作幾分鐘就會關閉。但在過去十年中，由於隨著科技的發展，空間可以更輕巧和有效率地與人類感應技術相融合，這些技術可藉由觸摸，移動或聲音激活。
加拿大建築師兼學者菲利普‧比斯利（Philip Beesley）的作品：2010年威尼斯建築雙年展加拿大館的「有靈領域」（Hylozoic Ground ）作品，採用了由輕質塑料雷射切割而成的組件，並懸掛在裝置在天花板上的網格中。這些組件是由形狀記憶合金，光線，觸摸傳感器以及響應人類互動和行為的微處理器組成的大型網路的一部分。當人們在空間中移動時，裝置將「產生共鳴情緒的運動波」，使裝置「顫抖」，進而將訪客帶入一種幾乎類似於與人產生互動反應的空間體驗。[4]由於該技術完全鑲嵌在裝置中，幾乎隱形，使得參觀者對它可能產生的回應感到更加好奇。
[1] Carpo, Mario. Digital Turn in Architecture 1992-2012: AD Reader. Somerset: Wiley, 2013.
[2] Burry, Mark. 「Aegis Hyposurface.」 MARK BURRY, April 30, 2013. s10.io/burryaegis.
[3] 「Institut Du Monde Arabe (IMA).」 Ateliers Jean Nouvel. Accessed October 2, 2019. s10.io/nouvelinstitut.
[4] Philip Beesley Architect Inc. 「Hylozoic Ground.」 Philip Beesley Architect Inc. | Sculptures & Projects. Accessed October 2, 2019. s10.io/beesleyholozoic.
Digital Fabrication 數位製造
想像一個世界：在其中，能生產出數百萬個物件的大型整體工廠，以及將這些物件運送到世界各地的龐大的運輸網路，都因為再也不被需要而不復存在。取而代之的是：小型數位製造機器。例如，可以放入房屋或辦公室的3D立體列印機，製作所想或需要的任何物品——從家居用品到傢俱到自己的家。
從消費主義到產消主義（消費者也是生產者）的轉變，使設計團隊在製造身邊日常物體的方式上發生了巨大的轉變。由於數位化製造技術的革命，這種轉變正在變得可能實現。
第一台開源台式3D立體列印機達爾文（Darwin）（名字並非巧合）於2008年發佈。[1]它代表了產消者的數位化製造理念。儘管3D列印不是一個新想法：自1980年代中期以來就一直是立體光刻技術（stereolithography）研究的主題，但達爾文背後的概念卻是革命性的。[2]
達爾文的售價為200美元，對許多人而言是力所能及的。組裝完成後，由於它也能夠製造自己的絕大部分零件，所以理論上，它可以複製自己，它的複製體可以複製自己，並且其複製體的複製體也可以複製自己，以及製作其他物件。這就是所謂的無限自我複製機。「達爾文」的設計概念起源於如前所述的馮‧諾伊曼（von Neumann）的控制論（cybernetics），以及更現代的開源社區。他們主張獲得資訊的自由，並堅稱與資本主義市場中常見的數據和工具私有化相比，技術工具必須站在設計團隊社會焦點的最前端。[3]
實際上，諸如電腦數控銑削車床（CNC-milling machines），雷射切割機和3D立體列印機之類的數位化製造技術正在挑戰基於消費者市場的各個原定機制。這些技術使人們可以快速複製物件的零件或整個物件本身，而價格比定製或手工製作的物件要便宜得多。
此外，它們可以相對輕鬆地使用參數化設計原理來定製零件。這些機器的可負擔能力通常遵循摩爾定律，或者說隨著計算能力呈指數級增長，人們可以為這樣的機器買單。
哥倫比亞大學教授霍德‧利普森（Hod Lipson）講述了數位化製造技術的可能未來，並描述了一個其遍及人們日常生活各個方面的世界：
地點：你的生活
時間：從現在起幾十年後
…即使在未來，早上起床也十分艱難。
廚房裡食物列印機散發出新鮮出爐的全麥藍莓鬆餅的氣味。製造這些有機低糖鬆餅的墨盒以豪華系列的形式出售。食譜是從與著名餐廳和度假村合作的不同特色手工麵包師那裡下載的。
當你第一次將食品列印機展示給祖父時，他還以為這是一台新型號的自動烤麵包機（存在於1980年代的一種席捲吃貨們廚房的設備）。直到慶祝他生日那一天，你在豪華的食品墨盒上盡情列印，然後給他和祖母列印了慶祝晚宴：新鮮的金槍魚排，蒸粗麥粉和巧克力-摩卡-覆盆子奶油三旋蛋糕，而且每片蛋糕上都有不同的圖片。[4]他才理解了什麼是列印加工食品。
目前，這些數位化工具在製造和設計行業中造成的影響力在持續增長。製造實驗室（Fablab）是此一轉變背後的推動力之一。
製造實驗室是一個讓公眾可以使用電腦控制技術以及接觸到相關專家的場所。麻省理工學院教授、位於原子研究中心的主任尼爾‧格申菲爾德（Neil Gershenfeld）將製造實驗室帶到了設計界的最前沿。他在2012年《外交事務》（Foreign Affairs）中的文章「如何製作幾乎所有東西」中表示，「又一次數位化革命即將來臨，而這次是在『製造』中」。[5] 如今，全球大約有1500個註冊在目的「製造實驗室」，如果包含那些未在製造基金會（Fab Foundation）網站上註冊的非正式「創客」空間，這個數位可能會更高。[6]
維基房屋（WikiHouse）是用數位化製造技術來分佈生產的著名的建築作品之一。[7]維基房屋由英國的建築00事務所（Architecture 00）的三位建築師在2011年發起，試圖將「低成本、低碳的建築物交到每個公民，社區和企業的手中。」 [8]建築00事務所提出：與典型的生產方法相比，數位製造可以使房屋的製造和裝配效率更高，成本更低。
為此，他們引入了維基房屋建築系統。使用知識共享（Creative Commons）（非營利組織）的許可和一台電腦數控銑削機床，它們不要求人們瞭解如何設計，製造和組裝小型房屋的知識。所需的只是聯網訪問並下載用戶手冊文件，以及對於使用機床的簡單培訓。那些銑削出來的建築部件只要使用釘子就可以被簡單地裝配在一起。
維基房屋得到了媒體的廣泛好評。但是，作為一個設計系統，它的侷限性引發了許多建築師和設計師進行思考：從如何處理材料，資源和環境，到設計複雜性，尺度可伸縮性，知識轉移和勞動力的問題上。
非洲流浪者作品（African Fabbers Project）也是數控技術的實踐作品之一。[9]在義大利建築師保羅‧卡斯科內（Paolo Cascone）的倡導下，非洲流浪者作品將當地的建築實踐與技術性系統和數位化思維融為一體。該作品直接響應維基房屋之類的作品並對其提問：
如果人們需要系統裡沒有的新材料，該怎麼辦？如果建造要求使用本地可尋資源怎麼辦？如果希望能夠為人們提供更多賺錢的機會，該怎麼辦？
藉由「邊做邊學」的方法，卡斯科內的工作室將開源硬體技術，數位化製造工具和自建房屋的實踐結合在一起，企劃了一個教育網路。該網路可以為存在失業的非洲大陸人民創造就業機會。非洲流浪者作品提出了一種將數位化思維與重要的社會問題和傳統知識相結合的解決提案。
在建築師兼研究員娜迪亞‧皮克（Nadya Peek）的工作中，也可以找到對於數位化製造設計未來具革命性的想法之一。皮克撰寫了有關製造實驗室模型和數位化製造機器能夠成為有潛力、能夠為人而設計的工具，能夠為生產實現可持續及包容基礎設施等文章。[10]
她認為，用於「製造機器的機器」因通常位於工廠中而難以被大眾觸及。但是要補充的是，它們對使用者工種的限制也很嚴格。
皮克認為，如果要實現「人人實現製造數位化」的未來，首先需要重新思考數位化製造工具的價值，並將它們作為「以更低的成本製造幾乎任何其他機器的機器」。秉承這種思維方式，需要確保這些機器能夠製造出能反映環境（社會，材料和技術）的事物。這將從各方面促使數位化工具的多樣性生成，並能讓更多的人接觸使用。[12]量產工具的分發一旦變成日常進入了人們的日常生活，「人人實現數位化」此一未來才具備了巨大可能性。
[1] 「The Official History of the RepRap Project.」 All3DP, April 8, 2016. s10.io/reprap.
[2] 「Rapid Prototyping, Tooling and Manufacturing State of the Industry」, Wohlers Report 2005. Wohler Associates. Accessed October 2, 2019. s10.io/protoolman.
[3] Swartz, Aaron. 「Guerilla Open Access Manifesto.」archive.org,July2008. s10.io/swartzmanif.
[4] Kurman, Melba, and Hod Lipson. Fabricated: The New World of 3D Printing. Wiley, 2013.
[5] Gershenfeld, Neil. 「How to Make Almost Anything: The Digital Fabrication Revolution.」 Foreign Affairs, 2012. s10.io/digfabrev.
[6] 「The Fab Foundation.」 The Fab Foundation. Accessed October 2, 2019. s10.io/fabfound.
[7] 「WikiHouse.」 WikiHouse. Accessed October 2, 2019. s10.io/wikihouse.
[8] Ibid.
[9] Cascone, Paolo. 「African Fabbers Project.」 CODESIGNLAB. Accessed October 2, 2019. s10.io/africanfabbers.
[10] Peek, Nadya Meile. “Making machines that make : object-oriented hardware meets object-oriented software.” MIT, 2016. 17. s10.io/peekmachines.
[11] Ibid.
[12] Ibid,2.
Robots 機器人
如果設計團隊與機器一起工作，誰才是更專業的那個？
機器人已經成為社會文化的一部分有很長一段時間了，但是對於不同的人而言，它們依舊意味著不同的東西。有些人認為機器人只是洗衣機，有些人認為機器人是伴侶：電影《銀翼殺手》中的瑞秋就是最典型的例子。然而，設計團隊都不可否認，機器人將在成為設計團隊未來日常生活中不可或缺的一部分。
「機器人」一詞最早出現在卡雷爾‧恰佩克（Karel Čapek）於1920年寫的劇本R.U.R.（羅森的通用機器人），用來描述在機械性能上比人類更完美，更聰明的「人工人」。[1]之後，第一支工業機械臂（也就是Unimate）由美國發明家小喬治‧德沃爾（George C Devol Jr）在1954年創造。
Unimate 很快就被採用並取代了製造業中的人工勞動力：首先是通用汽車工廠經常出危險的壓鑄過程，後來又接替了許多繁瑣而勞動力繁重的工作，例如銲接，提升和堆疊。Unimate在汽車行業具有巨大的影響力，並授權給像日本諾基亞等其他公司，使該技術得以在全球多個市場中得到推廣。[2]
2000年代初，機器人製造市場的激烈競爭使其成本大幅降低，這使建築師和設計師們可更廣泛地接觸到它們。機器人製造公司本身也開始尋找替代產業。因此，建築師在使用中開始思考：機械臂如何替代或增強設計中的人工勞動力？機器人如何提升空間體驗？他們又如何協助施工過程？
R&Sie(n)的奧爾茲維格（Olzweg）是當代最早將機械臂在建築中進行應用的建築公司之一。[3]該提案規劃裡包括英國建築師塞德里克‧普萊斯（Cedric Price）1961年的作品娛樂宮殿（Fun Palace）的各個方面，強調了技術和人類之間進行的相互作用，並基於互動而且不斷變化的空間。在奧爾茲維格里，一個機械臂被放在庭院中的移動平台上。藉由將由回收玻璃元件組成的機械臂的移動和滑動，它建造了一個可變的永久的空間。R&Sie(n)提出了一種建築生產的框架，該框架中心嵌入了機械臂，同時重新構想了人類居所。
儘管R&Sie(n)未能成功實現該作品，但它卻頗具影響力，並激發了一系列將工業機器人手臂帶入建築設計的多元化作品。六年後，蘇黎世聯邦理工學院的格拉瑪齊奧‧科勒研究所（Gramazio Kohler Research）開始在實際情況中測試機械臂實現複雜曲率的潛力。
在2006年的編程牆（The Programmed Wall）作品中，一個工業機器人被用來按分佈陣列拾取和放置磚塊，以創建多孔的雙曲面。[4]工業機器人的位置與奧爾茲維格中的位置類似，位於允許其遞增移動以定位磚塊的軌道上。
2017年，這項技術被上海創盟國際建築設計有限公司（Archi-Union Architects）用於在上海建造池社美術館的前牆。同樣在2017年，建造初創公司施工機器人（Construction Robotics）推出了砌磚機器人SAM，該機器人「將泥瓦匠的生產率提高了3-5倍，同時將舉升幅度降低了80％」。[5]
某些限制在使用編程工業機器人代替人工來組裝建築元素的設計實驗中產生。首先是機器本身的侷限性。沒有指令（即被編程過），它就無法移動，並且它受到半徑和沿其移動的軸數的限制。此外，它需要一個末端執行器，即位於機械臂末端，可使機器人執行動作的裝置，例如人類手臂末端的手。末端執行器是專門為要執行的任務而設計和製造的，因此需要進行定製。如果沒有末端執行器或某種相應程式，工業機器人就無法真正獨自完成任何事情。另外，在這兩種模型中，機器人代替了人工。
近年來，「機器人是否能代替人類」此一批判性的問題激起了建築界的思考，他們思考如何應對這些流動性，勞動力和定製化問題。由建築師阿奇姆‧蒙格斯（Achim Menges）領導的斯圖加特大學計算設計與建設研究所（ICD）的工作開發了一種所謂的網際物理方法。在這裡，虛擬數據和物理數據之間藉由使用機器人技術和傳感器技術相互鏈接。在2019年的BUGA 纖維庭院（Fiber Pavilion）中，自然界發現的建築原理，即追溯到20世紀初的形態生成和生物原理；與先進的機器人技術和纖維複合材料相結合，實現了表現力強，重量輕且結構有效率的建築形式。[7]
瑪麗亞‧亞布洛妮娜（Maria Yablonina）在斯圖加特ICD（計算設計與建設研究所）的阿奇姆‧蒙格斯（Achim Menges）的指導下學習，2015年，她的作品「細絲結構移動機器人製造系統」將網路物理方法向前推進了一步。在這個作品中，她設計了一系列移動的，由任務驅動的爬壁機器人，它們在較大的建造框架內半自動運行，將細絲或線狀材料編織在一起以形成結構。
「在過去的十年中，設計團隊看到了試圖與人類一起工作的自動移動機器人如何顯著改變了人類勞動力在許多行業中的執行和分配方式，」 亞布洛妮娜解釋道。「這種變化尚未在營造業和建築業中發生，但這無疑只是時間問題。同時，設計團隊不僅需要考慮使自動化最便捷的一系列任務，還需要研究該技術可能會改變建築格局而不是建造的方式，進而潛在地影響設計團隊佔據建築環境的方式。」但她也指出，就所有權和決策權問題提出疑問至關重要。她問道：「如果設計團隊要與建築機械共存，誰來控制建築決策？」
半自動機器人協作的概念是當今許多建築師和設計師針對不同應用程式和情境的應對提案。無人機技術具有半自動或完全自動運行的潛力，這取決於它們的程式和所運行的特定環境，並且可用於導航不適合人類居住的基地。[8]該領域的其他工作重新思考了模組化半自動機器人可以作為對建築持久性的更大重新考慮的一部分，例如倫敦大學學院巴特萊特建築學院（the Bartlett School of Architecture）的設計計算實驗室（DCL）的工作。[9]
[1] Karl Čapek, R.U.R. (Rossum’s Universal Robots), Translated by Paul Selver and Nigel Playfair. Prague, 1921. 4.
[2] Ibid.
[3]Cca. 「Olzweg – R&Sie(n) Project Records.」 CCA. Accessed October 2, 2019. s10.io/olzweg.
[4] Brackets added.
[5] 「The Programmed Wall, ETH Zurich, 2006.」 Gramazio Kohler Research. Accessed October 2, 2019. s10.io/prgrmdwall.
[6] 「SAM100.」 Construction Robotics. Accessed October 2, 2019. s10.io/sam100.
[7]「BUGA Fibre Pavilion 2019.」 Institute for Computational Design and Construction, 2019. s10.io/bugafibre.
[8]Projects which engage with these ideas come from, for example, the Autonomous Manufacturing Lab, UCL as well as the Wyss Institute at Harvard University and the Institute for Dynamic Systems and Control with Gramazio Kohler Research at ETH Zurich.
[9] 「About.」 Design Computation Lab. Accessed October 2, 2019. s10.io/dcl.
Radical Rethinking 激進的反思
從零件到生產到材料，當一切都可以用前所未有的新方式觀察的時候，建築師的思維也該轉變。
過去十年來，超級電腦、AI 人工智能領域的資訊和數據技術實現了技術飛躍（即所謂「大數據」革命），探索建築機器人潛力的工作也變得可實現。[1]大數據與建築領域2012年開始的數位革命有著密切的聯繫。也就是所謂的「第二次數位化轉變」，使得新科技嵌入到建築思維中。
構成和組建建築元素的各個部分將能夠以前所未有的分辨率和細部被重新觀看。這促使建築師重新思考建築物的構成（從零件到材料）以及如何與建築物交互（從設計到生產再到體驗）。
建築師亞歷山德羅‧巴瓦（Alessandro Bava）寫道：「如何利用這些計算創新來更好地理解建築物，進而設計城市規劃干預措施、生產、施工過程的最佳路徑？人工智能、AI如何使建築師設計出能夠更好地響應周圍不斷變化世界的新穎建築？數位化工具如何使建築師和設計師為更多人創造更好的建築？」
[1]Carpo. The Second Digital Turn: Design Beyond Intelligence, MIT Press, 2017.
The Discrete 離散論
離散論建築應理解為，由可以多種不同方式組合的自相似、序列化且可重複的零件套件組成。
在當下，數位化和自動化技術更方便為所有人所用。那麼，由強烈的社會責任感與先進的數位技術相結合而被設計出的建築，會是什麼樣子呢？
離散（The Discrete）作為一種新興的概念，它重新思考了建築的基本構造塊。 [1]離散的核心是藉由加快建築物的計算和物理組裝中的離散性概念來重新定義整個建築生產鏈。[2]離散方法中的建築應理解為由可以多種不同方式組合的自相似，序列化且可重複的零件套件組成。如今，離散可以藉由有限的規則集來比以往任何時候都更快地計算出設計可能性，並建立起具有構造、環境、物質意義，並且具有社會意識的構築物。
建築師和理論家維歐拉‧安格爾（Viola Ago）解釋說：「建築學作為一種行業和學科，需要重新定義其在建築環境和美學語境中的作用。」
離散論顛覆了傳統的由固定機能的固定部件組成的建築範式。使用離散論進行裝配的建築零件套件藉由不同的組合和拆解，並進行重組。這樣，就沒有預先確定的層次結構，而是在每個構件的設計中嵌入了可能性。離散論的概念認為，隨著社會發展，建築師需要重新思考這些基本構件如何在整個生產的各個階段中實現更大的建築公平性和民主思想。這提供了一個與所有人相關的緊迫問題（例如氣候變化和移民問題）有關的建築框架。
在普勒索拉計畫（Plethora Project）工作的何塞‧桑切斯（Jose Sanchez）創作的遊戲 Common’hood 想像了一個未來的後稀缺世界（post-scarcity world），玩家在缺少資源的地方藉由建造發展自己的經濟和社區。[3]這是一款藉由在類製造實驗室的環境中使用數位化製造工具、電腦數控銑削車床和平台來實現交流和互動的世界。在Commonhood的世界中，玩家能夠根據自己的需求，去主動的交易與構建環境。這這款遊戲中，「離散」的概念為玩家在遊戲中的建築生產提供了更適應和敏捷的框架。玩家之間可以進行合作，以便在整個設計過程中考慮建築物或玩家生命週期內可能需要的更改。
[1]Retsin, Gilles, Philippe Morel, Daniel Koehler, Mollie Claypool, Achim Menges, Mario Carpo, Viola Ago, Marrikka Trotter, and Neil Leach. Discrete: Reappraising the Digital in Architecture. West Sussex, UK: John Wiley & Sons Ltd, 2019.
[2] Retsin, Gilles. 「Discrete Architecture in the Age of Automation.」 In Discrete: Reappraising the Digital in Architecture, 7–8.
[3] 「Common’Hood.」 Plethora Project. Accessed October 2, 2019. s10.io/cwm.
What’s Next: Construction Goes Digital 下一步：營造走向數位化
麥肯錫全球研究所（ McKinsey Global Institute）最近的一份報告向全世界揭露了一個建築和營造業眾所皆知的事實：營造業是世界上數位化程度最低的行業之一，僅次於狩獵。[1]此外，在營造業中，生產力自二戰以來還沒有增長過。[2]
儘管建築設計實踐使用數位工具至今已有30多年了，但是營造業卻往往保持著高度的相似性，依賴於建築工地上的半熟練或不熟練的體力勞動。這意味著營造業做好了使用集成和使用更多數位化技術的準備。這樣，該行業的生產率將提高，創造更多就業機會，並且使得普通人將與數位化系統建立更多聯繫。
考慮到氣候變化的影響、人員流動性的增加、物理空間的減少，將數位化工具和自動化技術集成到建築實踐中變得越來越迫切。建造能夠有效利用本地資源而不是依賴全球供應鏈的建造實踐，都是數位化建築環境生產模式的可能性。
然而，這並不是說數位化創新從未在建造行業中使用過。自1978年以來，在嚴重的勞動力短缺的刺激下，日本的建造公司，例如鹿島、熊谷、龜尾、小林和清水等日本工程公司就已經一直在開發自動化建築技術。[3]今天，日本仍然是將自動化建造技術整合到行業的先驅。此一創新的重點一直集中在特定任務的自動化上，從鋪設瓷磚的機器人到那些可以組裝天花板元件或抹泥刀混凝土的機器人上。[4]
世界各地的各種建造技術公司開始向日本的創新學習，因為日本經歷的短缺現象在許多國家也開始產生。例如，美國公司建造機器人（Built Robotics）開發了自動駕駛施工車輛用於施工現場移動土方和其他材料資源。[5]倫敦大學學院（UCL）和Google的自主製造實驗室已經利用無人機技術調研對於人類而言過於危險或規模過大而將佔用太多人力資源的基地環境。[6]
這些創新中的許多都圍繞著使用自動化技術替代人工。使建築生產自動化的其他發展重點並不在於使建築工地本身自動化，而是把將在建築工地上發生的許多過程轉移到工廠環境中。這些發展集中在對嵌入在許多傳統建造實踐中的宏觀組織和後勤問題推陳出新。
卡特拉（Katerra）是最早成為投資「獨角獸」（即已獲得超過10億美元）的建築初創企業之一，它開發了一種工廠製造建築的模型。[7]建築組件是由一家公司在一家工廠中設計，製造和組裝的，類似於蘋果公司（Apple）的電腦或iPhone。自從勒‧柯布西耶（Le Corbusier）在1914年至1915年的多公尺諾屋（Maison Dom-Ino）誕生以來，這個想法就已經存在了，自動化的成熟發展使得工廠生產的建築變得。與建立特斯拉（Tesla）工廠的方式相似，卡特拉可以以驚人的速度生產預製的建築元素和建築物，將傳統建築工地上經常存在的不同實踐簡化為一個工廠。
在後勤方面，一些公司也在尋求利用人工智能和機器學習的平台、網路應用程式類的自動化技術來簡化其程式。Procore將一個作品中的所有利益相關者聯繫在一起，形成一個平台。[8]這樣做的目的是使決策和過程更加有效和透明，傳統上不透明的過程通常是建築工地爭議的根源。
在其他計畫中，也有將自動化視為一種使居民參與城市環境生產的方式。人行道實驗室（Sidewalk Labs）是 Google 在加拿大多倫多的一項計畫，該計畫從該城市居民那裡收集數據，以改善基礎設施決策和城市規模上的流動性。[9]這個計畫有趣的點在於將人們在城市環境中的日常活動進行商業化。在這個作品中，T.F. Tierney寫道：「設計團隊看到了城市規劃從以市民為基礎的模式向消費者模式的轉變，在這裡，所有公民的個人和環境數據都是一種經濟資源」。 [10]城市中的居民成為私有公司設計其周圍城市環境的資源。儘管從道德層面上講，該計畫已受到世界各地建築師的廣泛爭論，但它突顯了這樣一種觀念，即明天的建築環境可能需要設計團隊與自動化系統的交互變得更加透明。[11]
[1] 「Reinventing Construction: A Route to Higher Productivity」, McKinsey Global Institute, McKinsey & Company, February 2017.
[2] Ibid.
[3] Taylor, M., S. Wamuziri, and I. Smith. 「Automated Construction in Japan.」 Civil Engineering 156, no. 1 (2003): 34–41. s10.io/automjapan
[4] Ibid.
[5] 「Building the Future of Construction.」 Built Robotics. Accessed October 2, 2019. s10.io/bltrbtcs.
[6] 「X – Wing.」 X, the moonshot factory. Accessed October 2, 2019. s10.io/wing.
[7] 「About – Katerra – North America.」 Katerra. Accessed October 2, 2019. s10.io/ktra.
[8] 「World’s Leading Construction Management Software.」 Procore. Accessed October 2, 2019. s10.io/prcre.
[9] 「Sidewalk Labs.」 Sidewalk Labs. Accessed October 2, 2019. s10.io/swl.
[10] Tierney, T F. 「Toronto’s Smart City: Everyday Life or Google Life?」 Architecture_MPS, January 2019. s10.io/trntsmart.
[11] Cecco, Leyland. 「’Surveillance Capitalism’: Critic Urges Toronto to Abandon Smart City Project.」 The Guardian. Guardian News and Media, June 6, 2019. s10.io/survcap.