Gilles Retsin: digitaalne materjal

Diskreetsed arvutuslikud protsessid arhitektuuris ja tootmises.

Me ei ole kunagi olnud digitaalsed

Artiklis „Breaking The Curve“ („Murdes kõverat”), kirjeldab Mario Carpo arvutuslikes protsessides sisalduvat olemuslikku diskreetsust, vastandades seda eelarvutusliku perioodi pidevuse loogikale kaasaegses teaduses (Carpo, 2014). Carpo kirjeldab, kuidas 1990. aastate arvutusloome ehk „spline-i tegijad” kasutavad olemuslikult vana diferentsiaalse matemaatika kõrval kaasaegseid mõisteid nagu geomeetria ja topoloogia. Sellele järgnev generatsioon, mida Carpo kirjeldab, rakendab arvutuslikult diskreetset loogikat, mis on võimalik tänu arvustusvõimsusel põhinevale uut tüüpi teadusele. Eristades pidevat ja diskreetset, väidab käesolev artikkel, et võib-olla me pole kunagi olnud digitaalsed.1 

Vihjan Nicholas Negroponte raamatule „Being Digital” („Olles digitaalsed”) ja Bruno Latouri teosele „Me pole kunagi olnud modernsed“ ja väidan, et arhitektid on põhimõtteliselt valesti aru saanud nii digitaalsuse iseloomust kui ka selle majanduslikest ja sotsiaalsetest järelmitest. 

Carpo tuvastatud Teine Digitaalne Ajastu2 on diskreetne ainult teatava piirini. Valmistamise vaatenurgast on tegemist endiselt pidevusele toetuvate tootmisprotseduuridega. Diskreetne arusaam eksisteerib seal vaid projekteerimisprotsessis, kompleksseid geomeetriaid teostades toetuvad arhitektid samadele valmistustehnoloogiatele nagu eelnev põlvkond: segmente mass-kohandatakse kas CNC-freesimise, robotilise valmistamise või 3D-printimise abil.

Näiteks kui robotit kasutatakse suurest kivirahnust keskaegse skulptuuri väljauuristamiseks, on arvutisse sisestatud pelgalt analoogprotsess. Sellist karmi eristust analoog- ja digitaalvalmistamise vahel on veenvalt väitnud Neil Gershenfeld (Gershenfeld, 2015). Selleks, et olla digitaalne, peab tootmisprotsess töötlema materjali, mis on ka ise digitaalne – eristus diskreetse ja pideva vahel ei eksisteeri mitte ainult digitaalkeskkonnas, vaid ka füüsilises maailmas. 

Digitaalne andmestik põhineb diskreetsetel ühikutel, millel on piiratud arv ühendumisvõimalusi, või täisarvudel – samal ajal kui pidev baseerub lõpmatutel numbritel. Juhul kui kõik koosluse elemendid on diskreetsed, järjestatud ja seostatud elemendid, millel on piiratud arv ühendamise võimalusi, võib seda defineerida kui digitaalset formeeringut.

Lähtudes sellest loogikast, saab öelda, et Carpo „Teine digitaalajastu“ ei tööta digitaalse materjaliga. Õieti pole siin mingit aimu diskreetsusest, ei ole ühtegi ühikut või bitti, mis digitaalses protsessis vastaks ühikule valmistamise protsessis. Tootmisprotsessi ja projekteerimisprotsessi vahel pole ühest seost – pärast kavandamist tuleb saadud vorm tükkideks „viilutada” ja teisendada tootmist võimaldavaks andmemahuks. Võib väita, et siiani on arhitektid loonud ehitisi, millel on analoogsüntaks. 1990. aastatest pärinevad eksperimendid on endiselt rajatud pindadele ja geomeetriale, mis on lõigatud sujuvalt varieeruvateks segmentideks. Nende füüsilis-materiaalne ülesehitus on analoogne, samuti nagu nende projekteerimise süntaks. 

Digitaalne tootmine

Võib väita, et arhitektide valearusaam digitaalse iseloomust lähtub digitaalse tootmise algusajast.

Alates 1990. Aastatel väldanud CNC-pinkide vaimustusest on digitaalsetesse tootmismasinatesse suhtutud kui seadmetesse, mis võimaldavad valmistada tuhandeid enesesarnaseid, kuid varieeruvaid detaile sama hinnaga nagu identseid koopiaid (Carpo, 2011). Idee variatsioonist ja eristamisest muutus tugevaks, fordistlikule seeriaviisilisele kordamisele vastanduvaks argumendiks (Lynn, 1999). Greg Lynni NURBS kurvide diagrammid tähistavad seda üleminekut modernistlikult koostult täieliku pidevuseni, kus puudub osa mõiste. Ka tööstuslik robotkäsi pakub vastavat täpsuse ja korratavuse võimekust. Arhitektide erinevuse käsitlus piirnes üheksakümnendatel turule meelepärase „mass-kohandamisega“ ning on nüüdseks aruteludes taandunud. See on asendatud uute mõistetega nagu jagamismajandus, asjade internet, suurandmed ja platvorm.Üheksakümnendate arhitektid tõlgendasid mass-kohandamisst kui formaalset mitmekesise vormi pakkumist, selle asemel et keskenduda tootmisahelate parandamisele. Täna on ainuke kaubanduslikult saadaval olev toode, mis on pisut kohandatud sarnaselt arhitektide ettekujutatuga Nike’i ID-jalats, millele saavad kunded valida mõne erineva värvi ja kanga. Suur enamik teistest toodetest on endiselt standardiseeritud, ja muutuvad aina standardiseeritumateks. Näiteks kasutab enamik maailmast praegu ainult ühte või kahte tüüpi mobiiltelefoni – olukord, mis on võrreldav Ford T-ga. Loomulikult pole vaja muuta su nutitelefoni tegelikku vormi või kuju – miks sa peaksidki? Kohandatav on sisu, tarkvara, sinu paigaldatav rakendus. Digitaaltootmise tegelik sisu pole mitte variatsioonide paljundamine, vaid selle potentsiaal lühendada tootmisahelat ja tööstuslikku tootmist hajutada. Jeremy Rifkin kirjeldab, kuidas digitaalse tootmisega saab iga toodet valmistada nii, et iseenesest ei pea selle valmistamisel kaasama tervet hulka masinaid, tehaseid, alltöövõtjaid, tarnijaid jne. Selliste toodete kiired variatsioonid või kordused saab teha ilma igasuguste lisakulutuseta (Rifkin, 2014). 

Olles digitaalsed

Rifkini digitaaltootmise idee lähim arhitektuurne vaste on ilmselt Wikihouse: platvorm avatud lähtekoodiga majale, mida saab luua väikestest elementidest, mis on valmistatud odavatel ja omakorda avatud lähtekoodiga iseehitatud CNC-masinatel. Siin on olemas digitaalmajanduse kõik tundemärgid: mõte wikipeedia-laadsest platvormist, mis toob kokku vaba informatsiooni, hajutatud tööstuslik tootmine, lühikesed tootmisahelad ja võimaluse kordamiseks. Muidugi saab iga Wikimaja olla veidi erinev, kohandatud perekonnale ja krundile, aga oma olemuselt pole sel mingit seost vormilise diferentseerimisega. Wikimaja on selles mõttes rohkem „digitaalne“ kui ükski parameetriline disain või 1990. aastate pinnaprojekt. See on täielikult erinev arusaam digitaalsest tootmisest võrreldes mass-kohandatud Nike’i jalatsiga. Pealegi, on sel poliitilised tagajärjed: tootmise ja disaini ettevõtmine – platvorm – võib kuuluda inimestele või ühistutele, mitte suurfirmadele. Wikimaja on selge näide, kuidas tootmist saab demokratiseerida. See on niisugune digitaalmajandus, mis loob baasi sellele, mida Paul Mason nimetab postkapitalismiks, see hetk, kui vabalt saadaolevad infotooted kõrvaldavad turul valitseva kunstliku kitsikuse.

Diskreetne ja digitaalne arhitektuur

Kas saame seega kujutleda arhitektuuri, mis on täiesti digitaalne oma disainis, süntaksis ja majanduslikus pooles? See uut tüüpi arhitektuur looks digitaalse süntaksi, mis baseerub mitmekülgsetel ja taaskombineeritavatel bittidel või osadel, mida saab valmistada ja jagada wikilaadsel tootmisplattvormil. Juba definitsiooni järgi vabastab niisugune digitaalne süntaks ennast geomeetriast ja muutub puhtalt suhtepõhiseks. Katses „olla digitaalne“ vabaneb arhitektuur pinnast, ja saavutab taas ligipääsu diskussioonile tootmisviisidest, mis võimaldab osaleda ühiskondlikus arutelus digitaalsuse sotsiaalsete ja poliitiliste järelmite teemal. Need ehitusklotsid toimivad samal moel kui digitaalne andmestik, mis tähendab, et neid võib ümberkombineerida, nad on ümberpööratavad, universaalsed ja mitmeks otstarbeks kasutatavad.

Esimene eksperiment täielikult digitaalse projektiga on Diamond House (Teemantmaja) (2016), mitmepereelamu Wemmelis Belgias.

See projekt põhineb L-kujulistel ja sirgetel elementidel, millel on emane-isane liides.

Elemendid on õõnsad, kokkupandud puitplaatmaterjalist. Põhimõtteliselt võiks neid valmistada väikese CNC-freesiga ja toota hajutatult. Need elemendid on hierarhiliselt skaleeritavad, mis tähendab, et need võivad esineda mitmetes erinevates suurustes. Sarnaselt muuga – me eeldame esmalt punktidega täidetud ruumi olemasolu ja punktid võivad sisaldada andmeid nagu koormused, vektorid jne. Iga voksel on seotud digitaalse ehitusklotsiga, mille suund on määratud näiteks vektoriga või naabruses olevate vokslitega. Süntaks tekib elementidevahelistest suhetest. Greg Lynni NURBS kurvi diagramm muutub mahuliseks, vokseldatud andmepilveks. Voksli sisu saab muuta, nagu ka vokselruumi suurust ja resolutsiooni.

Niisugust lähenemist rakendasin põhjalikumalt Suncheon Art Platform (Suncheoni kunstiplatvorm) (2016) võistlustöös, mis kasutab suuremõõtmelisi ehitusplokke.

Need plokid on tehtud sisemise jäikusraamiga puitpaneelidest. Talitused nagu ventilatsioon ja muuseumi valgustus on neisse integreeritud. Võistlusettepanek uurib madalama resolutsiooni tähendust ja tulemeid, väites, et kõige tähtsamaks aspektiks on süntaks. Kuigi madala resolutsiooni tõttu võib hoone näida kohati peaaegu minimaalsena – on see siiski digitaalne materjalikorraldus, süntaktiliselt sama kui Teemantmajal.

Suncheoni kunstiplatvormid näitavad, et resolutsioon ja mastaap pole sama tähtsad kui süntaks. Madalamaresolutsiooniline süntaks Suncheoni kunstiplatvormis rõhutab nihet tervikult osadele. Sel hoonel on mõjus ja selge vorm, kuid samaaegselt on see kehand endiselt hajutatud ja avatud – see võib laieneda, ennast kokku tõmmata jne. Sel on väliskeskkonna ja sisemuse vahel udune, kuigi pikseldatud piir. Niisiis: selle asemel, et viilutada tervikut suureks hulgaks osadeks, on hoonevorm dialoogis osa ja tervikuga – need on demokraatlikult paigutatud samale tasandile.

Tallinna Arhitektuuribiennaali paviljon (2017) andis võimaluse materialiseerida eelpool kirjeldatud mõtted.

Paviljon põhineb ainult mõnel lego-laadsel tükil, mis võivad samaaegselt toimida nii posti, tala kui ka kattekonstruktsioonina. Need diskreetsed ehitusklotsid on tehtud odavast, standardile mittevastanud 18-mm välisvineeri lehtedest (3.3 x 1.35 m), mis olid kohapeal käepärast. Iga leht on lõigatud CNC-masinaga ja seejärel pandud kokku jäigaks ehituklotsiks, mis on võimeline toimima koormusi kandva elemendina. Klotsid moodustavad sirgete 45-kraadiliste, 90-kraadiliste ja 135-kraadiliste elementide perekonna. Ehituklotsid on projekteeritud toimima „piisavalt hästi“ ükskõik millises konstruktsioonilises olukorras: surve all, tõmmatuna, samuti konsooli või postina. Pisut üle 380 m2 vineeri lõigati ja pandi kokku 80 ehitusklotsiks. Kogu ehitis toodeti Tallinnas, koostöös kohalike valmistajatega. 

Sarnaselt tellisladudega on diskreetsed ehitusklotsid kombineeritavad vaheldusrikkaks mustriks ja nendega saab luua suuri talasid ja sildeid. Elemendid ühendatakse müügilolevate keermelattidega, mida tavaliselt kasutatakse ripplagedes või kaablirennide riputamisel. Latid ühenduvad läbi mitme tüki, tekitades pingestatud jäiga konstruktsiooni. Plokke saab kiirelt kohapeal kokku panna, kasutades vaid mutrivõtmete komplekti ja polte. Koostu võib ümberpöörata, seda saab modifitseerida või hiljem lahti võtta.

Tallinna paviljon on pigem juhtumiuuring või konstruktsiooni prototüüp, mitte lõpetatud vorm. Ses mõttes on ta sarnane Le Corbusier’ Maison Dominoga, olles abstraktne mudel suuremast, ümberkombineeritavast ja korratavast ehitussüsteemist. Vastandina tüüpilistele koorikutele või pinnalaadsele parameetrilistele paviljonidele tuleb seda paviljoni mõista kui osa suuremast tervikust, kui ühikut mass-elamuehituse süsteemis. Paviljoni horisontaalne ülesehitus vihjab faktile, et ühikuid võiks laduda üksteise peale ja korrata mitmes erinevas suunas. See paviljon ei ole kunagi lõpetatud: ta püsib avatud ja kohandatava tervikuna. Ehitisele võib lisada katuse või fassaadi, ta võib jätkata oma elu onni, jalakäijate silla või elamuna teises asukohas.

Paviljoni taga olev digitaalne töövoog võimaldab madalahinnalist, kiiret ja avatud tootmisahelat. Digitaalse tootmise tööriistade abil muudetakse algselt nõrk materjal mitmekülgseks ja konstruktiivseks ehitusklotsiks, mida võib kokku panna igaüks peaaegu ilma tööriistadeta. See ehitusmeetod on skaleeritav ja võib rakenduda elamuehituses suuremas mastaabis, kui kasutada tugevamat materjali nagu CLT (Cross Laminated Timber – ristkihtpuit) või LVL (Laminated Veneer Lumber – spoonliimpuit) – nagu näiteks Teemantmaja või Suncheoni kunstipaviljoni puhul.

TAB-i paviljon on täisdigitaalne – nii oma projekteerimisprotsessis kui ka materjali korrastuses, süntaksis ja majanduslikus tootmismudelis. Lisaks pigem arhitektuursetele süntaksiga ja osa-terviku suhetega tegelevatele küsimustele valmistab digitaalsele tootmisele suunatud fookus, mis vaatab kaugemale pelgalt vormilisest erisusest, ette pinnast nende tööriistade sotsiaalse mõjuga seonduvale diskussioonile. See võimaldab arhitektidel haarata digitaalne laiemasse sotsiaalsesse diskussiooni. Samaaegselt hoiab keskendumine osadele, kompositsioonile ja süntaksile selle diskussiooni disainivallas. Digitaaldiskreetsesse on kätketud poliitiline kaasatus: digitaalsed tootmisvahendid on laiapõhjalised ja kaasavad võimalused osaleda tootmises. Isoleeritud keskustelu asemel materjali käitumisest ja konstruktsioonilisest toimimisest võimaldab see arhitektidel kasutada oma arusaama digitaalsetest töövoogudest, et panustada elavale kultuurilisele ja poliitilisele debatile kapitalismi tuleviku, automatiseerimise, linna olukorra, elamuehituse jpm teemadel.

GILLES RETSIN on Londonis elav arhitekt ja õpetaja, kelle töö keskendub uute tehnoloogiate ja arhitektuuri suhtele. Ta on Bartlett Prospective Architectural Design programmijuht ja Design Computation Lab kaasasutaja UCL Bartlett School of Architecture Londonis. Gilles Retsin õppis arhitektuuri Belgias, Tšiilis ja Suurbritannias arhitektuurikoolis Architectural Association.

  1. Väljendit „Me ei ole kunagi olnud digitaalsed“ ja seost Latouri ja Negropontega on esmakordselt kasutanud Thomas Haigh digitaalsuse ja inimteaduste suhte kirjeldamisel. Siiski ei viita ma siinkohal Thomas Haigh’ artiklile, mis on digitaalsete tehnoloogiate mõju osas pigem skeptiline.
  2. Carpo peab silmas EZCT-i, Biothingi, Kokkugia ja Michael Hansmeyeri tööd.

Carpo, M. (2014). Breaking the Curve. Big Data and Digital Design. In Artforum 52, 6. pp. 168–173.

Carpo, M. (2011) The Alphabet and the Algorithm, MIT Press

Gershenfeld, N., Carney, M., Jenett, B., Calisch, S. and Wilson, S. (2015) ‘Macrofabrication with digital materials: Robotic assembly’, Architectural Design, 85(5), pp. 122–127. doi: 10.1002/ad.1964.

Eisenman, P (1976)  “Post-Functionalism”, Oppositions 6, MIT Press, pp. 236–239

Latour, B. (1991) We Have Never Been Modern, Harvard University Press

Eesti keeles: Bruno Latour. Me pole kunagi olnud modernsed.

Prantsuse keelest tõlkinud Anti Saar. Järelsõna Silver Rattasepp 

Tallinna Ülikooli Kirjastus, Bibliotheca Controversiarum 2014 

Lynn, G. (1999)  Animate form. New York: Princeton Architectural Press

Mason, P (2015) PostCapitalism: A Guide to our Future, Princeton Press 

Rowe, C. (1947) The Mathematics of the Ideal Villa, reprinted in Rowe, C. (1976) The Mathematics of the Ideal Villa and other essays, the MIT Press 

Rifkin, J. (2014) The Zero Marginal Cost Society, Palgrave Macmillan Trade

Avaldatud 2018.a. kevadnumbris (nr 93).

LOE VEEL

Katrin Koov: Mäetaguse reisikiri

Muutustele avatud Mäetaguse alevikus on õnnestunud erinevatest ajastutest pärit hoonetest koosnev keskuseala siduda hea väliruumiga mõjusaks ja terviklikuks keskkonnaks.

100 numbrit kriitilist arhitektuuridiskussiooni: vestlusring MAJA peatoimetajatega

Ajakiri Maja on 1994. aastast olnud keskne platvorm Eesti arhitektuuri kajastamiseks ja edendamiseks. Ajakirja sajanda numbri puhul vestlesid kõik, kes peatoimetaja rolli aja jooksul täitnud – Leele Välja, Piret Lindpere, Triin Ojari, Katrin Koovi ja Kaja Pae –, rääkides tööpõhimõtetest ja ajakirja muutumisest läbi kahe ja poole kümnendi. Küsis Andres Kurg.