Die zentrale Eigenschaft des Organismus sind selbstreplizierende Fabriken, sowie dessen selbstständige Ausbreitung.
Die Oberfläche unserer Erde ist für autonome, mechanische Geräte nur sehr schwer zu beherrschen, der Platz ist begrenzt und kollidiert mit unserem Lebensraum. Die Erdkruste hingegen bietet mit konstanten klimatischen Bedingungen und schier endlosem Platz deutlich bessere Bedingungen.
Inspiriert von Wurzelwachstum in der Natur expandiert der Organismus selbstständig und verspricht damit eine probiotische Integrierung der Industrie in unsere Umwelt.
Motivation
Als Menschen müssen wir uns in der Zukunft einer Vielzahl von Herausforderungen stellen, die vor allem durch unsere industrielle Expansion verursacht wurden. Ich begab mich auf die Suche nach fiktiven Lösungen für einige der derzeit dringlichsten Probleme unserer Industriemaschinerie wie Abfall, ineffiziente Fertigung, nicht nachhaltige Energieerzeugung, unmenschliche Arbeitsbedingungen und schädlichen Rohstoffabbau. Das Ergebnis imitiert die Eigenschaften von Pflanzen mit Hilfe einer AI, um einen in sich geschlossenen, sich selbstentwickelnden und selbsterhaltenden mechanischen Organismus zu schaffen, der Gebäude für den Transport von Rohstoffen verbindet, Energie mit nachhaltigen Biogasanlagen erzeugt, Produkte in vollständig autonomen Fabriken herstellt und Rohstoffe aus dem Boden extrahiert, wie eine Pflanze Nährstoffe aus dem Boden bezieht.
Umsetzung
Um diese Vision darzustellen, wurden verschiedene Schichten von wurzelartigen Tunneln und knospenartigen Fabrikabteilen mit einem Pathfinding-Algorithmus in Javascript erstellt und mit einem Python-Skript im 3D-Raum visualisiert. Das finale Medium ist ein VR Film, welches die Erfahrung der Dimension dieses Systems so immersiv wie möglich machen soll.
Animation
Ein animiertes Rendering, um das Grundprinzip des Organismus zu demonstrieren (360 Grad Video). https://youtu.be/eSnlWzUOwxs"
Renderings
Renderings einzelner Schichten der Wurzelstruktur.
Struktogramm
Vereinfachte Darstellung der Beziehung zwischen den Komponenten. Auf tieferen Schichten geht es vor allem um Energie und Rohstoffe. In der Mitte findet hauptsächlich eine Menge maschineller Austausch statt, während die oberste Schicht wird von verbraucherbezogenen Produkten dominiert.
Querschnitt
Querschnitt einer Wurzel. Während in der Mitte der Transport von Waren stattfindet, transportieren die Rohre flüssige und rohe Materialien. Alle Komponenten können auch hier nach Bedarf wachsen oder sich verkleinern.
Fabriken
Die expandierbaren Fabriksegmente können ein Ausgangsmaterial in ein Ausgangsprodukt umwandeln. Sie können eine Anzahl von Material und fertigen Produkten in ihren äusseren Segmenten speichern, während die Herstellung im mittleren Segment stattfindet.
Fabrikenwachstum
Fabriken entstehen aus kleinen Wurzelfortsätzen und können je nach Bedarf wachsen und schrumpfen.
Pathfinding in Javascript
Um die Wurzeln realistisch zu erzeugen, habe ich einen Pathfinding-Algorithmus gefunden, der das beste visuelle Ergebnis erzielen konnte. Im Laufe des Projekts habe ich einen Code geschrieben, der Pfade erzeugt indem er definierte Pixel in einer Noisemap umwandert und die Koordinaten der Pfade als CSV-Datei exportiert, die in der 3D-Anwendung importiert werden können. Die grünen Enden der Wurzeln sind die Basis für die separat exportierten Fabrikabteile.
Wurzelwachstum
Der Organismus wächst vergleichsweise langsam. Er wächst über Jahrzehnte hinweg und passt sich ständig den sich ändernden Anforderungen und Bedingungen an. In diesem Beispiel dauerte es 50 Jahre von der initialen Bohrung bis zur vollen Größe.
Zugang zu den Services
Der individuelle Verbraucherzugang wird direkt in die Häuser oder Wohnungen besser situierter Kunden oder Geschäfte eingebaut. Für einen günstigeren Zugang kann ein gemeinsamer Zugriff bereitgestellt werden, damit alle von dem System profitieren können.
Verbraucherzugang
Eine einfache Darstellung des Verbraucherzugangs. Er kann vom Verbraucher genutzt werden, um Services und Waren vom Organismus zu beziehen, oder Objekte zur Lagerung oder Verarbeitung zu senden.
Formfindung
Aus der Wurzeldatenbank D.I.R.T entnommen, dienten rund 1000 Photos von Kuhbohnen als Inspiration für das Projekt. Zu Beginn des Kurses wurde zusätzlich versucht, mithilfe der Bilder einen Machine Learning Algorithmus anzulernen, um anschliessend Wurzeln generieren zu können. Leider funktionierte dies nicht zufriedenstellend.
Werkschau
Poster für die Werkschau