Технологи болон биологийн огтлолцол дээрх дизайн

image

Хоорондоо адил хэрнээ үүсэл нь өөр дом хэлбэртэй хоёр дизайныг харьцуулбал нэг нь төмрийн мянга мянган хэсгүүдээс, нөгөө нь дан торгоны сүлжмэлээс бүтсэн, нэг нь синтетик дизайн, нөгөө нь органик дизайн юм. Нэг нь хүрээлэн буй орчны эсрэг байхад, нөгөө нь хүрээлэн буй орчныг өөрийг нь бий болгодог. Нэг нь байгальд зориулагдсан байхад, нөгөө нь байгаль эх өөрөө өөрийгөө бүтээсэн дизайн юм. 

 

Зураг 01. Buckminster Fuller-ийн Montreal Biosphere.              

Зураг 02. Neri Oxman-ий Silk Pavilion

 Michelangelo хэлэхдээ: "Би боловсруулаагүй гантигийг харах үед эрх чөлөөтэй болохыг эрмэлзсэн ямар нэг хэлбэрийг олж хардаг" гэжээ. Түүний цор ганц багаж нь сийлбэрийн багаж байсан. Гэвч амьд зүйлсийг сийлж, хэлбэр дүрсэд оруулах боломжгүй юм. Амьд зүйлс ургадаг. Түүнчлэн амьдарлын хамгийн жижиг хэсгүүд буюу бидний эсүүд бусад эсүүдийнхээ амьдрах болон нөхөн төлжих бүх шаардлагатай мэдээллүүдийг агуулдаг.

 Бидний хэрэглэж буй багаж хэрэгслүүд бүгд л үр дагавартай. Аж үйлдвэрийн хувьсгалаас хойшхи хахир хатуу үйлдвэрлэл, массийн бүтээгдэхүүнүүд дизайны ертөнцөнд давамгайлсаар ирлээ. Дизайнерүүд, архитекторууд ялгаатай функцууд, салангид хэсгүүдээр нэгэн бүхэл биетийг зохион бүтээхээр бэлтгэгддэг. Тэдний төсөөллөөр бүтсэн ертөнцийг ассемблей зураасуудаар албадсаар ирлээ. 

Харин та бүхэн байгаль дээр хоорондоо адил материалаар бүтээгдсэн ассемблийг олж чадахгүй. Хүний арьсыг авч үзье л дээ. Бидний нүүрний арьс нимгэн бөгөөд том нүх сүвтэй байхад нурууны арьс арай зузаан, жижиг нүх сүвтэй байдаг. Нэг нь ерөнхийдөө шүүх үүрэгтэй байхад нөгөө нь хамгаалах үүрэгтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч арьсанд хэсэг хэсгүүдэд хуваагдаагдсан зааг байдаггүй. Энэ нь уян хатан чанараараа өөрсдийн функцийг аажимдаа өөрчилж байдаг систем юм. Иймээс миний илтгэлд багаж болон ген, машин болон организм, ассемблей болон ургалт, Henry Ford болон Charles Darwin-ий талыг барьсан, эдгээр хоёр ялгаатай чиглэлд ажилладаг архитекторууд, дизайнеруудын, мөн миний ертөнцийг үзэх үзлийг харуулах юм. Эдгээр хоёр өөр ерцөнцийг үзэх үзлүүд болох бидний зүүн болон баруун тархи, анализ болон синтезийн ялгаанууд энд миний ард байгаа дэлгэцэн дээр гарах болно. Миний ажлын анхан шат бол эдгээр ялгаатай хоёр ертөнцийг нэгтгэх, ассемблейгээс ургалт руу илүү ойртуулах гэсэн оролдлого юм.

Яагаад одоо гэж? 10 жилийн өмнө, эсвэл 5 жилийн өмнө энэ бүхэн боломжгүй байсан юм уу? гэж асууж болох юм. Бид түүхийн маш онцгой цаг үед амьдарч байна. Дизайнеруудын хувьд урьд өмнө нь зохион бүтээгдэж байгаагүй багаж хэрэгслээр хангагдсан, 4 салбарыг нэгтгэсэн маш ховор цаг үед ирээд байна. 

Эдгээр салбарууд нь:

  • Энгийн кодоор төвөгтэй хэлбэрүүдийг гаргах компьютерийн дизайн, 
  • Дизайны иж бүрдэл, хэсэг тус бүрийг сийлбэрлэлгүй, харин материал нэмэх, ургуулах үйлдвэрлэл, 
  • Хамгийн өндөр нарийвчлалтайгаар материалын төлөв, шинж чанарыг зохиох боломжтой материалын инженерчлэл, 
  • DNA-г засварласнаар биологийн шинэ функцыг зохиох боломжтой болсон синтетик биологи зэрэг юм. Эдгээр 4 салбарын уулзвар дээр манай баг болон миний бие зохион бүтээх ажлаа гүйцэтгэдэг. Миний оюутнуудын уран гар, уран ухаантай танилцана уу.

Зураг 03. Neri Oxman-ий нэгтгэсэн 4 салбар

Нэг л өдөр бүхэл бүтэн барилгыг ч хэвлэх чадалтай болсон байх 24м-ийн диаметртэй зөөврийн робот гараас авахуулаад харанхуйд гэрэлтдэг, гений түвшинд инженерчлэгдсэн, микро организмаас бүтсэн, нано хэмжээст графикууд хүртэл янз бүрийн хэмжээтэй юмс, бүтээгдэхүүнүүд, байгууламжууд, багаж мэтийг бид бүхэн зохион бүтээж байна.

Энд бид эртний араб архитектурын хэв загвар болох mashrabiya-г дахин төсөөлж, өөр хоорондоо хэзээ ч дахин давтагдашгүй хэмжээтэй нүхээр гэрэл болон дулаан нэвтрэх дэлгэцийг бүтээлээ. 

Зураг 04. Mashrabiya

Бид дараагийн төсөлдөө хүрэм болон юбка хийх боломжийг судалсан. Iris van Herpen-тэй хамтарч Парисийн хувцас загварийн долоо хоногт оролцлоо. Үзүүртээ хөшүүн, биетэй хэрнээ бүсэлхий хэсэгтээ уян хатан байх цор ганц, бүхэл хэсгээс бүтсэн дизайн маань яг л хоёр дах арьс мэт. Stratasys надтай урт хугацааны турш хамтран ажиллаж байгаа бөгөөд бид хоёр 3D хэвлэл дээр эдгээр хүрэм болон юбкийг эсүүдийнх нь хооронд ямар ч оёдолгүйгээр хэвлэлээ. Энд үүнээс гадна өөр олон бүтээлүүд байна. Энэ хуягны хатуу болон зөөлөн материалуудыг 20 микроны (бичил метр) нарийвчлалтайгаар нийлүүлсэн. Дизайнерууд ийм өндөр нарийвчлалтай аналитик болон синтетик багажууд хэрэглэх боломжтой болсон нь бидний биед төгс таарах хэрнээ, нөгөөтэйгүүр бидний эд эсийн түвшинд хүртэл физиологийн бүрэлдэхүүн болж чадах бүтээгдэхүүнийг зохион бүтээх боломжтой болж байгаа юм. 

 

Зураг 05. 3D хэвлэгдсэн хүрэм болон юбка

Зураг 06. Дуулга

Бидний дараагийн бүтээл бол бүтэцлэг, тухтай, дуу чимээг өөртөө шингээдэг акустик сандал. Тэгш бус гадаргуу өөртөө дуу чимээг шингээдэг болохыг нь ойлгосноор хамтран зүтгэгч, профессор Carter бид хоёр байгалаас бүтээлүүдээ хийх онгодыг хайх болсон. Бид энэхүү сандалын гадаргууг янз бүрийн хатуулагтай, тунгалаг биш, хүний биеийн хэсэг тус бүрт зохицсон даралтыг тэсвэрлэх чадвартай гэх мэт 44 өөр шинж чанар бүхий материалаар хэвлэж гаргасан. Бүтцийнх нь үүднээс энэхүү гадаргууг өөр олон төрлийн материал, өөр ассемблийг нэмж биш, харин тухайн нэг материалын өөрийнх нь шинж чанарыг дахин, дахин хувиргаж эдгээр олон функцуудад тохируулсан.

 

Зураг 07. Акустик сандал

Гэхдээ байгал эх өөрөө идеал мөн үү? Байгал эх тус тусдаа хэсгүүдээс бүтдэггүй гэж үү? Би шашинлаг еврей гэр бүлд өсөөгүй ч гэсэн намайг бага байхад эмээ маань еврей Библээс олон түүхүүд ярьж өгдөг байлаа. Эдгээр түүхүүдийн нэг нь толгойд хадгалагдан үлдэж, миний үнэт зүйлсийг тодорхойлсон юм.

Бурхан орчлон ертөнцийг бүтээх гурав дах өдрөө дэлхийг үр жимстэй мод ургуул гэж зарлиг буулгав. Анхны жимсний мод ургахын тулд их бие, мөчрүүд, навчнууд болон жимснүүд гэх мэт хэсгүүдгүй байв. Мод бүхэлдээ нэгэн жимс байв. Ингээд эцэст нь газар дэлхий холтос, үндэс, цэцэгтэй моднуудыг ургуулж эхлэв. Газар дэлхий хэсэг хэсгүүдээс бүрдэх ертөнцийг бүтээв. Би өөрөөсөө хааяа ингэж асуудаг: Хэрвээ ямар нэг зүйл ганцхан хэсгээс бүтдэг байсан бол ямаршуухан дизайнтай болох байсан бэ? Бүтээл хийх илүү дээр нөхцөл рүү эргэх байсан болов уу?

Ингээд бид тэр Библи дээр гардаг үр жимс ургуулдаг модны материалыг эрэлхийллээ, дараа нь оллоо. Сам хорхой, хавч, хилэнц, эрвээхэй зэрэг организмууд жил бүр дэлхий дээр хэдэн сая тонноор бий болдог. Дэлхийн хамгийн элбэг хоёр дах биополимер (гинжин эсвэл салаа молекулуудаас бүрддэг химийн холбоос) бол chitin юм. Хэрвээ бид энэ материалыг зохицуулж, учрыг нь олж чадвал нэгхэн хэсгээс бүтэх хэрнээ олон функцтэй конструкцыг гаргаж авах боломжтой гэж бодсон. Ингээд Legal Seafood-ийг хийлээ. Бид нар хэсэг сам хорхой захиалаад, нунтаглаад, "chitosan" жонхуу гаргаж авсан. Бараан, нэвт гэрэлтдэггүй, хатуу материалаас авахуулаад хөнгөн, зөөлөн, нэвт гэрэлтдэг материал хүртэл химийн янз бүрийн концентрацаар материалын маш өргөн боломжуудад амжилт олох боломжтой болсон. Том хэмжээний конструкц хэвлэхийн тулд хэд хэдэн хошуутай, автомат удирдлага бүхий шахах системийг бүтээсэн. Энэ робот ажиллах явцдаа материалын шинж чанарыг автоматаар өөрчилдөг ба 3,6м урт, 100 хувь дахин ашиглагддаг, нэг төрлийн материалаар бүтсэн конструкцийг хийсэн. Хэсгүүд хэвлэгдэж бэлэн болсны дараа хатах, агаартай холилдож хэлбэрээ олох ажил л үлддэг. 

Ийм байхад бид бүхэн яагаад хуванцараар ямар нэг зүйл зохион бүтээсээр сууна гэж? Хэвлэх явцад бий болсон дайвар бүтээгдэхүүн болох агаарийн бөмбөлөгнүүдийг дэлхий дээр хамгийн анх 3,5 тэрбум жилийн өмнө үзэгдсэн фотосинтетик микро-организмууд дотроо агуулдаг байсныг өчигдөрхөн бид олж мэдлээ. Harvard, MIT-ийн ажиллагсадтайгаа хамтран агаар дах нүүрстөрөгчийг маш хурдан сахар болгож хувиргах генийн түвшинд инженерчлэгдсэн бактерийг нэвтрүүлсэн. 

Анх удаа ишнээсээ үзүүр хүртлээ гагнаасгүй шилжилт бүхий конструкцыг, бүр цонхны хэмжээтэй томыг ч бүтээх боломжтой боллоо. Үр жимстэй мод. Маш их хэмжээний ус, бага зэрэг синтетик биологоос бүтдэг дэлхий дээр маань амьдарлын хамгийн анхны хэлбэрүүдийн нэг болж энэхүү эртний материал үүссэнээр энгийн нэг сам хорхойн хальсыг мод шиг бүтэцтэй архитектур болгон хувиргах боломж бүрдлээ. Хамгийн чухал хэсэг нь эдгээр зүйлс биологийн задралд орохоор зохион бүтээгдсэн, далайд хийвэл далайн амьдарлыг бордож, газарт булбал модыг ургахад туслах болно. 

Зураг 08-11. Biodegradable composites.

 

Дизайны дээрх зарчмуудыг баримтлан ажиллах дараагийн судалгаа нарны систем дээр тогтлоо. Гариг хоорондын аялалд зориулж амьдарлыг тэтгэх хувцас зохион бүтээх боломжийг хайв. Үүнийг хийхийн тулд бидэнд бактер тэжээх, тэдний ургалтыг хянах хэрэгтэй болсон. Бид химийн үелэх систем шиг элементүүдийн нэгдэл бүхий өөрсдийн гэсэн хүснэгттэй боллоо. Би синтетик биологийг зөвхөн амь орж буй гоёмсог металлууд гэхээс илүүтэй шингэн алхими, ид шидийн хүч гэж бодох дуртай. Бичил хэрэгслээр дамжуулан биологийн шинэ функционалчлалийг нийлэгжүүлж буй. Үүнийг microfluidics (бичил шингэн) гэж нэрлэдэг. Бид шингэн бактерийн үржлийн ургалтыг хянахын тулд өөрсдийн хэрэгслээр 3 хэмжээсд хэвлэдэг.

Анхны хувцасаа зохиохдоо 2 төрлийн микро-организмыг нэгтгэсэн. Эхнийх нь cyanobacteria, далай тэнгист, мөн цэнгэг усанд амьдардаг. Хоёр дах нь E. coli бактер, хүний өлөн гэдсэнд амьдардаг. Нэг нь гэрлийг сахар болгож хувиргадаг, нөгөө нь сахарыг хэрэглэн, ургахад шаардлагатай био түлшийг үйлдвэрлэдэг. Байгал дээр энэ хоёр микро-организмууд бие биетэйгээ хэзээ ч уулзаж байгаагүй. Одоо харин түүхэндээ анх удаа энд инженерчлэгдэж, хувцсан дотор хоорондоо харьцаад байж байна. Байгалын шалгарлаар биш харин дизайны хувьслаар үүссэн гээд бодоод үздээ. Энэ харилцааг дэмжихийн тулд бид хоол боловсруулах эрхтэнийг санагдуулах, тодорхой замын дагуу өөрсдийн функцыг өөрчилж, бактерийг үржихэд тусалдаг дан суваг зохион бүтээсэн. Бид өөрсдийн хүссэн функцыг бий болгохын тулд материалын шинж чанарыг хольж, хүний бие дээр эдгээр сувгуудыг ургуулж эхэллээ. Фотосинтезийн урвал явагдах хэсэгт нэвт харагддаг сувгуудыг зохиох боломжтой. Энэхүү өмсөж болохуйц хоол боловсруулах системийг дэлгээд, нэг үзүүрээс нь нөгөө үзүүр хүртэл хэмжвэл 60м хүрнэ. Энэ нь хөл бөмбөгийн талбайн уртын хагастай тэнцүү бөгөөд бидний гэдэс дотроос 10 дахин урт гэсэн үг. Анх удаа, энд TED-ийн илтгэл дээр бидний эхний бүтээл буюу өмсөхөд тохиромжтой фотосинтетик шингэн суваг, дотроосоо гэрэлтсэн амьд хувцасыг танилцууллаа.

"Хүн бол зөвхөн хагас нь хийгдсэн, хэлбэр галбир муутай байгалийн бүтээл шүү дээ" гэж Mary Shelley хэлсэн. Хэрвээ дизайн үлдсэн хагасыг нь хангаж чадвал яах вэ? Хэрвээ амьд биетийг нэмэх боломжтой бүтцийг зохион бүтээж чадвал яах вэ? Хэрвээ бидний арьсийг шалгаад, гэмтсэн хэсгүүдийг нь нөхөн сэргээдэг, бидний биеийн нэг хэсэг болсон хувийн микробиомыг зохион бүтээвэл яах вэ? Биологийг засварлагдсан загвар гэдэг талаас нь бодож үзнэ үү.

"Хэрэн хэсэгчид" коллекц маань бүхэлдээ миний хувьд ганц хувцас загвар байгаагүй. Хүн төрөлхтөний ирээдүйг, түүнээс ч цаашхыг бодох; нууцаар дүүрэн шинжлэх ухааны ойлголтуудыг нэгтгэх; машины эрин үеэс цааш нэг шат ахих; бидний бие, мөн бид бүхэн дотор нь оршин суугаа микро-организмууд, бүтээгдэхүүнүүд, тэр байтугай байшин барилгууд хоорондын симбиозын(биологийн өөр төрлийн амьд биетийн харилцан үйлчлэл) шинэ эрин үе рүү орж, хөгжих боломжийг өгсөн. Би үүнийг материалын экологи гэж нэрлэдэг. 

Зураг 12-14. 3D wearable bio-engineered with bakteria

Энэ бүхнийг хийхийн тулд бид үргэлж байгал эх рүүгээ буцаж очдог. Одоогоор та бүхний мэдэж байгаачлан 3D хэвлэгч машин маань материалыг үе давхаргаар нь хэвлэдэг. Харин байгал бол ургуулдаг, тансаг хийцийг нэмдэг. Жишээбэл хүр хорхойн үүр нь өндөр түвшний уран нарийн архитектурыг бий болгодог, задалж үзэхэд үе давхаргатай. Өнөөдөр энэ түвшний чадварт ямар ч үйлдвэрлэл дөхөж очоогүй байгаа. 2 өөр төрлийн материалаар биш, харин 2 өөр концентрацтай нэг төрлийн уургаар хийгдсэн. Нэг нь бүтээцийн үүрэгтэй байхад, нөгөө нь цавуу, эсвэл холбох хэрэгсэл, тэдгээр мяндас утсуудыг тогтоон барих үүрэгтэй. Хүр хорхой эхлээд орчинтойгоо зохицоно. Ингээд суналтад, мөн шахалтад ажиллах конструкц барьж эхэлнэ. Суналт ба шахалт, нэг материалд үзүүлэх амьдарлын хоёр хүч. Энэхүү цогц ажлыг илүү сайн ойлгохын тулд бид бяцхан соронзон дэлхийг хүр хорхойн толгойтой, бас ээрмэлийн машинтай холболоо. Эдгээрийг соронз мэдрэгчтэй хайрцагт байрлуулснаар 3 хэмжээст цэгэн үүлийг(point cloud) буюу хүр хорхойн үүрний цогц архитектурыг харах боломжтой болсон. Хүр хорхойг хайрцагт биш жижиг хавтгайд байрлуулахад, хавтгай газаргуу дээр үүрээ ээрч болдогийг ойлгосон, мөн үүрнийхээ үе давхаргуудыг ч хийсээр байлаа. Ингээд бид дизайны өөр орчныг, өөр тайзыг заслаа. Үүрний хэлбэр, зохиомж, бүтээц нь орчноос шууд төлөвшдөгийг олж нээсэн юм. 

Шүлсийг нь бөс даавууны үйлдвэрлэлд ашиглахын тулд ихэнхдээ хүр хорхойг үүртэй нь хамт чанаж боловсруулдаг. Харин бидний энэхүү дизайны темплейтээр нэг ч үүрийг чаналгүй, түүхий торгоор хэлбэр дүрсээ гаргах бололцоотой болсон. Түүхий торго байгалийнхаа жамаар үе давхаргаа бий болгоно, бид ч өөрсдийн хүссэн загвартай үлдэнэ.

Ингээд бид энэ үйл явцыг архитектурын түвшинд томрууллаа. Бидэнд торгоор загвараа нэхэх робод байсан ба талбай дээр байрлууллаа. Хүр хорхойнууд харанхуй, сэрүүн газар луу шилжин суурьшихыг мэдсэн учраас хийж буй структуртаа гэрэл болон дулааныг өгөх нарны зам бүхий диаграм ашиглалаа. Дараа нь талбай дээрх хүр хорхойнуудад зориулж гэрлийн цацраг болон дулааныг хадгалах нүх цоорхойнуудыг бий болгосон.

Хүр хорхойнуудыг хүлээн авахад бэлэн боллоо. Онлайн дах торгоны фермээс 6500 хүр хорхойг захиалж, 4 долоо хоног тэжээсний эцэст бид хамтдаа нэхэх ажилд бэлэн боллоо. Бид хүр хорхойнуудыг тавцангийн ирмэгт маш болгоомжтой тавьлаа. Тэд нэхэж эхэлмэгцээ авгалдайгаа гаргаж, хоорондоо найзалж, өндгөө үлдээж, бүх амьдрал нь дахин буцалж эхлэв, яг л бидний амьдарлыг хэд дахин богиносгосон хувилбар шиг. 

Bucky Fuller хэлэхдээ: "Хандлага бол үнэнч чанар юм" гэсэн, түүний зөв. Хүр хорхойнууд роботоор ээрэгдсэн торгон дээгүүр өөрсдийн био торгоо ээрсээр, павильон дотор өөрсдийн чин үнэнчээр ажиллаж буйгаа харуулдаг. 6500 хүр хорхой 2-3 долоо хоногийн турш нийтдээ 6500 км урт торго ээрлээ. Сонирхолтой нь энэ урт Торгоны замын урттай тэнцүү. Төслийн дараах саруудад 1,5 сая өндөгнүүдийг гаргасан бөгөөд энэ нь ирээдүйд дахин 250 павильоныг барихад хүрэлцэхүйц ажиллах хүч юм. Роботоор ээрэгдэх торго, үлдсэн зайг нь нөхөх биологийн торго. Хоёр өөр ертөнцийг үзэх үзлийг нэгтгэж нэгэн бүтээл болголоо.

Зураг 14-16. Silk Pavilion

 

Хэрвээ гол шийдвэрлэх дизайн бидний эргэн тойрон дох барилгуудад болон бүтээгдэхүүнүүдэд амь амьдрал оруулах явдал юм бол, мөн хоёр ялгаатай материалын экологийг бий болгох бол дизайнерууд энэхүү хоёр ертөнцийг нэгтгэхийн төлөө ажиллах ёстой. Энэ нь мэдээж биднийг буцаад бүхнийг эхнээс нь эхлүүлэхэд хүргэнэ. Байгалаас санаа авсан дизайнаас татгалзаж, харин дизайнаар хөглөгдсөн байгал руу хөтлөх, мөн бид бүхэн өөрсдөө байгал дэлхийн эх нь болох анхны тохиолдолыг шаардах шинэ эрэн үе, зохион бүтээлтийн шинэ талбар ирлээ. 

 

Дизайнер, архитектор NERI  OXMAN

"Технологи болон биологийн огтлолцол дээрх дизайн"

TED-ийн илтгэл

avatar

Авторууд

Санал асуулга

Нийт санал: 458

Цар тахлын үед УОК-оос авч хэрэгжүүлж байгаа ажил хэр оновчтой байна вэ?

56%
Маш оновчгүй, хангалтгүй
17%
Оновчгүй, хангалтгүй
13%
Боломжийн оновчтой, үр дүнтэй
6%
Маш оновчтой, үр дүнтэй
6%
Мэдэхгүй
  • 56%
  • 17%
  • 13%
  • 6%
  • 6%