בין מחשוב לאדריכלות

פרופ’ מירי בן חן

שימוש ברובוטים בבנייה ובייצור אדריכלי הוא חזון הולך ומתקרב הנתפס כמגמה מרכזית במהפכה הבאה בתחום הבנייה. כבר שנים שפרויקטים אדריכליים מורכבים מתוכננים במחשב, אך בשטח הם מיושמים בשיטות בנייה שכמעט ולא השתנו במשך עשורים.

בשנים האחרונות מתחיל המכשור הרובוטי המתפתח לסגור את הפער בין רמת התחכום של התכנון לרמת הביצוע באתר. בהתאם לכך, מי שזכה לצפות בסרטונים על תהליכי ייצור רובוטיים של פרויקטים אדריכליים יתקשה שלא להתלהב. המוצלחים שבהם מציגים, בעריכה מהירה ובליווי מוזיקה, זרועות רובוטיות שזזות ומוציאות חלקי בניין שמתחברים בקלות זה לזה. לקצב הייצור מצטרף גם החיתוך המדויק והדיוק בפרטים.

למרות המקצב המלהיב של הרובוטים והאפשרויות האין-סופיות הטמונות בתהליכי הייצור הללו, מאחורי הקלעים נדרשת בדרך כלל התערבות אנושית הן ברמת הייצור והן ברמת החישוב ותכנון התוצרים השונים, זאת בעיקר כשהתכנון האדריכלי מתבסס על מערכות מרחביות מורכבות כגון חיפויים דקים ועקמומיים. על צמצום הפער הזה בין ההבטחה למציאות עובדת כיום קבוצת חוקרים מהפקולטה למדעי המחשב ע”ש טאוב בטכניון. החוקרים פרופ’ מירי בן חן, ד”ר קספר פלוטה ומיכל אדלשטיין, עם עמיתם פרופ’ אמיר וקסמן מאוניברסיטת אוטרכט, נענו לפנייתו של ארכיטקט ופיתחו אלגוריתם שיודע למצוא פתרונות אוטומטיים לצורכי ייצור רובוטי של משטחים מורכבים. החוקרים יצרו מסגרת חישובית שהוכחה כיעילה במעבדה ושלתוכה אפשר להכניס כל תכנון מורכב ומגוון ולקבל מערך של פרגמטים מוכנים לייצור, לרבות משטחים בעלי עקמומיות כפולה. הפיתוח התפרסם בכתב העת ACM Transactions on Graphics.

“חשוב להבין שהייצור הרובוטי התעשייתי אינו גחמה טכנולוגית,” מסבירה פרופ’ בן חן. “יש בו יתרונות רבים בהיבטים שונים של קיימות כגון חיסכון בחומרים, צמצום זמן הבנייה והקטנת ההשפעה הסביבתית של תהליך הבנייה. האלגוריתם שפיתחנו יודע לקחת משטחים מורכבים ולחלק אותם לחלקים קטנים, משושים, באופן המגדיל את היתרונות המכניים של המשטח. האלגוריתם מפיק תוכנית תלת-ממדית המוכנה לייצור רובוטי. המשך הפיתוח של המערך החישובי יאפשר לקבל פתרון אופטימלי יישומי.”

לדברי פרופ’ בן חן, “נדרש שיתוף פעולה עם ארכיטקטים כדי להפוך את המערכת החישובית לאפליקטיבית גם ‘בעולם האמיתי’. בסופו של דבר אנחנו מקווים שהמחקר יוביל לפיתוח מערכת שתדע לחשב וליצור חלקי בניין באופן אוטומטי כך שיהיה אפשר להרכיבם בשטח מבלי לפגוע או להתפשר על המורכבות האדריכלית או המבנית.”

למאמר בכתב העת ACM Transactions on Graphics  לחצו כאן