STANBUL TEKN K ÜN VERS TES FEN B L MLER ENST TÜSÜ
advertisement
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MİMARİ TASARIMDA BELİREN SİSTEMLER YÜKSEK LİSANS TEZİ Esra GÜRBÜZ Anabilim Dalı : Bilişim Programı : Mimari Tasarımda Bilişim Tez Danışmanı: Prof. Dr. Gülen ÇAĞDAŞ EYLÜL 2009 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MİMARİ TASARIMDA BELİREN SİSTEMLER YÜKSEK LİSANS TEZİ Esra GÜRBÜZ (523061009) Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 04 Mayıs 2009 Tezin Savunulduğu Tarih : 10 Eylül 2009 Tez Danışmanı : Prof. Dr. Gülen ÇAĞDAŞ (İTÜ) Diğer Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Arzu ERDEM (İTÜ) Yrd. Doç. Dr. Şebnem Yalınay ÇİNİCİ (YTÜ) EYLÜL 2009 Aileme ve eşime, iii ÖNSÖZ Tez çalışmam süresince desteğini, anlayışını, değerli fikir ve önerilerini esirgemeyen, araştırmalarımı destekleyen saygı değer hocam Prof. Dr. Gülen Çağdaş’a sonsuz teşekkür eder ve saygılarımı sunarım. Jüri üyelerim, Prof. Dr. Arzu Erdem ve Yrd. Doç Dr. Şebnem Yalınay Çinici’ ye değerli katkıları, fikirleri ve gösterdikleri anlayış için teşekkür ederim. Bugünlere gelmemi sağlayan, desteklerini benden esirgemeyen ve her zaman yanımda olan saygıdeğer anneme, babama ve ablam Jülide’ye; Çalışmalarım süresince bana gösterdiği anlayış ve destek için sevgili eşim Emre’ye; teşekkürlerimi ve sevgilerimi sunarım. Eylül 2009 Esra GÜRBÜZ Mimar v İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ ....................................................................................................................v İÇİNDEKİLER .................................................................................................... vii KISALTMALAR .................................................................................................. ix ÇİZELGE LİSTESİ .............................................................................................. xi ŞEKİL LİSTESİ.................................................................................................. xiii ÖZET..................................................................................................................... xv SUMMARY ........................................................................................................ xvii 1. GİRİŞ ................................................................................................................ 19 1.1 Tezin Kapsamı ..............................................................................................19 1.2 Tezin Amacı .................................................................................................20 2. YENİLİKÇİ TASARIM YAKLAŞIMLARI ve ARAÇLARI ......................... 23 2.1 Algoritma Kavramının Tanımı ve Tasarım Alanında Kullanımı .....................26 2.1.1 Algoritmik mimarlık ............................................................................... 26 2.1.2 L-sistemler ............................................................................................. 31 2.2 Parametrik Tasarım Yaklaşımları...................................................................37 2.3 Evrimsel Tasarım Yaklaşımları......................................................................45 3. BELİREN SİSTEMLER VE MİMARİ TASARIM ........................................ 50 3.1 Belirmenin Tanımı ........................................................................................50 3.2 Mimari Tasarımda Beliren Sistemler .............................................................51 3.3 Beliren Sistem Uygulama Alanları ve Örnekleri ............................................56 3.3.1 Eğitim alanında belirme ve tasarım yaklaşımları ..................................... 56 3.3.2 Mimari tasarım pratiğinde belirme ve tasarım yaklaşımları ..................... 70 4. BELİRME VE MİMARİ TASARIM ÜZERİNE............................................. 81 KAYNAKLAR ...................................................................................................... 83 vii KISALTMALAR AI CAD CAM : Artificial Intelligence (Yapay zeka) : Computer Aided Design (Bilgisayar Destekli Tasarım) : Computer Aided Manufacturıng (Bilgisayar Destekli Üretim) ix x ÇİZELGE LİSTESİ Sayfa Çizelge 2.1 : L- sistemlerin; üretken ve yorumlayıcı süreçlerini gösteren çizelge .............................................................................................. 32 xi xii ŞEKİL LİSTESİ Sayfa Şekil 2.1 : Dünyanın bitlerden oluştuğunu ifade eden imaj ve hücresel özdevinim sonucu oluşan imajlar. ......................................................................... 30 Şekil 2.2 : K. Hopkins tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında üretilen fractallar. .............................. 35 Şekil 2.3 : M. Synder tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algoritmalar ile üretilmiş bir çalışma. 36 Şekil 2.4 : J. Paek, C. Santos tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algortimlar ile üretilen dikey yapılar.. 36 Şekil 2.5 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘Recursions’ adındaki model . .................................................................................. 37 Şekil 2.6 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘3-D Game of Life’ adındaki model . .................................................................................. 37 Şekil 2.7 : ‘Lychnis coronaria’ adlı bitkinin, Kaligari Üniversitesi’nde, L-Studio isimli bir yazılım ile geliştirilen ile gelişim modelinden imajlar . ........ 40 Şekil 2.8 : Brandon Pavel Hladík tarafından 2005 yılında, parametrik modelleme ortamında, L-sistemlerle oluşturulan, ‘‘Phyllotaxic Component Growth’ adındaki dijital modelin 3 aşamalı büyüme durumu. ............................ 41 Şekil 2.9 : Modelin üretim aşaması, perspektifi , kesiti ve planı . .......................... 42 Şekil 2.10 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri . ............................................................................................ 43 Şekil 2.11 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri. ............................................................................................... 43 Şekil 2.12 : eiFORM yazılım ile geliştirilen kubbevari strüktür............................... 46 Şekil 2.13 : Greg Lynn, Embryological Ev, 1999 . ................................................. 47 Şekil 2.14 : Swiss Re Merkez Ofis Binası, Londra ................................................. 48 Şekil 2.15 : Beijing Havaalanı, Beijing, Çin . .......................................................... 49 Şekil 2.16 : Smithsonian Enstitüsü, Washington, ABD .......................................... 51 Şekil 2.17 : Smithsonian Enstitüsü, strüktürel analiz çalışmalarından imajlar .......... 51 Şekil 2.18 : Evrimsel biyoloji, hesaplama ve hesaplamalı bilimler ilişkisini gösteren diyagram ............................................................................... 52 Şekil 2.19 : Evrimsel tasarım köklerini, hesaplamalı bilimlerden, tasarımdan ve evrimsel biyolojiden alır. ..................................................................... 53 Şekil 2.20 : Bir tasarım problemi için oluşturulmuş çözüm kümesi . ...................... 53 Şekil 2.21 : Ev tasarımının, 4’lü kümeler halinde gelişen/ evrimleşen süreci. Daire içine alınmış olanlar, ebeveyn ve çocuklardır.. ..................................... 55 Şekil 3.1 : Danie Coll, Bant morfolojiler, Londra, 2004–05. ...................................65 Şekil 3.2 : Danie Coll, Bant morfolojiler, Londra, 2004–05. ...................................65 Şekil 3.3 : Neri Oxman, Edimsel Morfolojiler: The Vertical Helix, Londra,. ...........66 Şekil 3.4 : Metapatch isimli projenin, Rice Mimarlık okulunda sergilenen bir prototipi, 2004.. .....................................................................................68 Şekil 3.5 : Bileşenlerin farklılaşması ve çoğalmasını gösteren modeller . ..............69 Şekil 3.6 : Algoritmik olarak elde edilen bal peteği sistemi ve detayları . ..............70 xiii Şekil 3.7 : GENR8 ile üretilen yüzeyler . .............................................................. 72 Şekil 3.8 : Genr8 ile geometrik analizler sonucu üretilen yüzeyler. ....................... 73 Şekil 3.9 : GENR8 ile üretilen yüzeyler . .............................................................. 74 Şekil 3.10 : Pnömatik sistem ve yüzey noktaları . ................................................... 72 Şekil 3.11 : Pnömatik sistem ve üretilen nesiller . ................................................... 76 Şekil 3.12 : Sarmal kule çalışması, gelişim şeması. ................................................ 79 Şekil 3.13 : Sarmal kule çalışması. ......................................................................... 80 Şekil 3.14 : Parazit yapılar . .................................................................................... 81 Şekil 3.15 : Jyväskylä Müzik ve Sanat Merkezi kafes strüktürü ve performans analizleri . ........................................................................................... 82 Şekil 3.16 : Jyväskylä Müzik ve Sanat Merkezi kafes strüktürü ve performans analizleri ve fiziksel modeli . ............................................................... 82 Şekil 3.17 : Sundsvall Performans Sanatları Merkezi mevcut binaya yaklaşım . ..... 83 Şekil 3.18 : Sundsvall Performans Sanatları Merkezi tasarımı . .............................. 84 Şekil 3.19 : Garak balık pazarı tasarımı, Kore......................................................... 84 Şekil 3.20 : Garak balık pazarı, fonksiyona göre bölümleme , Kore. ....................... 84 Şekil 3.21 : Garak balık pazarı, fonksiyona göre bölümleme , Kore . ...................... 72 xiv MİMARİ TASARIMDA BELİREN SİSTEMLER ÖZET Bilgisayarın mimari tasarımdaki rolü ne olmalıdır sorusu uzun yıllardır sorulan bir sorudur. Bilgisayarın tasarım için bir araç olmaktan çıkıp bir ortam haline gelmesi ile pek çok yeni tasarım anlayışı ve kavramı ortaya çıkmıştır. Bu disiplinlerarası ortamda (bilgisayar destekli tasarım (CAD), bilgisayar destekli üretim (CAM) ve bilgisayar destekli mühendislik (CAE) gibi ortaya çıkan yeni kavramlar ve anlayışlar yeni sistemlerin doğmasını ve ön tasarım aşamasından üretim aşamasına kadar olan tasarım sürecinin yeniden ele alınmasını sağlamıştır. Günümüzde pek çok tasarımcı geleneksel yöntemlerle başladıkları tasarımlarına bilgisayar ortamında devam ediyor veya tasarımlarını görselleştirmek veya dijitalleştirmek için bu ortamı kullanıyor. Bilgisayarı bir araç olarak kullanmak genel anlayış iken insan beynine paralel bir düşünce sistemi olarak görmek ve kullanmak yenilikçi tasarım anlayışları ile gelen bir düşüncedir. Yenilikçi tasarım yaklaşımları, yeni tasarım süreçlerini ve düşünme pratiklerini de beraberinde getirmiştir. Bu yaklaşımlar, yeni tasarım süreçlerinin, ifade yöntemlerinin ve üretim teknolojilerinin gelişmesine olanak sağlamıştır. Bu tez kapsamında ele alınan, yenilikçi tasarım yaklaşımlarından; beliren sistemler, son yıllarda mimari tasarım alanında, sıkça kullanılır hale gelmiştir. Mimarlıkta, farklı etmenlerin ve disiplinlerin bireysel olarak değil de, bir bütün olarak nasıl ele alınabileceği ve mimari tasarım sürecinde form, malzeme ve davranış birlikteliğinin nasıl sağlanabileceği sorularının cevabını beliren sistemler ile aramak mümkündür. Sistemin bütüncül yaklaşımı ile mimari tasarım sürecinde mekansal ihtiyaçlar, form üretimi, malzeme sistemleri ve uygulama teknolojileri, performans kapasiteleri bir bütün olarak ele alınır ve her biri üretken bir mekanizma olarak sürece dahil edilir. Bu tez kapsamında, beliren sistemlerin bütüncül yaklaşımı mimari tasarım eğitimi ve pratiği alanlarındaki örnekler üzerinden incelenerek geleceğe yönelik öneriler geliştirilmiştir. xv xvi EMERGENT SYSTEMS IN ARCHITECTURAL DESIGN SUMMARY The role of computation in architectural design has been discussing for the last two decades. Using computation as a media in design field, rather than a tool opens up new design and manufacturing approaches. The development of new fields like; CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), CAE (Computer Aided Engineering) offers possibility to rethink the design process. Today most of the designers, first start designing with traditional methods and afterwards use computers as a tool for digitalizing and visualizing. While the general tendency is modifying traditional techniques to benefit from digital technology and using computer as a tool, with the development of new generative design approachs, we start to deal computer as a parallel thinking system. New design approaches brought together new design processes, practices and though new visualiton techniques, production technologies. Emergent systems, as one of new design approaches which are handled in the content of this thesis, are used frequently nowadays in architectural design. With emergenct systems we can find solutions for the problem of organizing different agents and layers as a whole, synergy of form, material and behaviour, during design process. In emergent systems, form-finding processes, spatial requierements, material systems, production technologies and performance capacity are managed as a whole and also individually each one as a generative agent. In the content of this thesis, emergent systems’ integrated approach are explored via examples from architectural design education and practice. Afterwards through these axamples some suggestions about design future are proposed. xvii xviii 1. GİRİŞ Bilgisayar destekli tasarım (CAD) araçlarının, tasarım alanında kullanılmaya başlaması ile yeni tasarım teknikleri ve süreçleri oluşmuştur. Tasarımcılar bu tekniklere adapte olmaya çalışırken genel eğilim; bu araçlardan yararanmak amacıyla geleneksel tasarım yöntemlerinin değiştirilmesi, adapte edilmesi yönündedir. Bazı tasarımcılar, bilgisayarı bir soyutlama aracı olarak kullanırken, Karl Chu, Greg Lynn, Kostas Terzidis gibi isimler bu ortamın üretken sürecinden ve potansiyelinden yararlanarak kendi tasarım ortamlarını oluşturmaktalar. Tasarım çok bileşenli bir sistemdir. Geleneksel yöntemlerle tasarımcının tüm bileşenleri ve parametreleri aynı anda ele alması mümkün değildir. Ancak yenilikçi yaklaşımlarla; bilgi, veriler, kısıtlamalar,hatta sezgiler bile dijital tasarım sürecine dahil edilebilmekte, yeni tasarım ve düşünme süreçleri belirmektedir. 1.1 Tezin Kapsamı Bu tez kapsamında; son yıllarda, mimari tasarımda kullanılan yenilikçi tasarım yöntemleri ve daha detaylı olarak; beliren sistemler incelenmektedir. Beliren sistemlerin bütüncül yaklaşımının tasarım sürecinde nasıl rol oynadığı, mimari tasarım pratiği ve eğitim alanında nasıl kullanıldığı örnekler üzerinden araştırılmaktadır. Tezin ikinci bölümünde, günümüzde kullanılan yenilikçi tasarım yaklaşımları ve araçları daha detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Öncelikle, algoritmaların mimari tasarımda kulanımının önemine değinilerek, algoritmik mimarlık örneklerine ve Lsistemlerin mimari tasarımda kullanım örneklerine yer verilmiştir. Ardından, parametrik tasarım yaklaşımları incelenmiş ve John Frazer’ın evrimsel tasarım yaklaşımlarından yararlanılarak, evrim ve biyoloji gibi kavramların mimarlıkta kullanımlarına değinilmiştir. Bu tezin ana teması olan beliren sistemler, mimari tasarım eğitimindeki ve mimarlık pratiğindeki kullanım örnekleri üzerinden incelenmiştir. 19 1.2 Tezin Amacı Hesaplamalı teknolojilerin gelişimi, mimari tasarıma bilgisayar destekli tasarım araçlarının kullanımı olarak yansımıştır (Testa, O’Reilly, Devyn Weiser, Ian Ross, 2001). Yenilikçi tasarım yaklaşımları, yeni tasarım süreçlerini ve düşünme pratiklerini de beraberinde getirmiştir. Bu yaklaşımlar, yeni tasarım süreçlerinin, ifade yöntemlerinin ve üretim teknolojilerinin gelişmesine olanak sağlamıştır. Modelleme ve animasyon araçlarının gelişimi ile yeni formlar yaratmak, karmaşık geometrilere hakim olmak mümkün hale gelmiştir, hatta programlama betikleri ile yazılımların sınırları dışına çıkılıp, kişisel yaklaşımlar geliştirilmiştir. Bu yazılımlar; karmaşık bir formun oluşumu için gerekli tüm bilgilerin kodlanarak hesaplanabilir hale gelmesini ve bu hesaplamaların fiziksel üretim alanında da kullanılmasını sağlamaktadır. Bu sayede pek çok süreç ve teknik aynı anda ele alınabilir, tek bir sonuca değil, sonuçlar kümesine ulaşılabilir; sistemler ve bileşenler arası performansa odaklanılabilir. Bu yaklaşımlarda amaç genel olarak; tasarım üreten bir yazılım geliştirmekten, en iyi başlangıç durumlarını bulmaktan öteye giderek sistem ve parçalar arasındaki ilişkileri ortaya koymaktır. Bu tez kapsamında ele alınan, yenilikçi tasarım yaklaşımlarından; beliren sistemler, son yıllarda mimari tasarım alanında, özellikle de mimari tasarım eğitiminde sıkça kullanılır hale gelmiştir. Mimari tasarım pratiği ve eğitim alanı bu konuda işbirliği içinde çeşitli çalışmalar yapmakta ve bu tür çalışmalar ele alınan sistemin gelişmesine, düşünsel ve pratik anlamda farklı uygulama alanları bulmasına olanak sağlamaktadır. Beliren sistemler; mimari tasarımın çok bileşenli, karmaşık kurgusunun ve doğrusal olmayan sürecinin ilişkiler bağlamında daha geniş bir çerçeveden ele alınmasını sağlamaktadır. Günümüzde yaygın olan tasarım sürecinin (ön tasarım aşamasını takip eden uygulamaya yönelik çalışmaların yapıldığı süreç) aksine beliren sistemler, tasarım ve üretim sürecini bir bütün olarak ele alır. Sistemin tüm bileşenleri ve etmenleri var olmayı, oluşmayı sağlar. Belirme, hiçbir zaman parçalarla tekil olarak ilgilenmez, sistem için önemli olan; parçalar arasındaki bütünsellik, birliktelik, 20 ilişkiler ağı ve süreçtir. Beliren sistemlerin bütünselliği, sistemi meydana getiren parçaların sahip oldukları bireysel özelliklerin toplamından daha fazlasıdır. Doğa ve biyolojideki evrimsel yapılar beliren sistemler için örnek teşkil etmektedir. Sistemin bütüncül yaklaşımı, mimari tasarım alanında, form malzeme, strüktür veya geometri, doku, davranış birlikteliği olarak yorumlanabilir. Mekansal ihtiyaçlar, form üretimi, malzeme sistemleri ve uygulama teknolojileri, performans kapasiteleri bir bütün olarak ele alınır ve her biri üretken bir mekanizma olarak tasarım sürecine dahil edilir. Bu tez kapsamında mimari tasarım eğitimi ve mimari tasarım pratiğinden beliren sistem örnekleri, sistemin bütüncül yaklaşımı kapsamında incelenmiştir. Yenilikçi tasarım yaklaşımlarının mimari tasarım süreci, düşünme pratiği ve üretim teknolojileri üzerine getirdiği yenilikler, beliren sistemler üzerinden ele alınarak tartışılmıştır. 21 22 2. YENİLİKÇİ TASARIM YAKLAŞIMLARI ve ARAÇLARI Bilinen ilk hesaplamalı tasarım araçları ekran ile kağıdı, fare ile kalemi taklit etmekteydi ve mimari dili çeşitli kütüphaneler ve önceden tanımlanmış mimari elemanlarla kısıtlamaktaydı. Robert Aish; “Kapı, pencere, duvar gibi mimari kelimelerin dijital karşılıkları da tamimiyle aynıydı. Belki o dönemde uygulanabilen sadece bu kadardı. Ancak bunun sonucunda, hayli sınırlı olan bu dijital ortamın daha etkin ve sınırsız olarak kullanılabilmesi için daha az geleneksel bileşenlerden oluşan, daha serbest mimari geometrilere imkan tanıyan bir ortamın geliştirilmesi gerektiği ortaya çıktı. Bugün, parametrik tasarım araçlarının farkı; kurgunun çok daha soyut olması ve aynı zamanda sistemin “genişletilebilir” olması yani tasarımcının kendi sözlüğünü ve kütüphanesini oluşturabilmesi ve önceden tanımlı geometrilere bağlı kalmaksızın, tasarım araçlarını kendinin geliştirebilmesidir. Kuşkusuz bu gelişmelerde, algoritmaların, CAD yazılımlarında betikler olarak kullanılmasının etkisi yadsınamaz. Algoritmaların, mimari tasarımda kullanılması ile pek çok yeni tasarım araç ve yaklaşımları ortaya çıkmıştır. Tezin bu bölümünde, yenilikçi tasarım başlığı altında algoritmalar, algoritmaların tasarım alanında kullanımı, parametrik ve evrimsel tasarım yaklaşımları ele alınacaktır 2.1 Algoritma Tanımı ve Tasarım Alanında Kullanımı “Her şey algoritmadır” (Chaitin, 2003). Şekil 2.1 : Dünyanın bitlerden oluştuğunu ifade eden imaj ve hücresel özdevinim sonucu oluşan imajlar (Chu, 2006) 23 Tasarım araçlarının, tasarım sürecindeki etkisi büyüktür. Kullanılan aracın ulaşılabilirliği, kullanım rahatlığı, başka araçlarla entegrasyonu ve kullanıcının araca olan yatkınlığı süreci ve sonucu etkileyen faktörlerdir. Bir tasarım aracı veya ortamı olarak bilgisayarın tasarım sürecindeki rolü yıllardır süregelen bir tartışma konusudur. Bu konuda varılan ortak görüşlerden biri; günümüzde bilgisayarın çoğunlukla bilgilerin dijital ortama aktarılması için bir araç olarak kullanılması, ancak tasarım problemlerinin çözümünde bir işbirlikçi olarak kullanılmamasıdır. Tasarımcı, tasarım kararlarını beyninde aldıktan sonra, bu kararların görselleştirilmesi ve depolanması için bilgisayarı kullanır. Ancak bilgisayar, tasarımdan üretime kadar olan sürecin tasarlandığı bir ortam olarak kullanılması durumunda, tasarım dünyasına yeni olasılıklar ve bakış açıları getirmektedir. Bilgisayarın bu süreçteki yeri düşünüldüğünde, tasarım problemi, tasarım süreci ve sonuç ürün gibi kavramlarının yeniden ele alınması gerekmektedir. Terzidis, tasarım sürecinde bilgisayarı beynin bir uzantısı olarak değil, farklı yeteneklere sahip bir ortak, işbirlikçi olarak görmek gerektiğini savunuyor. “Bilgisayar insan beynin farklı versiyonu değil, aynasıdır.” (Terzidis, 2006a) . Tasarım süreci doğrusal bir akış içermez; bu süreçte her zaman geri dönüşler olur. Bu süreç içerisinde bazen sezgisel, bazen rasyonel kararlar alınabilir. Pek çok kuramcıya göre; sezgisel yaklaşımlar, kara kutu yaklaşımı tasarımın temelini oluşturur. Yani tasarım ve gelişim süreci çok özneldir. Ancak bu durum tasarımın, rasyonel bir tutarlılığa sahip olmasına karşıt değildir (Terzidis, 2006a). Eğer tasarımı bir süreç olarak ele alırsak; sezgisel yaklaşımların ve rasyonel kararların bu süreçte, bir noktada birleşmesi gerekir. Topografyanın potansiyelleri, yapılı çevre, mimari program gibi veriler ve tasarımcının yaratıcı düşünceleri birleşir. Geri beslemeler, kurallar ve kısıtlamalara bağlı değişiklikler ve geri dönüşler tasarım sürecinin doğasında vardır. ‘Doğrusal olmayan ve tasarımcı odaklı olan bu sürece, bilgisayar bir karar destek sistemi olmaktan öte, bir tasarımcı olarak nasıl dahil edilebilir?’ sorusu, insan ve makine arasında nasıl bir etkileşim olması gerektiğinin cevabını verir. Bilgisayar ile olan işbirliği sayesinde insan düşüncelerinin sınırları aşılıp, algoritmalar ile geleneksel düşünme mantığının dışına çıkılabilir, fikirler paralel anlamda veya farklı yönlerde geliştirilebilir. Bilgisayarda uygulanan algoritmik 24 prosedürler ve beynin düşünme sistemi aslında benzerdir. Nasıl prosedürlerde kurallar ve kısıtlamalar varsa, insan beyni de tasarım sürecinde belirli kurallar ve kısıtlamalar kullanır. Ancak bilgisayarın ve insan beyninin bu kuralları ve kısıtlamaları uygulayış şekilleri farklıdır. Tasarım sürecinde yaratıcı çağrışımlar; bilgilerimiz doğrultusunda, kurallar ve kısıtlamalarla kontrol altın alınır. Üretken bir materyal olarak algoritmaların, yaratıcılık üzerindeki etkileri kaçınılmazdır. Algoritma; belli bir durumdan başlayarak sonlu sayıda adımlarla, belli bir sonucu elde etmenin yöntemini tarif eden, iyi tanımlanmış kurallar kümesidir. Algoritmalar; bir problemin gramere ve sözdizim kurallara uyularak, cümlelerle ifade edilmesidir. Bazen sonucu belli bir problemi çözmek, bazen de iyi tanımlanmamış, sonucu belirsiz problemleri çözmek için kullanılan algoritmalar, olası çözümler sunabilecek yollar tanımlarlar ve bilgisayarlar tarafından çalıştırılabilirler. Bilgisayar tarafından algılanabilen bu cümleler, yani algoritmalar insan ve bilgisayar arasında bir arabulucu görevi görür. Bir başka deyişle; bilgisayarın bir problemi nasıl çözebileceğini ve insan düşüncelerinin algoritma ile nasıl ifade edilebileceğini gösterir. Algoritmalar her zaman olasılıklı sonuçlar aramaya veya çözüme yönelik olmayabilir, örneğin; doğal bir sürecin nasıl işlediğini gösteren benzetimler de olabilirler. Algoritma yazım süreci de kendi içinde bir algoritmadır. Programlamacı insan, ilk algoritmayı kurar ve ardından orijinal algoritma, başka algoritmalar yaratır. Algoritmanın ana fikri bir insana ait olsa da, algoritmalar; tanımlayan, açıklayan ve bir seri işlem yapan ve bunların sonucunda da başka işlemler tanımlayan süreçlerdir. Bazen orijinal kodun amacından ve olası sonuçlarından uzaklaşılarak farklı sonuçlar elde edilebilir ve rastgele durumlar oluşturacak kodlar, tahmin edilemeyecek sonuçlar doğurabilir (Terzidis, 2006). Tasarımı, algoritmalar gibi belirli bir sorunu çözmeye yönelik prosedürler bütünü olarak ele almak mümkündür. Çünkü tasarım; akılda belirlenen bir amaç için alınan kararlar bütünüdür. Bu kabule göre; her kararın arkasında bilinçli bir akıl vardır. ‘Eğer kararları bilinçli bir akıl yerine bilinçsiz etmenler alsaydı ne olurdu ve bu durumda amaç, kaynağı ile ilişkilendirilmek yerine süreç ile ilişkilendirilebilir miydi?’ soruları algoritmaların, tasarım sürecindeki rolüne ve önemine referans veren sorulardır (Terzidis, 2006). 25 Tasarımda kullanılacak algoritmaları kurgularken, tasarım sürecini de kurgularız ve tasarıma dair ipuçları elde ederiz. Algoritmaları; beynin yapabileceği işlemleri daha hızlı ve daha fazla olasılık üreten süreçler olarak kullanmak yerine, insan beynine paralel işleyen, tamamlayıcı bir süreç olarak kabul edebiliriz. Yeni kavramlar, formlar, fikirler üreten birer tasarım aracı olarak yorumlayabiliriz. Geleneksel tasarım sürecinde karar verme mekanizması tasarımcıdır ve kontrol onun elindedir. Algoritmik süreçlerde ise; başlangıç durumuna, izlenecek yola, genel kurguya yazılımcı veya tasarımcı karar verse de sonuç ürün onun kontrolü altında değildir. Yani algoritma insan beyninin yorumlanmasından öte düzenlenmesi, araştırılması ve kodlanmasıdır (Terzidis, 2006). 2.1.1 Algoritmik Mimarlık Terzidis, ‘Algoritmic algoritmaların, Architecture’ adlı mimarlıkta kullanımına kitabında, işaret “algotecture” terimini, etmek amacıyla kullanmıştır. Algoritmalar sonucu belli olan veya olmayan pek çok problem için çözüm stratejileri oluşturur. Mimari tasarımda da farklı çözüm yolları vardır, sonuç değişkendir, ucu açıktır ve kesin değildir. Tasarım böyle bir yapıya sahipken kodlar, standartlar, sabitler ve hesaplamalı değişkenlerle, dijital ortamda, tasarıma nasıl alternatifler sunulabilir sorusu akla geliyor. Ancak algoritmalar her zaman sonuca yönelik olmayabilirler, çözüm yolları önerebilir, bir süreç tanımlayabilirler. Bir algoritma, örneğin; A noktasından B noktasına hangi yoldan gidilmesi gerektiğinden öte hangi yollardan gidebileceğini söyleyebilir, süreci tanımlayabilir. Bazı karmaşık, muğlak ve ucu açık sorunlar vardır ki; insan beyni bunları çözme konusunda yeterli olmayabilir; böyle durumlarda bilgisayar sistemleri ve insan beyni arasındaki etkileşimli bir ilişkiye ihtiyaç duyulabilir (Terzidis, 2006). Günümüzde genel olarak mimarlar, bilgisayarı üretmek, tartışmak ve farklı formları eleştirmek için bir araç olarak kullanmaktalar. Bilgisayarlar bir araç olarak nitelendirilmekte, çünkü bu süreçlerde birer asistan gibi kullanılmaktalar. Hâlbuki bu hesaplamalı araçların hepsinin temelinde, programcılar tarafından yazılan, bilgisayarın aritmetik ve mantıksal yeteneğini kullanarak, sonuç üreten algoritmalar yatmaktadır (Terzidis, 2006). 26 Ticari yazılımlar, son yıllarda bu duruma farklı bir boyut kazandırmıştır. Bazı mimarlar bu yazılımlar aracılığıyla farklı arayışlara girerek, sınırları zorlarken, bazıları bu tür programların sınırları içinde kalıp, yazılımın imkan verdiği ölçüde onları kullanmaktalar. Tasarım sürecinde kullandığımız yazılımlar gün geçtikçe gelişse de, hepsinin kendi içlerinde bazı sınırlamaları ve zorlukları vardır. Bu yazılımlar, özellikle 3 boyutlu yazılım programları, farklı form arayışlarının görselleştirilmesine ve geometrilerin çözümlenmesine olanak sağlamaktalar. Ancak, tüm bu programlarda, kullanıcı programın sınırları dahilinde forma müdahale edebilmektedir. Tasarımcının analizleri, mimari programın gereklilikleri, program aracılığıyla form üretim sürecine yansıyamamaktadır. Bu duruma alternatif olarak; algoritmik mimarlık, bu tür programlara (örneğin: MEL, 3DMaxScript, ve FormZ 4.0) çeşitli betikler aracılığıyla yamalar yapılarak, yazılımın kısıtlamalarından kurtulmuş, farklı tasarım ortamları yaratmaktadır. Tasarımcılar, bilgisayarı ve sunduğu olanakları farklı şekillerde kullanmaktalar. Pek çok tasarımcı, yazılımların sunduğu interaktivite olanakları ile sınırları kalırken, Karl Chu, Kostas Terzidis, George Liaropoulos-Legendre, Mike Silver and CEB Reas kendi tasarım araçlarını ve ortamlarını tasarlamayı tercih ediyorlar. Kostas Terzidis; tasarımcıların, betikler (script dilleri) kullanarak, 3 boyutlu yazılımların fabrikasyon limitlerinin ötesine geçilebileceğini ifade ediyor (Terzidis, 2006). Kodun mimarideki yeri sorusunun cevabını verebilmek için, dijital tasarım araçları gelişim sürecine bakacak olursak; 70’li yıllarda başlayan, fraktal ve biçim grameri gibi kural tabanlı tasarım yöntemleri ile plan çözmeye yönelik eğilimler, bugün yerini betiklerle algoritmalar yaratmaya, hibrid süreçler kullanma eğilimine bırakmıştır. Önceleri mimarlar, algoritmalar aracılığıyla karmaşıklık seviyesini azaltmaya çalışırken bugün algoritmalar ve hesaplamalı araçlar aracılığıyla karmaşıklığın potansiyellerini keşfetmeye çalışmaktalar. 1980’li yılların başında, matematikçi Stephen Wolfram, bilgisayar deneyimlerindeki karmaşıklık sorununu hücresel özdevinimi temel alarak çözmeye çalışmıştır. Matematiksel formüller ve tahminlere dayandırılmış, geleneksel bilimleri, karmaşıklık sorununu ele alamamaları açısından eleştirmiş, doğal ve yapay, karmaşık süreçleri hesaplamalı olarak uygulamıştır. Karmaşıklığın, karmaşık süreçler ve organizasyonlar sonucu oluştuğu yaygın inancına karşın Wolfram, basit kuralların, yüksek derecede karmaşıklık yaratabileceğini önermiş ve doğadaki karmaşık sistemlerin altında yatan basit 27 kuralları örnek göstermiştir. Wolfram’ın hesaplama çalışmaları daha önceki dönemlere ait “Alain Turing’’s Machine” (1936) ve Aristid Lindenmayer’ın Lsistemler (1968) modellerine dayanmaktadır. Bu çalışmalar özellikle algoritmik mimari ile ilgili tartışmalarda önemli bir yere sahiplerdir (Rocker, 2006). Günümüzde de, Terzidis ve Chu araştırmalarını; olası ve tanımlanmamış karmaşıklıkları çözebilecek kapasitede basit dayandırmaktalar. Terzidis, algoritmik ve iyi tanımlanmış kurallara prosedürlerin, hesaplamadan ve dijitalleştirmeden farklı olarak iyi bir soyutlama aracı olduğunu ve algoritmik strüktürlerin, deneyimden ve algıdan bağımsız olarak soyut modeller üretebileceğini düşünüyor (Rocker, 2006). Prosedürlerin, tasarım alanında kullanılmasının olumlu tarafı; basit ve iyi tanımlanmış kurallardan, farklı karmaşıklık seviyesinde sonuçlar üretmesidir. Terzidis’in Harvard Üniversitesinde verdiği bir ders kapsamında, K. Hopkins tarafından yapılan uygulamada (Şekil 2.2), geometrik objeler, belirli örüntüler temel alınarak tekrar edilerek kopyalanmıştır. Başlangıç seviyesi ve uygulanan kurallar oldukça basit olmasına karşın sonuç ürün olarak oldukça karmaşık örüntüler elde edilmiştir. Şekil 2.2 : K. Hopkins tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında üretilen fractallar (Terzidis, 2006) Algortimaların mimari tasarımda kulanımı, geleneksel bazı kurallardan ve kısıtlamalardan kurtularak, daha özgür bir şekilde form arayışlarına olanak sağlar. Sonuç ürün yoruma açıktır. Bu kullanımın olumsuz olarak nitelendirilebilecek olan tarafları ise; insan algısından ve deneyiminden uzak olması, bilgisayarın ürettiği 28 formların tasarım için fazla soyut kalması ve aşağıdan yukarı bir süreç için çok elverişli olmamasıdır. Şekil 2.3 : M. Synder tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algoritmalar ile üretilmiş bir çalışma (Terzidis, 2006) Ancak burada sorulması gereken soru, algoritmaların ne amaçla kullanıldığı ve nasıl bir sonuç elde edilmek istendiğidir. Örneğin, L-sistemlerin kullanıldığı bazı örneklerde de amaç farklı form arayışları iken, genetik algoritmaların kullanıldığı durumlarda amaç, form –malzeme ve strüktür ilişkisini sorgulamak olabilir. Şekil 2.4’de gördüğümüz örnekte, dikey yapılar için çeşitli form ve strüktür denemeleri yapılmıştır. Şekil 2.4 : J. Paek, C. Santos tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algortimlar ile üretilen dikey yapılar (Terzidis, 2006) 29 Aşağıda gördüğümüz ve Brandon Williams tarafından üretilen örnekler, basit kurallar ile algortimik olarak üretilmiş, farklı karmaşıklık seviyelerinde soyut modellerdir. Şekil 2.5 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘Recursions’ adındaki model (Rocker, 2006) Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘Recursions’ adındaki bu modelde; özyinelemeli prosedürler, belirsiz sayıda tekrar ederek önceden belirlenmiş kurallarla kodları okur ve yeniden yazar. Her üretim kendinden bir sonrakini ve dolayısıyla tüm üretimi etkiler. Şekil 2.6 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘3-D Game of Life’ adındaki model (Rocker, 2006) 30 Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘3-D Game of Life’ isimli bu modelde; hücresel özdevinim ve ‘Game of Life’ tasarımın temelini oluşturur. Hücrelerden biri aktif olduğu an kodlar çalışmaya başlar ve üretim gerçekleşir (Rocker, 2006). Algoritmaların, CAD yazılımlarında betikler olarak kullanılması ile mimari tasarımların biçimlendirilmesinde ve soyutlanmasında da kullanılmaya başlamışlardır. Algoritmalar ile mimari tasarım kararları ve parametreleri kodlanabilir, CAD yazılımları ile algoritmaların ürünleri görselleştirilebilir, fiziksel üretim için veri elde edilebilir. Algoritmaların mimari tasarım sürecinde kullanımını, geleneksel yöntemlerin dijitalleştirilmesine veya farklı form arayışına indirgememek gerekmektedir. Algoritmaların strüktüre edilmiş, rasyonel yapıları, indirgemeci bir özellik olarak algılansa da, algoritmalar insan zekasını ve hesaplamalı bilimlerin yaratıcılığını birleştirerek farklı seviyelerde karmaşıklıklar yaratabilir, problemlere farklı çözüm kümeleri oluşturabilirler. Bir başka deyişle; algoritmik tasarım, hesaplamalı karmaşıklık, bilgisayarın ve tasarımcının yaratıcı tasarım olanaklarının bir arada kullanılmasına olanak sağlar. Mimari tasarımda kullanılan, üretken algoritmaları, L-sistemleri ve evrimsel algoritmaları birer tasarım aracı olarak kabul edebiliriz. 2.1.2 L-Sistemler 1968’de, Macar biyolog Aristid Lindenmayer çok hücreli basit organizmaların büyüme örüntülerini incelemiştir. Aynı yıl Lindenmayer veya L- sistem adı verilen, bu tarz basit organizmaların gelişimini tanımlayan, Chomsky gramerine dayalı, biçimsel dile sahip bir sistem geliştirmiştir. L sistem, karakter dizileri ile ifade edilen, belirli objelerden oluşan soyut bir strüktür, biçimsel bir gramere sahiptir. Bu sistemin dört temel elemanı vardır; bir başlangıç noktası, kurallar ve sentaks dizisi, değişkenler ve sabitler. Günümüzde halen bitki gelişimi ve mimari tasarım alanlarında kullanılmakta olan bu modeldeki değişkenlik ve çeşitlilik farklı başlangıç noktaları ile sağlanabilmektedir (Rocker, 2006). Mimar ve programlamacı, Micheal Hansmeyer, L-sistemleri; üretken ve yorumlayıcı olmak üzere 2 sürece ayırıyor. Üretken süreç, karakter dizilerinde (string) harflerin önceden belirlenmiş kurallara göre yer değiştirmesidir. Yorumlayıcı süreç; yine 31 önceden belirlenmiş kurallarla, yerleri değişen harflerle yeni dizilerin oluşturulmasıdır. (http://www.mh-portfolio.com/Algorithms_Architecture/p11s.html, 2009) Çizelge 2.1 : L-sistemlerin; üretken ve yorumlayıcı süreçlerini gösteren çizelge. Üretken Süreç Yorumlayıcı Süreç Girdiler: Girdiler: • Tekrar sayısı :3 • • Başlangıç karakter dizisi : A ABAACABAABACABAAC Yer Değiştirme Kuralı: A ABA ABA • Süreç örnekleri B AC Yer Değiştirme Süreci: • Karakter dizisi : Yorumlayıcı kurallar: A = İleri git 0) A B = Sağa dön 1) ABA C= Sola dön 2) ABAACABA Görsel Yorumlama: 3) ABAACABAABACABAACABA B AAB A A AAC C A(…) Biyologların ve bilgisayar mühendislerinin, bitkilerin çevresel koşullara göre değişmesi konusu üzerine yaptıkları ortak çalışmalar, enteresan sonuçlar vermiştir. Bu değişim ve gelişimler dijital olarak modellenerek, girdi değişimleri ile oluşan sonuçlar incelenmiştir. Bu tür gelişim modelleri, mimarlık için ve özellikle mimari dijital modeller için ilham verici bulunmuştur. Verilerin değişimi ile her seferinde farklı sonuçlar elde edilen bu tür bir model ile farklı mimari stratejiler ve metotlar geliştirmek mümkündür. Mimari ihtiyaçların ve seçeneklerin parametrik bir şekilde düzenlenmesiyle, çevresel verilere, malzeme ve performans ihtiyaçlarına duyarlı bir model elde edilebilir, sürdürülebilirlik gibi konulara yeni bakış açıları getirilebilir. Kaligari Üniversitesi’nden, Profesör Przemyslaw Prusinkiewicz ve ekibinin bitkilerin hesaplamalı büyüme ve gelişim modelleri üzerine, diğer disiplinlerle işbirliği içinde yürüttükleri çalışmalar, mimari tasarım alanında da kullanılabilme olanağına sahiptir. Bitkilerin büyüme ve gelişimini gösteren modeller, bitki geometrisini sürekli veya süreksiz bileşenler olarak kabul eden matematiksel ve mekansal modellere dayanır. Bileşenler bölgesel olarak bitki hücrelerini, genel olarak da düğüm noktalarını, filizleri, yaprakları kısacası bitkiyi bir bütün olarak içermelidir. Formu, 32 gelişimin bir sonucu olarak tanımlayan gelişimsel modellerde, gelişimi etkileyen değişkenler değiştirilerek sonuçlar aşamalı olarak izlenebilmektedir. Benzetimlerin ürettiği hesaplamalı veriler, imajlar ve animasyonlarla desteklenerek görsel açıdan daha anlaşılabilir bir hale getirilebilir. Professor Prusinkiewicz’e göre hesaplamalı modelleri kullanmanın pek çok avantajı vardır. İlk olarak gelişimsel mekanizmaların hesaplamalı olarak algılanmasına yardımcı olur, ikincil olarak da; gelişimsel farklı durumlar arasındaki etkileşimlerin anlaşılmasına yardımcı olur. Bu modeller ile mimari tasarımda, çevre ve sistem arasındaki ilişkiyi veya alt sistemler ve bütün sistem arasındaki ilişkileri pekiştirebilecek, analitiksel ve üretken yaklaşımlar geliştirilebilir. Bitki gelişim modellerinde, yer çekimi, yönelim gibi pek çok bileşen modele dahil edilerek bunların bitki strüktürüne etkisi ve engelleri görülebilmektedir. Bu tür modeller, metodolojik olarak geliştirilerek, mimari tasarım için uygulanabilir; tüm yapı sistemleri ve kabuk, pek çok değişken veri ile optimize edilerek en yüksek performans seviyesine ulaşılabilir. Örneğin yer çekimi etkisi ve strüktürel davranışlar birleştirilebilir, buna çevresel ve iklimsel faktörler (güneş enerjisi, yağmur suyu vb.) eklenebilir. Tasarım sürecinin sonunda her sorun için teker teker çözüm üretmek yerine, tasarım aşaması, yapısal kararların alımı ve üretim bir bütün olarak ele alınabilir. Bu sayede modeller, görselleştirmeden öteye giderek kararların alındığı bir süreç olmaya başlamaktadır (Hensel, Menges, 2006). Şekil 2.7 : ‘Lychnis coronaria’ adlı bitkinin, Kaligari Üniversitesi’nde, L-Studio isimli bir yazılım ile geliştirilen ile gelişim modelinden imajlar (Hensel, 2006). Kaligari Üniversitesi tarafından geliştirilen yazılım ile bazı bitki karakteristikleri modellenebilmektedir; örneğin bitkilerin güneşe yönelimi veya güneş ışığından maksimum yararlanabilmek için geliştirdikleri mekanizmalar ve yapısal bazı özellikleri gibi. Mimari açıdan bakıldığında yapısal performans ile ilgili bu gibi özellikleri; güneş ışığından maksimum fayda sağlayacak şekilde yapının tasarlanması, yapıya yerleştirilecek enerji panellerinin yerlerinin tespit edilmesi veya iklimsel özelliklere göre bina kabuğunun tasarlanması olarak yorumlayabiliriz. Doğadan ve yaşayan canlılardan öğrenilenler iki şekilde yorumlanabilir; ilk olarak, 33 özellikler var oldukları ölçekte üretilerek aynı performans değerlerine ulaşmak. İkincil olarak da, doğada var olan özellikler yorumlanarak modüle edilmesi ve ihtiyaç duyulan ölçekte üretilmesi (Hensel, 2006). Pavel Hladik tarafından 2005 yılında üretilen ‘Phyllotaxic Component Growth’ adındaki model (Şekil 2.8), L-sistem kullanılarak, parametrik modelleme ortamında üretilmiştir. Çalışma, form arama deneyimleri ve elastik bir filenin küresel cisimleri sararak geometrik ilişkiler tanımlaması ve parametrik bir modelin temellerini oluşturması ile başlamıştır. Bir sonraki aşamada, parametrik tanımlamaları uygulayan, büyüme algoritması parametrik modelleme ortamımda kullanılmaya başlanmıştır. L-sistemlerin kullanımı; parametrik bileşenlerinin, dijital büyüme süreci kurallarının okunması ve uygulanmasını, sonuç ürünün, mimari bir form ve strüktür görünümüne kavuşmuşmasını sağlamıştır. Şekil 2.8 : Brandon Pavel Hladík tarafından 2005 yılında, parametrik modelleme ortamında, L-sistemlerle oluşturulan, ‘‘Phyllotaxic Component Growth’ adındaki dijital modelin 3 aşamalı büyüme durumu (Hensel, Menges, 2006). Şekil 2.9, 2.10 ve 2.11’de görülen imajlar, Micheal Hensmeyer tarafından geliştirilen L-sistem tabanlı, algortimik modelin ürünleridir. Bu modelde, turtle grafik metotları, L-sistemlerle birleştirilerek, hibrid bir model elde edilmiş ve modüler, fiziksel çevre koşullarına uyum sağlayabilen bir tasarım geliştirilmiştir. Turtle grafikleri ile modelin çevresel koşullara göre hangi yöne doğru gelişebileceği belirlenmiştir. 34 Şekil 2.9 : Modelin üretim aşaması, perspektifi , kesiti ve planı, (http://www.mhportfolio.com/Algorithms_Architecture/p13s.html,2009). Hansmeyer çalışmalarında, doğadaki gelişim ve büyüme süreçlerini, mimari tasarım süreçleri ile L-sistemler aracılığıyla bağdaştırmaya çalışmıştır. Çalışmalarında Lsistemleri farklı metotlarla birleştirerek özgünlük, modülerlik, çevresel etkileşim ve uyum gibi kavramları tasarım sürecinin, L sistemler mantığı ile hangi noktalarda örtüştüğünü sorgulamıştır. Aşağıda gördüğümüz çalışmalarda, Hansmeyer, L-sistemler ve Turtle grafiklerini beraber kulanarak mimari örüntüler elde etmiştir. Şekil 2.9’daki çalışmada; Turtle grafiği, her obje için çapları birbirinden farklı olan 16 daire çiziyor. Daireleri saran sünüs eğrileri de, her dairede ve objede parametrik olarak değişiyor. Her objeyi oluşturan dairelerin dış çeperleri birleştirilerek bir yüzey elde ediliyor. Bundan sonraki aşamada Turtle grafiği ile objeler 60°’nin katları olacak şekilde, 6 yönde yukarıya doğru dallanmıştır. 35 Şekil 2.10 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri (http://www.mh-portfolio.com/Algorithms_Architecture/p13s.html,2009). Yukarıda tariflenen çalışmanın ilk aşaması, başka bir çalışma için de temel oluşturmuştur. Şekil 2.10’da görülen çalışmada, Hansmeyer objeleri oluşturan iki daire katmanı tek yüzey oluşturacak şekilde birleşiyor. Her objeden, aynı noktada fakat farklı ölçekte iki tane üretiliyor. Bundan sonraki aşamada yukarıdaki örnekte olduğu gibi Turtle grafikleri ile dallanma sağlanıyor. Şekil 2.11 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri (http://www.mh-portfolio.com/Algorithms_Architecture/p13s.html,2009). 36 Her iki çalışma da kullanılan hibrid sistem sonucunda; mimari tasarımın ön aşamalarında kullanılabilecek, gelişime açık ve ilham verici mimari örüntüler elde edilmiştir. Sistemin bir başka olumlu tarafı, fiziksel çevre verilerinin sisteme dahil edilebiliyor olmasıdır. Ancak oluşturulan sistem ve elde edilen ürünler bu çalışma kapsamında öngörülen bütünleşik tasarım süreci için yetersiz kalmaktadır. Dış etkilere karşı duyarlı ve bu etkilerle içsel organizasyonun ve ilgili özelliklerin birbirleriyle iletişim içinde olduğu bir büyüme modeli, benzer süreçleri olan yapısal tasarımlar, ekolojik organizasyonlar ve ilişkilerin gelişimi için potansiyel taşır. Ekoloji, bir organizmanın bulunduğu çevre ile olan ilişkilerini, tekil organizmalardan, ekosisteme ve biyosfere kadar farklı ölçeklerde ve seviyelerde inceler. Bir organizma çevreden gelen uyarılara açıktır ve bu uyarılara cevap veren içsel veya dışsal etmenleri vardır. Bu hissetme, cevap verme ve büyüme süreçleri organizmanın bedensel, dokusal yapısıyla ilişkilidir. Bu tip modellemeler, teorik ve pratik açıdan biyologlar için yararlı olmalarının yanı sıra mimarlar ve kentsel tasarımcılar için de potansiyel taşıyan araçlardır. Yapısal açıdan bakıldığında bu tür modeller, tekil olarak yapıların araziye yerleşimleri, yapısal elemanlar ve bina kabuğu aracılığıyla çevreyle ve diğer yapılarla olan ilişkilerinin belirlenmesi yani tekil olarak yapı, yapı ve çevresi, yapının iç ve dış mekan organizasyonu gibi tasarım problemleri için potansiyel taşıyan araçlardır. Bu tür modeller geliştirilerek, yapının iç ve dış olarak ikiye bölünmesinin ötesinde, bir bütün olarak ele alınmasını sağlayan araçlar geliştirmek mümkündür. Genel olarak, bu tür yaklaşımlar yapılı çevre koşullarını ve oluşumlarını, malzeme ve bileşenlerden öte, çevre koşullarına duyarlı, sürece bağlı gelişim gösteren ilişkiler ürünü olarak yorumlar. 2.2 Parametrik Tasarım Yaklaşımları Parametrik tasarım sistemleri, tasarım teorilerine, hesaplamalı teorilere ve obje tabanlı yazılımlara bağlı olarak yeni bütünsel tasarım konseptleri ortaya koymaktalar. Parametrik tasarımda, tasarımın şekli değil, parametreleri tanımlanır. Parametrelerin değişimi ile farklı birleşimler ve objeler elde etmek, eşitlikler ile objeler arası ilişkileri tanımlamak mümkündür (Burry 1999). Bu sayede objeler arası geometrik bağlar ve objelerin değişimler sonucu sergilediği davranışlar tanımlanabilir, belirlenebilir. Parametrik tasarım, geometrilerin algoritmik tanımları ile ilgilenir. 37 Parametrik tasarımda, geometriler parametreler ile belirlenir, yani geometrilerin değişimi parametrelere bağlıdır. Parametrik tasarım, farklı çalışma alanlarında farklı şekillerde uygulanmaktadır. Araba, deniz araçları ve uçak endüstrilerinde parametrik tasarım araçları uzun yıllardır etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Araba, uçak ve gemi tasarımında uygulanan parametrik tasarımın, mimari parametrik tasarımdan iki önemli farkı vardır. Birincisi, konseptlerin ve görünüşlerin çok yavaş değişmesi, bir diğeri de tek bir tasarımın küçük değişiklerle en az 10, en çok binlerce kere üretim için kullanılacak olmasıdır. Bu nedenle, tasarımcılar en iyi ve uygun genotipi bunmaya çalışır. Ancak mimarlıkda tasarım ve üretim durumu bu alanlardan çok farklıdır. Her yapı kendine özgüdür, bu nedenle mimari tasarımda en uygun genotip geliştirmek pek mümkün değildir Ancak bu durumun da çeşitli istisnaları vardır; stadyum gibi kısıtlamaları ve kuralları çok tanımlı ve katı olan projeler, kuralların uygulanışı açısından bu duruma örnek teşkil edebilir. Bir diğer örnek; Grimshaw’un, Waterloo Uluslararası Tren Terminali gibi tek bir şekilden “çeşitler” üreten projeler olabilir. Düşünsel sürecin dışa vurumu, genelleştirilmesi ve soyutlanması uçak ve gemi tasarımında genotipi belirlemek için önemli olduğu kadar bir bina tasarımı içinde önemlidir. Mimari tasarımda fark, alternatiflerin çok hızlı bir şekilde üretilmesidir. Parametrik tasarım araçlarının işlevselliği, alternatif yapılanış arayışı ihtiyacı açısından önemlidir. Bu nedenle, çeşit ve form üretimi açısından mümkün olduğunca esnek bir sistem oluşturmak gerekmektedir (Menges, 2006 ). Robert Aish, Lars Hesselgren, J Parrish ve Hugh Whitehead gibi isimler bu tür gelişimlerin öncülerindendir. Yaklaşık 20 yıldır, SmartGeometry grubu üyeleri hesaplamalı tasarım araçları ve teknolojileri konusuna öncü olmuşlardır. 1980’lerin ortalarında, grup parametrik tasarım yaklaşımlarını ilk olarak Grimshaw’un Waterloo Uluslararası Tren Terminali ve ‘Stadium for the Nineties’ projelerinde uygulamışlardır. Lars Hesselgren, SmartGeometry grubunun amacının “yeni tasarım yöntemleri üreten akıllı altyapılar oluşturmak” olduğunu söylüyor. Değişimin, eksiltici değil, arttırıcı olması gerektiğini ve bu nedenle SmartGeometry grubunun mevcut yöntemleri reddetmediğini; bu yöntemlere, daha kompleks geometriler üretebilecek ve kontrol edebilecek bütünleyici sistemler eklemeye çalıştıklarını belirtiyor. Geometrinin sadece “deneysel ürün” olarak ele alınmaması gerektiğini, karmaşık geometrilerin de çevreye duyarlı olabileceğini, strüktürel ve mekansal 38 ihtiyaçlara karşılık verebileceğini savunuyorlar (Aish, Hesselgren, Parrish, Whitehead, 2006 ). Dijital parametrik modelleme araçları ile geometrik ilişkiler, malzeme özörgütlenme özellikleri, fiziksel üretim teknolojileri gibi pek çok parametre tasarım sürecine dahil edilebilir. Malzeme davranışları, maddeleştirme süreçleri tarafından tanımlanan dijital bileşenler, daha büyük kurgular oluşturmak üzere gelişime açık yüzeyler ve geometrik strüktürler oluştururlar. Gelişime açık bu geometriler evrimsel algoritmalar ile geliştirilerek pek çok sistem üretimi sağlanabilir. Sistem bileşenlerinin, farklı ölçeklerdeki gelişimi ve evrimi, güneş ışığı, hakim rüzgar yönü gibi dış etkiler ile beslenebilir. Parametrik kurguya dahil olan üretim ve yapım sistemleri kısıtlamaları ve çevresel etkiler sistemin karmaşıklık seviyesini arttırır ve farklı amaçlara ve performans ihtiyaçlarına cevap verebilecek özellikler kazanmasını sağlar. Uygun analiz ve gelişim tekniklerinin birleşimi ile çevreye ‘duyarlı’ bir tasarım süreci geliştirmek mümkün olabilir. Mimari tasarımda parametrik yaklaşımların kullanımına verilebilcek örneklerden biri; Open source Mimarlıktan Kristina Shea’nın geliştirdiği, ‘Structural Shape Annealing’ adlı metot ve eifFORM yazılımıdır. Bu yazılım ile, uygulamaya hazır, kubbevari strüktürlerde (Şekil 2.12) pek çok varyasyon yaratmak mümkündür. Şekil 2.12 : eiFORM yazılım ile geliştirilen kubbevari strüktür (Sprecher, A., Ahrens C., Neuman, E., 2005). Bir örnekten çeşitler üretilmesine verilebilecek en iyi örneklerden birisi de Greg Lynn’in Embiryolojik Ev projesi (Şekil 2.13) tasarımı olabilir. Embiryolojik Ev; Greg Lynn tarafından, farklı müşteriler için tasarlanmış bir seri konuttur. Konutların her biri farklı iklimlere ve arazilere uyum sağlayabilir. Yerleşim için minimum ihtiyaç 30.5 m. çapında, %30’dan az eğime sahip temiz bir arazidir (Rocker, 2006). 39 Lynn, Embiryolojik Ev projesini; çeşitlilik, uyarlamak, süreklilik, esnek üretim ve birliktelik kavramlarının güncel sorunlarını ele alan bir yaşam mekanı tasarımı stratejisi olarak tanımlıyor. Geometrik limitleri serbest bırakan ve sonsuz sayıda çeşit oluşmasını sağlayan bu sistem ile sadece bir veya iki tane Embiryolojik Ev örneği değil, sonsuz sayıda ev üretilebiliyor. Ancak pek çok mimar henüz bu fırsatın farkında değil; çünkü çoğu, tasarım problemini tek defaya mahsus olarak ele alıyor, bir seri olarak değil. Pek çok mimar bu projeyi en ideali bulmak için yapılan bir deney sanıyor; ancak üretilen tüm sonuçlar birbirine eşit ve en ideali yok. Prototipleme aşamasında, Lynn’in ürettiği 6 örneğin her birinin kendi mekansal, fonksiyonel, yaşamsal, estetik kısıtlamaları vardır. Projeyi tanımlarken Lynn özellikle; ideal veya orijinal bir Embiryolojik Ev olmadığını, her örneğin kendi içinde mükemmel olduğunu vurguluyor (Rocker, 2006). Şekil 2.13 : Greg Lynn, Embiryolojik Ev, 1999 (Rocker, 2006). Binalar, objelerden oluşan bir bütündür. Tasarımın değişmesi durumunda bu objeler tekil olarak ve bir bütün olarak bu değişime cevap verebilmelidirler. Eğer tasarım için esnek bir yaklaşım geliştirmek isteniyorsa, esneklik ve cevap verebilme gibi özelliklerin yazılımın en temel düşüncelerini oluşturmaları gerekir. Bir diğer önemli nokta da, bu yazılımı kullanan tasarımcının “esneklik” durumunu kontrol edebilmesi ve soyut olarak cebirsel bir dille tasarımı düşünebilmesidir. Tasarımcının anlayabilme ve aşina olabilme gibi ihtiyaçlarına düzgün bir gösterim ile cevap verebiliyor olması önemli bir özelliktir. Tasarım amaçlarının kesin bir şekilde ifade edilmesine yarayan bir yol veya tasarıma dair sezgisel düşünceleri farklılaştıran bir araç mıdır? Tarihsel olarak mimarlık, sezgisel ve biçimsel düşünme biçimlerini başarılı bir şekilde birleştirmiştir. 40 Foster and Partners tasarım ofisi, parametrik yaklaşımları, tasarım ve üretim aşamalarında bir araç olarak kullanan ofislerden biridir. Swiss Re Genel Merkez binasında (Şekil 2.14), tasarım ve detay üretimi problemlerine, çizimlerin tasarımı yeteri kadar ifade edemeyeceği, üretim aşamasında problemler yaşanabileceği düşünüldüğü için parametrik programlama ile cevap aranmıştır. Uygulanan programlamada her katta kurallar aynı olmasına rağmen farklı sonuçlar, farklı detaylar ortaya çıkmıştır. Şekil 2.14 : Swiss Re Merkez Ofis Binası, Londra (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1004/Default.aspx). Parametrik araçların kullanıldığı bir diğer proje; Pekin Havaalanı (Şekil 2.15) projesidir. Pekin Havaalanının 3 km. uzunluğunda çift eğimli çatısının kontrol mekanizması “power law” adı verilen matematiksel kurallarla sağlanmıştır. Law eğrileri, değişim oranlarını geometrik ve matematiksel bir fonksiyon gibi davranarak kontrol etmişlerdir. Bu sayede karmaşık geometriler, basit müdahalelerle kontrol altında tutulmuştur. 41 Şekil 2.15 : Beijing Havaalanı, Pekin, Çin (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1235/Default.aspx). Bu tür parametrik ve düzenlenebilir tasarım yaklaşımları, ileri seviyede geometrik kontrol, hızlı ve çeşitli üretim imkanı sağlar. Parametrik modelleme, iş akışını düzenlemesi, değişen verileri hemen algılayabilmesi ve üretim ve performans analizi için kesin, geometrik veriler sağlaması gibi özelliklerinden ötürü bir tasarım aracı olarak algılanmaktadır. Ancak bu tür yazılımlar, tasarım sürecini hızlandırmak ve içeriğini genişletmenin yanında, tasarımı düşünme tarzımnı da değiştirmektedir. Topografya, yapılı çevre, iklim, kullanıcı, mekansal ihtiyaçlar gibi mimari tasarım ve üretim sürecinde etkili olan pek çok parametre vardır. Tasarımcı, tüm bu parametreleri ele almaya çalıştığı tasarım sürecini, eskizler, çizimler ve modeller aracılığıyla görselleştirir. Parametrik tasarım yöntemleri, bu yöntemleri, süreci farklı bir şekilde ele alarak tasarlama sürecini ve düşünme şeklini değiştirir. Düzenlenebilir üretken tekniklerin kullanımı ile tasarımcı, tüm parametreleri aynı anda kullanarak müdahale ve kontrol edebilir. Robert Aish, üretken teknikler kullanım kültürünün dijital araç kullanımı paralelinde geliştiğine ve genel olarak insan eylemlerinde, ‘yapmak’ tan ‘kontrol’ etmeye, ‘araçlar’ geliştirmeye ve bu araçları kullanmaya yönelik bir değişim olduğuna dikkat çekiyor. Tasarım, yaratıcı süreç sonunda alternatif olasılıkların, kullanım senaryolarının fiziksel olarak yapılmaksızın ve test edilmeksizin ortaya konduğu bir süreçtir. Bu süreç sonunda, 42 tasarım problemine bazı farklılıklarla cevap veren benzer olasılıklar ortaya çıkar. Bu olasılıklara tasarım ortamında müdahale edebilmek, farklılıkları görebilmek fiziksel sonuç ürünü de etkileyecek bir yaklaşımdır. Bu açıdan bakıldığında parametrik araçları da kapsayan hesaplamalı tasarım araçları geliştirmenin mevcut tasarım araçlarını geliştirmekten bir farkı olmadığı görülür (Menges, 2006). Burada önemli olan bu araçların geliştirilmesi ve kullanım kültürü arasındaki ilişkidir. Robert Aish, tasarımı, muğlaklığın keşfi ve açılımı olarak yorumluyor. Bu nedenle hesaplamalı tasarım araçlarının, tasarımı statik bir şekilde ifade etmeleri yeterli değildir. Bu araçlar, pek çok tasarım alternatifi oluşturan tasarım kurallarını ele alabilmeli ve bu çözümler kümesi içinden üretilebilecek olasılıkların seçimini kolaylaştırmalıdır (Aish, R., 2006). Sorun, bu tasarım kurallarının nasıl ifade edileceği, üretimin ve seçimin nasıl gerçekleşeceğidir Tasarım kurallarının ve üretim kısıtlamalarının hesaplamalı bir ortamda birleştirildiği bir proje olarak Smithsonian Enstitüsü’nün, Patent Ofisi Binası avlusu üst örtü tasarımı (Şekil 2.16) ele alınabilir. 2004 yılında, Norman Foster ve ekibi, avlu üst örtüsü projesi için kendi tasarım araçlarını geliştirerek, karmaşık bir geometriye sahip örtünün geometrisini kontrol edebilmişlerdir (Şekil 2.17). Tasarım kuralları, kirişlerin ve kolonların yeri gibi kısıtlamalar ve birleşik geometrilerden oluşan bir sistem ile kodlanmıştır. Üç yüzey, kolon işaretleri ve hesaplamalı betikler çatı geometrisini kontrol etmiştir. Önceden belirlenmiş geometri, parametrik değerler ve hesaplamalı betikler çok çeşitli ve detaylandırılmış çatı alternatifleri sunmuştur. Betik, tüm tasarım fikirlerinin bir sentezi haline gelmiş ve tasarım süreci boyunca bir eskiz aracı gibi kullanılarak farklı durumlara göre uyarlanmış ve değiştirilmiştir (Whitehead, 2004). Bu tür yaklaşımlarda sadece programlama bilgisi değil, mimari tasarım fikirlerine de ihtiyaç vardır. Yenilikçi yaklaşımlarda, mimari fikirler geleneksel yöntemlerden farklı olarak, programlama dilinde kullanılabilecek şekillerde soyutlanmaktadır. 43 Şekil 2.16 : Smithsonian Enstitüsü, Washington, ABD (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1276/Default.aspx, 2009). Şekil 2.17 : Smithsonian Enstitüsü, strüktürel analiz çalışmalarından imajlar (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1276/Default.aspx, 2009). Betik yazılımı ile binlerce farklı seçenek üretmek mümkündür. Bu nedenle sadece sistem kısıtlamalarını iyi anlamak yeterli değildir, bunun yanında oluşan seçenekleri geliştirmek için iyi bir stratejiye sahip olmak gerekir. Tasarım gelişim sürecinde geribildirimleri bilgiye dönüştürmek sonuç ürüne ulaşım sürecini de kısaltacaktır. Gelişimi ve karar verme mekanizmasını etkileyen bir diğer önemli nokta da 1:1 ölçekte yapılacak olan üretim ve buna bağlı olarak da malzeme seçimidir. Bu örneklerdeki ortak nokta hesaplamalı tasarım olanaklarının bir araç olarak kullanılmasıdır. Örneğin, Smithsonian Enstitüsü’nün, Patent Ofisi Binası avlusu üst örtü tasarımında var olan bir eskizden yola çıkılmıştır. Önceden belirlenen bir 44 geometrinin dijital ortamda nasıl üretilebileceğinin yöntemleri aranmıştır. Yani dijital süreç, ilk tasarım fikirleri ortaya çıktıktan sonra başlamıştır. Hugh Whitehead’ın bu konudaki tasarımların ifade yöntemleri ve üretim ile ilgili yorumu “Tasarımcı provadan, yüklenici gösteriden sorumludur. Bizler ifade edebildiklerimiz ve inşa edebildiklerimiz ile sınırlıyız. Şu anda karşı karşıya olduğumuz problemlerin pek çoğu teknoloji ile değil, dil ile ilgili sorunlardır .” (Menges, 2006). Bunu tasarımcı, yazılım ve üretici arasındaki iletişim olarak yorumlayabiliriz. Tasarımcı kendini çizim aracılığıyla ifade eder ve tasarım ifade edilebildiği ölçüde uygulanır. Dolayısıyla sonuç ürün, tasarımcı ve yazılım arasındaki ilişkiye bağımlıdır. Ticari yazılımların gelişmesi ve çeşitlenmesi, herkesin kendini ifade edebileceği bir araç bulmasını kolaylaştırmıştır. Şüphesiz ki yazılımların gelişimi, mimarlıkta kompleks geometriye sahip yapıların tasarımını, ifadesini ve uygulanabilirliğini arttırmıştır. Tüm bu gelişimlere rağmen, tasarımcı yazılımın sunduğu olanaklarla sınırlı kalmak zorundadır. Ancak betiklerin ve algoritmaların kullanımı ile bu sınırlamalar ortadan kalkmakta ve tasarımcılar kendi çalışma ortamlarını oluşturabilmektedir. 2.3 Evrimsel Tasarım Yaklaşımları Köklerini, hesaplamalı bilimlerden, tasarımdan ve evrimsel biyolojiden alan evrimsel tasarım, tasarımlar üreten bir süreçtir (Şekil 2.18). Bilgisayar destekli yazılımları, analiz yazılımlarını ve doğal evrimden alınan fikirleri birleştirir (Şekil 2.18) (Bentley, 1999). Şekil 2.18 : Evrimsel biyoloji, hesaplama ve hesaplamalı bilimler ilişkisini gösteren diyagram (Bentley, 1999). 45 Şekil 2.19 : Evrimsel tasarım köklerini, hesaplamalı bilimlerden, tasarımdan ve evrimsel biyolojiden alır (Bentley, 1999). Evrimsel tasarım yaklaşımları, insanlar tarafından kullanılan yazılım tabanlı araçlardır. Bilgisayar tarafından gerçekleştirilen evrimsel tasarım, bilinçli bir tasarım süreci değildir. Farklı tasarımlar üretebilen bir süreçtir sadece, ancak tasarımcının yerini alamaz. Bu yaklaşımlar, tasarım problemi için bir çözüm kümesi (Şekil 2.20) oluşturur, pek çok farklı fikir için tasarımcının bilgisini kullanarak çözümler üretir, hatta yeni tasarım fikirleri oluşturur. Ancak evrimsel yaklaşımlar çok etkileyici sonuçlar üretse de tamamıyla bağımsız ve otonom değillerdir. Tasarımın hangi amaca hizmet edeceği, tasarım probleminin hesaplamalı ortama nasıl aktırılacağı sorularına sadece tasarımcı cevap verebilir. Şekil 2.20 : Bir tasarım problemi için oluşturulmuş çözüm kümesi (Bentley, 1999). Doğal evrim, en iyi evrimsel tasarım sistemidir. İnsan tasarımları, karmaşıklık, performans ve yararlılık gibi konularda biyolojik tasarımlar kadar mükemmel 46 değildir. Doğadaki evrimsel tasarım çok yaratıcı ve mükemmeldir. Bu nedenle evrimsel yaklaşımlar, pek çok farklı tasarım problemi için ilham vericidir. Doğadaki evrimi mükemmel kılan; uygun genetik ve davranışsal adaptasyonlardır. Evrimsel mimarlık, mimari form üretimi için doğadaki evrimsel modelleri temel alır (Frazer, 1995). Frazer, bu tasarım yaklaşımı ile ilgili olarak; ‘Mimari tasarım kararları, üretken kurallarla ifade edilir, bu sayede evrimleri ve gelişimleri hesaplamalı modeller ile hızlandırılabilir, test edilebilir’ yorumunu yapıyor. Evrimsel algoritmalar, her aşamada evrim geçirerek, gelişerek çözüm kümeleri içinden en ‘uygun’ olanları bulmaya çalışırlar. 4 çeşit evrimsel algoritma vardır; genetik algoritmalar, evrimsel programlama, evrim stratejileri ve genetik programlama. Goldberg, evrimsel algoritmaları en esnek, en etkili ve kuvvetli algoritmalar olarak yorumluyor (Goldberg, 1989). Holland, bu özelliklerinden dolayı evrimsel algoritmaların, pek çok alanda problem çözmek için kullanımının yaygınlaştığından bahsediyor (Holland, 1992). Genetik kodlar, evrimsel mimarlığın temelini oluşturur. En önemli özellikleri olan karakter dizisi benzeri strüktürleri, doğadaki kromozomlara benzetilebilir. Pek çok parametre, karakter dizisi benzeri bir strüktür olarak kodlanır ve değerleri üretim süresince değişir. Oluşan çok sayıdaki form arasından daha önceden belirlenmiş uyum kriterlerine göre seçim yapılır. Melezleme ve genetik değişime uğrayan parametreler ve seçilen formlar, yeni üretimlere en yararlı ve önemli olan özelliklerin geçmesini sağlar. Evrimsel tasarım sürecinde parametrelerin değişmesi ve gelişmesi yeni çözüm kümeleri üretir. Çözüm üretim sürecinde ‘en iyi’ aranır ve iyi olmayan seçenekler sonlandırılarak çeşitli çözüm kümeleri oluşturulur. Şekil 2.21’de ev tasarımı için oluşturulan çözüm kümelerini, seçilen ve sonlandırılan üretimleri görmekteyiz. En iyi sonuçların oluşturduğu ‘çocuk’ lar, karakteristik özelliklerini küçük değişikliklerle ebeveynlerinden miras alırlar; ardından çocukların ‘çocuk’ları olur, uygun olmayan özellikler sonlandırılır ve bu süreç sonlandırılana dek devam eder. Darwin’in Evrim Teorisine göre de, doğal evrimin en önemli 4 özelliği; üretim, miras, çeşit ve seçimdir. Evrimsel algoritmaların ise; süreci başlatmak, gelişim/evrim sağlamak ve sonlandırmaktır (Bentley, 1999). 47 Şekil 2.21 : Ev tasarımının, 4’lü kümeler halinde gelişen/ evrimleşen süreci. Daire içine alınmış olanlar, ebeveyn ve çocuklardır. (Bentley, 1999). Genetik kodlama sürecinin en önemli özelliği dış kabuk formunun oluşumundan önce iç ilişkilerin kurulmasını sağlamasıdır. Bir diğer önemli özellik de; iyi tanımlanmamış ve çelişkili kriterlerin de var olması ve tüm kriterlerin işlenerek en ‘uygun’ olabilecek seçeneklerin üretilmesidir. Yapılı formun çevresi ile olan ilişkinin morfolojik ve metabolik olarak tanımlanması da bir diğer olumlu özelliktir (Kolarevic, 2000). Evrimsel tasarım yaklaşımı; etkileşime açık, aşağıdan yukarı tasarım süreci için uygun bir yaklaşımdır. Frazer’ın önerdiği evrimsel tasarım modeli form bazlı değil, süreç bazlı bir yaklaşımdır. Evrim süresince fenotipler değil, genotipler geliştirilir (Arida, 2004). Evrimsel tasarım, tasarımlar üreten bir süreçtir ve ‘tasarımcı’ kimliği, bugün kullandığımız anlamından farklı bir anlama sahiptir (Bentley, 1999). Geleneksel metotlardan çok daha fazla tasarım ürünü üretebilmesi ve pek çok parametreyi aynı anda kullanabilmesi, bu yaklaşımların farklı bir tasarımcı kimliğine sahip olmasını sağlar. ‘Bilgisayarlar onlara tarif edilen işleri yaparlar. Bizler bilgisayarlarla programlar aracılığıyla iletişim kurarız. Peki, bilgisayara, bizim tam olarak anlamadığımız bir işlemi, sonunda ne üretileceğini bilmeksizin, kullanmasını tariflersek sonuç ne olur? Bilgisayardan, tasarımları geliştirmesini istersek ne olur?’ diye soruyor Bentley (Bentley, 1999). Evrimsel tasarım yaklaşımlarında bilgisayar, insan benzeri özellikler kazanır, tasarımları geliştirir ve tasarım sürecine dahil olur. Bu süreç, bilgisayar destekli tasarım olmaktan çıkıp hesaplamalı tasarım olmaya başlar. Evrimsel tasarım yaklaşımlarının aşağıdan yukarı bir süreç içermeleri, tasarımın her aşamasında parametrelerin değiştirilebilmesine olanak sağlar. Süreç ve sonuç ilişkisinin önemli olduğu bu sistemde, herhangi bir değişiklik sonuca yansır. 48 Yukarıda da belirtildiği gibi, ilişkiler ve sürecin önemli olduğu bu yaklaşımın en önemli özelliklerinden biri de uyarlanabilir, değiştirilebilir ve geliştirilebilir olmasıdır. Rosenman, ağ yapıdaki bu sistemde, sınırların muğlaklaştığını, iç-dış, form-çevre arasında kesin ayrımlar olmadığını vurgulamaktadır (Rosenman, 2005). Dijital ve hesaplamalı teknolojilerin gelişmesi ile mimari tasarım için pek çok farklı yaklaşım ve tasarım ortamı oluşmuştur. Tasarım alanında, evrim süreçleri araçsallaştırılarak tasarım sürecinde kullanılabilecek modeller oluşturulmuştur. Evrimsel tasarım yaklaşımları, sonuç ürün odaklı olan tasarım süreçlerinin aksine çözümler kümesi oluşturan bir süreçtir. Bu özellik önceden tanımlı, sonuca yönelik bir süreç için olumlu sonuçlar vermezken, çözüm kümesi arayışlarında verimli sonuçlar üretmektedir. Sistemin aşağıdan yukarı yapısı, sürece her zaman müdahale edilebilmesini sağlamaktadır ki bu da tasarımcının sürece dahil olabilmesi yönünde olumlu bir özelliktir. Kendi teknolojilerini ve üretim ortamlarını oluşturan ve farklı tasarım önerileri ve süreçleri üreten yengilikçi tasarım yaklaşımları mimari tasarım ve süreçleri için ilham verici yaklaşımlardır. 49 3. BELİREN SİSTEMLER Mimarlıkta, farklı etmenlerin ve disiplinlerin bireysel olarak değil de bir bütün olarak nasıl ele alınabileceği ve mimari tasarım sürecinde form, malzeme ve davranış birlikteliğinin nasıl sağlanabileceği sorularının cevabı; belirmenin mantığında yatar. Beliren sistemler sundukları bütüncül yaklaşım ile tasarım sürecine farklı bir yorum getirmektedir. Geleneksel tasarım ve uygulama süreçlerinden farklı olarak, beliren sistemlerde, tasarımın tüm bileşenleri (tasarımcı kararları, mekansal ihtiyaçlar, kısıtlamalar, malzeme özellikleri, strüktürel performans vb.) bir bütün olarak ele alınmaktadır. Bu sistemleri geliştirebilmek için doğadan esinli çalışmalarla, doğal organizmaların gelişim ve evrim süreçleri araçsallaştırılarak çeşitli yapay zeka sistemleri ve yazılımlar geliştirilmektedir. Bu bölümde belirme kavramının mimari tasarım sürecinde nasıl kullanıldığı, beliren tasarımların eğitim ve pratik alanlında nasıl uygulandığına dair örnekler, beliren sistemlerin bütüncül yaklaşımı üzerinden ele alınacaktır. 3.1 Belirmenin Tanımı Belirme; karmaşık bir sistemin bileşenlerinin etkileşimlerinden ortaya çıkan beklenmedik, sıradan olmayan sonuçlardır. Bilimde, ‘parçalarından ayrılamayan sistem özellikleri’ olarak tanımlanmaktadır. Ortaya çıkmak, oluşmak gibi sözlük anlamları olan belirme kavramı; bütünün strüktür, organizasyon, davranış ve özelliklerinin bölünmezliği ve dönüşmezliğidir. Belirme, parçaların oluşturduğu bütünsellik ile ilgilenir. Tom Wiscombe’un belirme tanımı; görece basit parçaların görece basit etkileşimler sonucu iyi organize olmuş, kuvvetli bütünler oluşturmasıdır (Wiscombe, 2005a). Emergence and Design Group üyeleri, Michael Hensel, Achim Menges ve Michael Weinstock; belirmeyi; doğal sistemlerin araştırılabildiği ve açıklanabildiği bilimsel bir durum olarak yorumluyor. Belirmenin; formlar, karmaşık davranışlar oluşturabilen bir yapay sistem ve hatta yapay zeka için temel oluşturabilecek süreçler 50 ve modeller ortaya koyduğunu ifade ediyorlar (Hensel, Menges, Weinstock, 2004). John Holland, bu konudaki kitabında, belirmenin en ayırıcı özelliğini; çoğun azdan oluşması olarak açıklıyor. Steven Johnson ise ‘Emergence’ adlı kitabında, bu konuyu düşük seviyeli kurallardan, yüksek düzeydeki karmaşıklığa geçiş olarak özetliyor (Johnson, 2001). İlk kullanımı 1920’lere dayanan belirme kavramı, 1980’lerde, kaos teorisinin bir alt kümesi olarak sıkça kullanılmaya başlamıştır. Günümüzde, ekonomi, tıp, biyoloji, meteoroloji, karmaşık sistem analizleri ve simülasyonları, malzeme mühendisliği, biyometrik mühendislik, yapay zeka ve mimari tasarım gibi pek çok alanda kullanılmaktadır. Michael Weinstock, belirme kavramının gelişimini; Turing’in II. Dünya Savaşı sırasındaki şifreleme ile ilgili çalışmaları, 1952 yılındaki ‘Biyolojik gelişmelerin metamatiği’ adlı makalesi, Shannon ve Weaver’ın ‘İletişimin Matematiksel Teorisi’ adlı çalışması, Selfridge ve Minsky’nin yapay zeka çalışmaları ile ilişkilendirerek değerlendirmektedir (https://www.aaschool.ac.uk/STUDY/emtech.htm). 3.2 Mimari Tasarımda Beliren Sistemler ‘Mies Van Der Rohe’nin “Mimarlık; iki tuğlayı üst üste koyma sanatıdır” söylemine karşın beliren sistem anlayışına göre; mimarlık iki biti (bilgi iletme birimi) bir araya getirebilme sanatıdır.’ Karl Chu, 2006 Dijital ortamın, mimarlıkta form üretim teknikleri üzerindeki etkileri açıktır. Dijital teknolojinin sunduğu olanaklarla giderek artan ve büyüyen mimari kompozisyonlar, yeni bir paradigma oluşmasına neden olmuştur. Bu paradigmanın doğasını hemen hemen ifade eden bir kelime olarak belirme kavramından bahsedilebilir (Brown, 2006). Başka bir deyişle belirme ve mimarlığın ortak kullanımı, dijital araçlarla ilişkilidir. Mimarlıkta, farklı etmenlerin ve disiplinlerin bireysel olarak değil de bir bütün olarak nasıl ele alınabileceği ve mimari tasarım sürecinde form, malzeme ve davranış birlikteliğinin nasıl sağlanabileceği sorularının cevabı; belirmenin mantığında yatar. Wiscombe’nin bu konu hakkındaki yorumu şöyledir: “Geleneksel mimari tasarım 51 sürecinde, tasarımcı bir mekan veya bir form tasarlar, ardından mekanik ve inşaat mühendisleri projeye dahil olur, ihtiyaçlar sağlanır, performans anlamında zayıf noktalar giderilir. Yapı inşa edilme sürecine girdiğinde de üretim kısıtlamaları devreye girer. Tasarımdan üretime kadar olan tüm bu süreçler birbiriyle etkileşim halinde değildir, geri dönüşler yoktur. Evrim, karmaşık sistemler gibi kavramlar bu sürece dahil değillerdir.” (Wiscombe, 2005a). Modernist görüşün getirdiği evrensel mekan kavramı ve grid sistem tüm mekansal ihtiyaçlar için eşit imkanlar sağlamayı, homojen mekanları öngörmektedir. Bu mekansal görüşler, endüstriyel standartların ve üretimin gelişmesi ile desteklenmiştir. Evrensel mekan kavramı, yapım sistemlerinin ve elemanlarının, hemen hemen tüm iklimler için modüler hale gelmesini ve standartlaşmasını beraberinde getirmiştir. İstenilen düzene ulaşmak için her yapı elamanı ve sistemi bir ana fonksiyonu karşılayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu optimizasyonun altında yatan verimlilik düşüncesi; malzeme ve enerjinin minimumda kullanılması düşüncesine dayanmaktadır. Bu azalım performans ve fonksiyonellik sorularını da beraberinde getirmiştir. Optimize edilmiş tek fonksiyonlu elemanlar ve alt sistemler ile homojen iç mekanların birleşimi sonucu ısıtma, soğutma, havalandırma, aydınlatma gibi konularda enerji açısından sorunlar yaşanmıştır. Konfor koşullarının sağlanabilmesi için yoğun bir enerji harcanması gerekmiştir. Sadece homojen bir iç mekan, kullanıcıların çeşitli ihtiyaçlarına tek başına cevap veremez. Dinamik ve değişken ilişkiler, malzeme sistemleri ve makro-mikro çevresel koşullar arasında karşılıklı değişkenlik içeren ekolojik bir mimari anlayış ile mekansal ihtiyaçlara cevap verilebilir. Bu sistem mevcut malzeme sistem ve bileşenlerinin ötesine giderek, farklı derece ve şekillerde farklılaşması ile gerçekleşebilir. Farklı malzeme sistemleri, farklı mekansal organizasyonlara ve iklimsel ihtiyaçlara cevap verebilir (Hensel, Menges, 2006a). Son yıllarda, evrensel mekan kavramından ve homojenlikten uzaklaşılarak heterojen bir mimarlığa doğru gidilmektedir Reyner Banham , ‘The Architecture of the Well-Tempered Environment’ adlı çalışmasında, iki farklı mimari gelenekten; sabit ve sabit olmayan strüktürleri ele alarak; sabit yapılar inşa etmeyen toplumların, dış sınırları muğlak, ayarlanabilir ve nadiren düzenli olan mekanlarda yaşadıklarından bahsediyor Bu konuyu daha iyi açıklamak için kamp ateşi örneğini veriyor; çevresine ateş ve ışık saçan kamp ateşinin çevresel koşullardan hava akımlarından etkilenerek çevresinde dinamik ve 52 değişken mekanlar tanımladığını ifade ediyor (Banham, 1973). Bu farklılaşma; iç ve dış, sıcak ve soğuk gibi ayrımların ve mekansal sınırların muğlaklaşmasına neden oluyor. Banham’ın tanımladığı değişken ve geçici mekansallığın, değişken strüktürlerle birleşmesi sonucu, bugün çevremizi oluşturan monolitik yapısallıktan ve homojen mekanlardan öteye giderek, çok fonksiyonlu ve heterojen mekanlar elde etmek mümkün hale gelebilir (Hensel, Menges, 2008b). Belirme kavramı, mimari tasarım alanında strüktürel form arayışlarında ve üretken tasarımlarda genetik algoritmalar ve biyoloji üzerine yoğunlaşmaktadır. Doğadaki evrimsel gelişimeler, biyolojik formlar, canlılar ve süreçler, biyolojik strüktürlerdeki malzeme hiyerarşisi, öz örgütlenme ve yukarıdan aşağı süreçler mimaride belirme kavramına temel oluştururlar. Her mimari tasarımın kendi dinamikleri olmasına, her mekanın farklı iklimsel ve mekansal ihtiyaçları olmasına karşın, mevcut yapım ve malzeme sistemleri nedeniyle pek çok ihtiyacın cevabı tek tipleşmiştir. Farklı performans kapasitelerine sahip olma durumu, malzeme elemanları ve sistemlerinin iç içe olmasını gerektirir. Sistemler, davranışsal karakteristikleri ve kapasiteleri ile ele alınırlar. Günümüzde sürdürülebilirlik kavramı da bu şekilde ele alınmakta ancak uygulama alanı olarak sadece enerji tüketimi, malzeme geri dönüşümü ve atık üretimi sorunlarına cevap vermektedir. Bu tür ilişkisel davranış karakteristikleri, çeşitli metotlarla birleştirilerek, tasarım sürecinde kullanılabilen, etkili araçlar haline gelebilirler. Böyle bir yaklaşım için bakılabilecek en iyi örnek; çevreleriyle farklı ölçeklerde ilişki ve entegrasyon kuran biyolojik sistemlerdir. Biyolojik birimlerin sistem ve alt sistem bağlantıları ve ilişkileri, ölçeğe bağlı-bağımsız, hiyerarşik düzen ve çok fonksiyonlulukları ile mimari yapı arasında ilişki kurulabilir. Wiscombe, mimarlık ve biyolojiyi karşılaştırarak, aralarında pek çok benzerlik olduğuna dikkat çekiyor. Malzeme ve organizasyon, morfoloji ve yapılanma ile bağdaştırılabilir. Her ikisinin bir bütün olarak hareket eden parçalardan oluşması bir başka ortak özelliktir. Mimarlık ve biyoloji de sırasıyla, fonksiyon; davranış, düzen; DNA kodları olarak yorumlanabilir. Biyolojide süreç dinamik ve üretken iken, mimarlıkta süreç sabit ve değişmezdir. Doğadaki, kompleks sistemler ve belirme fenomeni, mimarlığın sınırlarını değiştirmiş ve yeni ufuklar açmıştır. Belirme, mimarlık pratiğinin, düşünme ve uygulama estetiğine ne katabilir veya mimari 53 kompozisyon, belirme modelleri ile nasıl ele alınabilir gibi sorular beliren sistemler ve mimarlık ilişkisi için sorulması gereken sorulardandır (Wiscombe, 2005a). Weinstock, doğada ve hesaplamalı ortamda beliren davranışlar ve formlar üreten süreçlerin matematiksel özünü araştırmaktadır. Belirmenin, parçalarından ayrılamayan bütün tanımının mimari tasarımda kullanım için yeteri kadar açık olmadığını düşünen Weinstock, belirme kavramını biyoloji, kimya ve matematik alanlarındaki özellikleri bağlamında daha matematiksel bir çerçeveden ele almaktadır. Beliren sistemlerin, süreçlerinin, prensiplerinin ve dinamik organizasyonlarının mimari tasarımda kullanılabilmesi için matematiksel olarak hesaplamalı ortamda modellenmeleri gerektiğini düşünen Weinstock, bu sayede doğada karşılaştığımız beliren sistemleri taklit eden yapay sistemler yaratılabileceğini belirtiyor (Weinstock, 2004). Hensel ve Menges de, mimarlık ve biyoloji konuları üzerine yoğunlaşmış ve morfo- ekoloji kavramını ortaya koymuşlardır. İkili, biyoloji, yaşam bilimi ve ekolojiyi; organizmalar ve çevreleri ile olan ilişkileri olarak ele almaktadır. Ekolojinin bu tanımının, mimarlık için de çok uygun olduğunu düşünen Hensel ve Menges, morfolojik bir zeka ile çevresel koşullara göre değişen, ekolojik mimari anlayış üzerine çalışmalar yapmaktalar. Önerdikleri bu sürdürülebilir anlayış, mimari tasarım için mekansal bir paradigma önermekten öteye giderek malzeme sistemlerinin performans kapasitesinin çevresel koşullara göre değişimini ve farklı yaşamsal olasılıkları önermektedir (Hensel, Menges, 2008b). Pek çok biyomorfik yaklaşımdaki problem; form ve yaşayan canlıların ve organik şeylerin morfolojisi ile kompozisyonel anlamda doğrudan bir bağlantı kurulmasıdır (Brown, 2006). İlişkinin sadece form düzeyinde kurulması, canlının yaşam sürecine bakılmaması pek çok bilgi kaybına sebep olduğu gibi, ilişkinin yüzeysel kalmasına da sebep olur. Böyle bir yaklaşımda, kaygılar sadece estetik bazda değil, ilişkiler ve süreç bazında da olmalıdır. Kompleks sistemlerde, birbirleriyle etkileşim içinde olan form ve davranış süreç sonucu ortaya çıkar. Yaşayan organizmaları birer sistem olarak ele alırsak, bu sistemler karmaşık form ve davranış kalıpları, bileşenleri arasındaki iletişim sonucu oluşur. Bu etkileşimde zaman ve mekan çok önemlidir. Örneğin yaşayan canlılar bulundukları ortam koşullarına (iklim, besin bulma durumu vb.) göre kendilerini 54 adapte ederler. Biyolojik bir organizmanın formu, strüktürü organizmanın çevresi ile etkileşimi sonucu ortaya çıkar. Canlı bu süreç içerisinde çevresiyle yoğun bir etkileşim içindedir. Doğal sistemlerde form, süreç içerisinde üretilir, detaylandırır ve son halini alır. Biyolojik ve hesaplamalı ortamda üretilmiş bir formun geometrisi de, sadece bulunduğu fiziksel durumun tarifi değil, aynı zamanda onun oluşmasını sağlayan kısıtlamaların, koşulların da tarifidir. Son yıllarda mimarlık ve mühendislik alanlarında da süreç tasarımı ön plana çıkmaya başlamıştır (Menges, 2004). Tasarım sadece sonuç ürün olarak değerlendirilmemekte, oluşum süreci ve koşulları da ele alınmaktadır. Kompleks formların büyüme ve evrim süreci doğrusal bir akış içermez, bu süreç belirme kavramının dinamik ve dönüştürücü potansiyelleri üzerine kuruludur. Belirmenin mimarlıkta kullanımı ile parça ve bütün arasındaki süreklilik, herhangi bir ‘etmen’in sadece sonuç üzerinde değil, bütünü oluşturan parçalar arasındaki ilişkiler üzerindeki etkileri ele alınmaya başlanmıştır. Beliren sistemlerde parçaların birleşerek etkileşimli, bütünsel bir gelişim sağlamalarının avantajlarını farklı ölçeklerde görmek mümkündür. Belirmenin anlamlı ve tutarlı olması, bileşenler arasındaki iletişim ve etkileşimin bir sonucudur. Geleneksel sistemlerin aksine indirgemeci bir yaklaşımı olmaması içerik açısından zenginlik sağlar. Sistem özellikleri, bileşenler bazında değil, bir bütün olarak ele alınır. Çünkü beliren sistemlerde parçaların bir araya getirdiği bütün ve parçalar arasındaki ilişkiler önemlidir. Sistemin olumsuz olarak nitelendirilebilecek özelliği; tek bir başlangıç noktası olmaması ve çok bileşenli bir yapısının olması bütünün değiştirilmesi açısından zordur. İlişkisel bir yapısı olan sistemde, parametrelerdeki veya bileşenlerdeki değişiklikler sonuca doğrudan etki etmeyebilir. Başka bir değişle, sonuç üzerinde yapılacak bir değişiklik, bileşenler üzerinden dolaylı bir şekilde gerçekleşir (Wiscombe, 2005a). Sistemin olumsuz olarak nitelendirilebilecek bir diğer özelliği; tek bir kontrol noktası değil de dağıtılmış bir kontrol olmasıdır. Sistemin bütünündeki bir değişiklik için, sistem bileşenlerinin değiştirilmesi gerekmektedir. Belirme ile ilgili sorulabilecek sorulardan birisi; belirme ve mimari tasarım süreci arasındaki ilişkinin nasıl olması gerektiğidir. Beliren sistemlerin, mimari tasarımda kullanımları son dönemlerde yoğunlaşmıştır. Michael Weinstock, Achim Menges ve 55 Michael Hensel, Tom Wiscombe, Peter Testa, Karl Chu, John Fraser, Marcos Novac, Greg Lynn, Lars Spuybroek’in tasarım ofisleri; NOX, Ocean North, biothing grubu ve eğitim alanında da, AA, MIT bu alanda çalışma yapan bazı isimlerdir. Bu tez kapsamında, belirme kavramı ile yakından ilgilenen mimari tasarım grupları ve ofisleri olarak; Michael Weinstock, Achim Menges ve Michael Hensel tarafından kurulan Emergence & Design Group, Tom Wiscombe öncülüğünde kurulan Emergence Design ofis, eğitim alanında; yine Michael Weinstock, Achim Menges ve Michael Hensel tarafından yürütülen; AA Mimarlık Okulu, ‘The Emergent Technologies and Design’ Yüksek Lisans programı ve Peter Testa tarafından yürütülen; MIT, ‘Emergent Architecture’ Yüksek Lisans programı ele aldıkları örnekler ve söylemleri detaylı bir şekilde ele alınacaktır. 3.3 Beliren Sistem Uygulama Alanları ve Örnekleri Bu bölümde belirme kavramı, beliren sistemlerin bütüncül yaklaşımı, mimari tasarım pratiğinde ve eğitim alanında olmak üzere iki ana başlık altında incelenecektir. 3.3.1 Eğitim alanında belirme kavramı Belirme kavramının mimari tasarım sürecinde kullanımı son dönemlerde yaygınlaşmıştır. Belirme kavramının getirdiği bütüncül yaklaşım tasarım sürecinin ele alınışını değiştirmiştir. Geleneksel yöntemlerden farklı olarak, tasarım ilk aşamasından üretim aşamasına kadar bir bütün olarak ele alınır; kısıtlamalar, olasılıklar, malzeme, strüktür, kullanıcı ihtiyaçları gibi tüm bileşenler sürece dahil edilir. Beliren tasarımın bu özellikleri, karmaşık ve adapte olabilen sistemleri, kendi tasarım ortam ve araçlarını da beraberinde getirmektedir. Beliren sistemlerin en çok uygulandığı alanlardan biri de; mimari tasarım eğitimidir. Eğitim alanında, AA ve MIT gibi okullarda bu konu ile ilgili yüksek lisans programları bulunmaktadır. Bu programların yürütücüleri ve işbirlikçileri arasında mimari tasarım pratiğinden de bazı isimler vardır. Eğitim ve pratiğin işbirliği içinde olması sistemin gelişimi açısından olumlu sonuçlar vermekte, her iki disiplinin de birbirini beslemesini ve disiplinlerin birbirlerinden kopmamasını sağlamaktadır. İşbirliği sayesinde, eğitim 56 alanındaki öncü kavramsal çalışmalar, mimarlık pratiğinde kendine yer bulmakta, mimari tasarıma yön vermekte ve geliştirilen yazılımların kullanım olasılıkları artmaktadır. Bahsi geçen eğitim kurumları, beliren sistemleri ele alışları açısından farklılıklar göstermektedir. Örneğin AA’de ekoloji, mimarlık ve malzeme ara kesitinde, daha mekansal ağırlıklı çalışmalar yapılırken MIT’de mimarlık, yapay zeka, yazılım ve malzeme ara kesitinde, yüzey oluşturmaya yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Beliren Teknolojiler ve Tasarım Yüksek Lisans Programı, AA Mimarlık Okulunda, Michael Weinstock, Achim Menges ve Michael Hensel tarafından yürütülmektedir. Program, belirme kavramının tasarım ve üretim teknolojileri ve yeni mimari tasarım süreçleri üzerindeki etkilerine yoğunlaşmaktadır. Programın kurucularından, Menges ve Hensel, geleneksel tasarım ve üretim süreçlerinin kısıtlamalarına cevap verebilmek için; oluşum ve maddeleşme süreçlerini sentezleyen; morfogenetik tasarım teknik ve teknolojileri önermektedir. Yunanca’da ‘morphe’ ve ‘genesis’ kelimlerinin birleşiminden oluşan morfogenez terimi; bir organizmanın şeklini, formunu geliştirdiği biyolojik süreçtir. Goethe bitkibilim çalışmaları kapsamında “morfoloji” terimini form/şekil çalışmaları olarak nitelendirmiştir. Doğadaki bir formun herhangi bir durum karşısında nasıl metamorfoza uğrayarak değiştiğini, çevresel değişimlere olan duyarlılıklarını ele almıştır. Bir şey, bir forma ulaştığı an hemen başka bir forma dönüşür. Bu durum, formun nasıl belirdiği, nasıl sürekli değiştiği, dönüştüğü ve çevresi ile ilişki kurduğu sorularını akla getirmektedir. Gelişimsel biyoloji bu durumu, hücresel büyüme, farklılaşma ve morfogenez ile açıklar. Morfogenez; organizmanın gelişim süresince, hücrelerin organize edilmiş mekansal dağılımı, dokuların, organların ve tüm vücudun formunun oluşum süreci ile ilgilenir (Hensel, Menges, 2008b). Hensel ve Menges’in önerdiği morfo-ekolojik yaklaşım; morfogenez kavramını, malzeme sistemlerinin ölçek ve boyuta göre davranışsal karakteristikler geliştirmesi, performans kapasitesini belirlemesi açısından ele almışlardır. Bu durum, sistemin dış güçlere ve çevresel uyarılara açık olmasını sağlamaktadır. Doğal morfogenez, evrimsel gelişim ve büyüme süreci polimorfik sistemleri oluşturur. Polimorfik (çok biçimli) sistemler karmaşık düzenlerini ve yapılarını, sistem içi malzeme 57 kapasitelerinden ve çevresel etkenlerin etkileşiminden alır. Sonuç; malzeme bileşenlerinin, sistemin performansını belirleyecek şekilde organize edilmeleri ile sürekli değişen, karmaşık strüktürlerin oluşumudur. Menges’e göre; çevresel veriler ve etkiler, üretim süreci bilgilerinden beslenen ‘polimorfik’ (çok biçimli) sistemde, form, malzeme ve strüktür ayrı birer tasarım problemi olarak değil, bir bütün olarak ele alınır (Menges, 2006). Daniel Coll tarafından tasarlanan, Polimorfik (çok biçimli) sistemlerin ele alındığı Bant Morfolojiler (Strip Morphologies) (Şekil 3.1) adlı tasarımda sağlık mekanlarının tekdüzeliği ele alınmış ve hastaların iyileşme süreçlerinde mekanın önemi vurgulanmıştır. Bununla birlikte hastaların ve mekanların ışık, ses, havalandırma, ısınma gibi ihtiyaçları göz önünde bulundurularak farklı mekansal organizasyonlara imkan sağlayan çok yönlü malzeme sistemi tasarlanmıştır. Şekil 3.1 : Danie Coll, Bant morfolojiler, Londra, 2004–05 (Hensel, Menges, 2006a). Bu sistem için malzeme olarak çelik şeritler (Şekil 3.2) seçilmiştir. Form arama sürecinde malzemenin, katlanabilme, döndürülebilme gibi geometrik özellikleri ve üretim kısıtlamaları beraber ele alınmıştır. 58 Şekil 3.2 : Danie Coll, Bant morfolojiler, Londra, 2004–05 (Hensel, Menges, 2006a). 3 şerit bir araya getirilerek hem malzeme hem de dijital model için basit bir bileşen oluşturmuştur. Şeritlerin bir araya gelişi, birbirleriyle yaptıkları açılar aynı zamanda sistem için geometrik bir kısıtlama da getirmiştir. Bu polimorfik sistemde, parametrik olarak tanımlanan bileşenler birbirleriyle uyum sağlayarak çoğalırken bütün sistemi meydana getirmekteler. Parametrik modelleme, tasarımcıya şeritlerin yoğunluğu, kalınlığı, açıları gibi parametrik değerleri değiştirebilmenin yanı sıra geometrik özelliklerin de değiştirilebilmesine olanak sağlamaktadır. Tasarımcının sistem üzerindeki bu kontorlü sayesinde istediği karmaşıklı seviyesinde sistemler tasarlayabilmektedir (Hensel, Menges, 2006a). Tasarım sürecinde kullanılan çeşitli geometrik, mekansal ve strüktürel analizler sistemin gelişimine katkı sağlar. Sistem malzeme kısıtlamaları, geometrik özellikler, üretim teknolojileri ve mekan ihtiyaçları açısından bir bütün olarak ele alınmıştır. Bileşenler birbirlerine bağlı olarak çoğalarak bütün sistemi oluşturmuşlardır. Beliren sistemlerin, belirli bir morfoloji kullanılarak yüksek bina ve strüktür tasarımı için kullanılması örneğini AA Mimarlık Okulunda, Neri Oxman tarafından tasarlanan Edimsel Morfolojiler (Performative Morphologies: The Vertical Helix) (Şekil 3.3) adlı projede görmekteyiz. Projede, değişken koşullara uyum sağlayan, farklı mekansal, organizasyon ve performans ihtiyaçlarına cevap veren tasarım metotları geliştirmek için doğada farklı şekillerde ve ölçekte karşımıza çıkan sarmal morfolojilerin kullanılması amaçlanmıştır. Sarmal morfolojilerin geometrik ve strüktürel özellikleri düşey strüktür ve bina tasarımında her ölçekte kullanılmıştır. 59 Sarmal morfoloji tüm yükü yapının kabuğuna yayarak dağıtırken, sirkülasyon noktalarını da servis boşlukları içinde sınırlı kalmaktan kurtararak farklı mekansal organizasyonlara imkan sağlamaktadır (Hensel, Menges, 2006a). Şekil 3.3 : Neri Oxman, Edimsel Morfolojiler: The Vertical Helix, Londra, 2003–04 (Hensel, Menges, 2006a). Bu tasarım problemi için Rhino 3 boyutlu modelleme programı ve Excel betikleri beraber kullanılarak farklı geometrik birleşimler elde edilmiştir. Tasarım sürecinde, parametrik yöntemler ve betiklerle morfolojik farklılıklar yaratılmıştır. Hensel ve Menges bu sürecin ne yukarıdan-aşağı, ne de aşağıdan yukarı olduğunu, tüm sistem detaylarının aynı anda ele alındığı bir sistem olduğunu belirtiyorlar. Sistemin gelişim sürecinde çeşitli fiziksel, dijital analizler uygulanmıştır. Fiziksel analizlerle mevcut yüklerin sistem üzerinde, farklı ölçeklerdeki etkileri test edilmiş, dijital analizlerle de strüktürdeki gerilmeler test edilmiştir. Bu analizlere paralel olarak da mekan ve sirkülasyon organizasyonları, ışık ve ısı kontrolleri yapılmıştır. Bu projede pek çok farklı metot aynı anda kullanılmış, sistem ihtiyaçlarının karşılanabilmesi için eş zamanlı analizler yapılarak geribildirimlerle sistemin gelişimi sağlanmıştır. Geleneksel tasarım sürecinde de tasarımcı tüm bu etkenleri aynı anda düşünmekte ancak hepsine aynı anda hakim olamamaktadır. Bu yaklaşımın olumlu olan tarafı; beliren sistemlerde, doğal sistemlerde görülen gelişim ve adaptasyon sürecinin mimari tasarım sürecine yansımasını sağlamasıdır (Hensel, Menges, 2006a). 60 Form üretim süreçlerinde, iç ve dış etkiler sadece bütün sistemde değil, yerel ölçekte de etkiler yaratabilir. Bu noktadan yola çıkarak; malzemelerin özörgütlenme özellikleri de yerel ölçekte değişkenlik gösterebilir. Rice Mimarlık Okulunda, Michael Hensel tarafından yürütülen stüdyoda, Joseph Kellner ve David Newton tarafından gerçekleştirilen projede (Şekil 3.4), aynı malzemelerden oluşan bir sistemdeki yerel değişkenlikler ele alınmıştır. Eğrisel ahşap yüzeye, dikdörtgen, aynı büyüklükteki ahşap malzemeler, ana yüzeydeki bölgesel değişkenliklere göre dijital olarak yerleştirilmiş ve her bölgede, üretim kısıtlamaları düşünülerek, farklı yapım teknikleri geliştirilmiştir. Matematiksel kapasitelere dayanarak form üretimi ve yapımı için geliştirilen bu teknik, yerel uyarıları, sistem değişkeni haline getirir ve malzeme, geometri ve basit elemanlar ile karmaşık yüzeyler elde edilmesini sağlar (Menges, 2006). Şekil 3.4 : Metapatch isimli projenin, Rice Mimarlık okulunda sergilenen bir prototipi, 2004. (Menges, 2006b). Aynı stüdyoda gerçekleştirilen bir diğer proje (Şekil 3.5) çok şekilli malzeme sistemlerinin çoğaltıldığı ve şekillendirildiği bir yaklaşım sergiliyor. Bu projede kullanılan morfogenetik teknik; parametrik bileşenlerin, geometrik ilişkiler üzerinden tanımlanmasına dayanıyor. Dijital bir bileşen oluşturulmuş ve bu bileşen; 61 açık ve geliştirilebilir, malzeme sitemi olasılıkları ve yapım limitlerini, malzemenin eğilimleri ve sınırlarını temel alan geometrik bir iskelet sistem olarak tanımlanmıştır. Katlanmış ve kıvrılmış kağıt şeritlerin fiziksel davranışları, kıvrılma noktası, yüzey artırımı gibi önemli geometrik özellikleri detaylandırılarak bu dijital bileşen ile kullanılır hale getirilmiştir. Bu bileşen, parametrik geometrik ilişkiler yoluyla, oluşturulan her morfolojinin maddeselleştirilerek, metal bantlar olarak üretilmesini sağlıyor. Tanımlanan bir algoritma ile sistem bileşenleri, 3 farklı şekilde; ilk olarak, çevre sınırlarına ulaşana kadar dışa doğru artarak, sistem kurgusuna göre içe doğru artarak ve son olarak da çevre ve sistem verilerine bağlı olarak hiyerarşik bir şekilde artarak dağıtılabiliyorlar (Menges, 2006b). Şekil 3.5 : Bileşenlerin farklılaşması ve çoğalmasını gösteren modeller (Menges, 2006b). Sonuçta ulaşılan sistem, tekil bileşenlerin yerel müdahalelerine, bileşen gruplarının bölgesel müdahalelerine ve tüm bileşenlerin genel müdahalelerine açıktır. Bu sayede sistem dışarıdan gelen her türlü tepkiye hemen cevap verebiliyor ve değişen koşullara adapte olabiliyor, ayrıca parametrelerin, malzeme özelliklerinin değişimi ile her seferinde farklı sonuçlar üretebiliyor. Sınırları çizilen parametrik tasarım 62 tekniği, geometrik davranış örüntülerinin ve ilgili, çok şekilli bileşen gruplarının edimsel kapasitelerin algılanmasını sağlar. Andrew Kudless tarafından geliştirilen, ‘Honeycomb Morphologies’ adlı projede (Şekil 3.6) amaç; algoritmik bir şekilde üretilen, bal peteği sistemi ile- üretim sınırları dahilinde, çeşitli geometrik yüzeyler yaratmaktır. Standart pal peteği sistemleri ya düzlemsellerdir, ya da seri üretim kısıtlamaları nedeniyle aynı hücresel boyutlara sahiplerdir. Üretim mantığının, form tasarım sürecine dahil edilmesi durumunda, bilgisayar destekli üretim teknolojileri ile farklı boyutlarda ve şekillerde petekler elde edilebilir. Bu projede üretim kısıtlamalara kurallara dahil edilmiş ve büyük ölçekte prototip oluşturmak için bazı ana kararlar alınmış. Bunlardan ilki; topolojik sürekliliği sağlamak için üretilen tüm hücrelerin altıgen olması ve bitişik hücre duvarına teğet olması zorunluluğu. İkinci olarak, sistemi oluşturan katlanan bantların üretiminde, üretim teknikleri, iki boyutlu kesim sınırları ve malzemenin katlanabilme özelliklerinin göz önünde bulundurulması. Son olarak da, hücrelerin birleştirme sırasına göre işaretlenmesi ve yüzeydeki yerlerinin belli edilmesi (Menges, 2006b). Şekil 3.6 : Algoritmik olarak elde edilen bal peteği sistemi ve detayları (Menges, 2006b). 63 Bütünleşik form üretimi ve yapım süreci, her peteğin farklı şekil, ölçü ve derinliğe sahip olduğu sistemler üretir. Bu sistemlerde, hücresel yoğunluklar değişkendir ve düzensiz eğri yüzeyler yaratırlar. Hücrelerin değişkenliği, sistemin yerel ve genel ölçekte, farklı çevresel ve strüktürel ihtiyaçlara cevap verebilmesini ve farklı durumlara adapte olabilmesini sağlar. Malzeme ve üretim teknolojileri olasılık ve kısıtlamalarının, form üretim teknikleri ile birleştirilmeleri farklı performans kıstaslarına cevap verebilmelerini sağlamaktadır (Menges, 2006b). AA Mimarlık okulunda üretilen bu projelerdeki yenilikçi tasarım yaklaşımları, morfogentik tasarım teknik ve teknolojilerin ele alınışları, yerleşmiş mimari tasarım tekniklerinin yeniden düşünülmesini sağlamaktadır. Belirli formlar üretmek, onlara işlevler vermek ve ardından malzeme atamak gibi alışık olduğumuz mimari tasarım sürecinden öteye giderek, form üretimi, malzeme ve üretim süreçlerini beraber düşünerek, bütünleşik bir sistem önerisi getirmekteler; özellikle verimlilik ve sürdürülebilirlik kavramları için yeni ufuklar açmaktalar. MIT’de mimarlar ve bilgisayar mühendislerinden oluşan, O’Reilly ve Hemberg’in içinde bulunduğu, bir araştırma grubu mimarlık, yapay zeka, mühendislik ve malzeme bilimleri üzerine araştırmalar yapmaktadır. Doğadaki karmaşık form ve sistemler evrimsel metotlar sonucu oluşmuştur. Evrim ve gelişimin doğal süreçlerini kullanarak, belirmenin bazı temel özelliklerini araçsallaştırabilmek için hesaplamalı ortamda çeşitli modeller oluşturmuşlardır. Bu özelliklerin, karmaşık ve adapte olabilen mimari tasarım sürecinde üretken birer araç olarak kullanılması amaçlanmaktadır (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). Grup, özellikle mimarlık, yapay zeka, yaşam, mühendislik ve malzeme mühendisliği kesitinde yazılım geliştirmenin potansiyelleri üzerine çalışmalar yapmaktalar. Bu araştırmaların yoğun olarak yapıldığı Belirme ve Tasarım Programı, 1997’de MIT’de, Peter Testa, Devyn Weiser ve Una-May Oreilly tarafından kurulmuştur. Grubun amacı; mimarlık, yapay zeka, hesaplamalı geometriler, mühendislik ve malzeme bilimleri gibi farklı disiplinler arasında bağlantı kurmaktır. Grup beliren tasarımı, mimarlık, yapay zeka, bilgisayar bilimleri arakesitinde bir tasarım süreci olarak tanımlamaktadır. Mimari formların ve karmaşık sistemlerin beliren ve adapte olabilen özelliklerini morfoloji kavramı üzerinden ele almaktalar. Beliren sistemlerde, problemlere farklı açılardan yaklaşılır, çözüm kümesi oluşturulurken yukarıdan aşağı bir süreç izlenir. Bu 64 nedenle, beliren tasarım sürecinde kullanılan yazılımlar; yukarıdan aşağı mekansal organizasyonlara imkan sağlayan, yapay zekadan esinlenen yazılımlardır (Testa, O'Reilly, Weiser, Ross, 2001). MIT’ de kullanılan ve beliren tasarım eğitiminde pedagojik açıdan önemli olduğu düşünülen beliren tasarım yazılımı, yapay zeka kavramından esinlenerek oluşturulmuş, açık kaynaklı, Java tabanlı bir yazılımdır. Yapay zeka esinli bu yazılım ile mimari program ve tasarım bileşenleri arasında nasıl bir ilişki kurulabileceğinin olanaklarını araştırmaktalar. Bu grup, mevcut CAD sistemlerine adapte olabilen tasarım araçları olarak kullanılabilen yazılımlar üretmektedir. Ürettikleri yazılımlardan biri olan Genr8 (Generative Form Modeling and Manufacturing), evrimsel ve üretken hesaplamalı bilimleri, fiziksel çevre modelleme teknikleri ile birleştiren bir yazılımdır. Evrimsel ve üretken algoritmaların, Lindenmayer sistemlerin, 3 boyutlu modelleme programı Maya’ya ek bir yazılım (plug-in) olarak entegre edilmesi ile oluşturulmuştur. Verili bir çevrede, yüzeylerin organik olarak büyümelerini modelleyen bir yazılım olan Genr8, olasılıklı, evrimsel strüktürlerin ve yüzey geometrilerinin çevresel koşuları ile benzetimlerine, araştırılmasına ve geliştirilmesine olanak sağlar. Orijinal yüzeyler (Şekil 3.7) üretmek üzere doğal, biyolojik büyüme süreçleri temel alınmıştır. Araştırma ve geliştirme sürecinde evrimsel yaklaşımlar ve organik büyüme sürecini taklit eden algortimalar kullanılmaktadır (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). Evrimsel tekniklerle desteklenen bir büyüme sistemi olarak tasarlanan bu araç, sadece mimarlıkla kısıtlı kalmayarak farklı alanlarda da kullanılabilecek, genel bir araç olarak düşünülmüştür (Arida, 2004). Şekil 3.7 : GENR8 ile üretilen yüzeyler (http://web.mit.edu/edgsrc/www/). Yüzey oluşturma süreci yukarıdan aşağıdır ve yüzeyi oluşturan her bileşen çevreyle etkileşim içindedir. Genr8’in en önemli özelliklerinden biri; yer çekimi, sınırlar gibi çevresel koşulları yüzey oluşturma sürecine dahil edebilmesidir. Çevre, 3 etki temel alınarak modellenmektedir. Yüzeyin büyüme sürecini doğrudan etkileyen bu etkiler; 65 çekiciler, geri iticiler ve yer çekimidir. Sadece yer çekiminin genel bir etki, diğer etkilerin ise noktalar olarak tanımlandığı sistemde, bu etkilerin pozisyonlarını ve etki derecelerini tasarımcı değiştirebilmektedir. Kullanıcının süreci daha fazla kontrol edebilmesi için 5 farklı kriter eklenmiştir; boyut, akıcılık, yumuşak sınırlar, bölümlenme ve simetri. Kullanıcı bu parametreleri istediği gibi değiştirerek, herhangi bir aşamada süreci durdurabilir, müdahale edebilir ve devam etmesini sağlayabilir (Arida, 2004). Üretken algoritmaları, evrimsel algoritmalar ile beraber kullanması Genr8’in farklı bir tasarım aracı olmasını sağlar. Bilgisayar mühendisleri tarafından genellikle optimizasyon alanında kullanılan evrimsel hesaplamalar, tasarım aracı olarak keşfe dayalı, uyarlanabilir bir süreç sunmaktadır. Genr8, dışarıdan müdahaleye açık bir yazılımdır; tasarımcı sonuç ürünlere müdahale edebilir, tasarım kısıtlamalarını, uygunluk fonksiyonunu, çevresel koşulları istediği aşamada değiştirebilir, üretilen her bir birey için farklı uygunluk fonksiyonu tanımlayabilir. Genr8, üretilen bireylerin evrimsel adaptasyonunu ve sürekli evrimini sağlarken, türlerin de sistematik hale getirilmesini sağlar. Strüktür ve geometri analizleri gibi farklı evrimsel araçlar entegre edilerek yazılım geliştirilebilir, form üretim süreci daha kapsamlı hale getirilebilir (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). Bu yazılım, sadece yüzey üretmesi açısından tasarım alanında kısıtlı bir kullanıma sahip olsa da sürecin ve ilişkilerin tanımlanması, kullanıcının büyüme sürecine dahil olabilmesi gibi özelliklerinden dolayı farklı bir tasarım süreci önermektedir. Genr8 ile üretilen bir örnekte, dijital olarak üretilen geometriler ve bilgisayar destekli üretim birlikteliğinin potansiyelleri; üretim mantığı, malzeme kısıtlamaları ve karmaşık geometriler üzerinden ele alınmıştır. Evrimsel hesaplama, birbiri içine geçmiş iki yüzeyin (Şekil 3.8), geometrik uygunluk fonksiyonuna göre gelişebilmesi için kullanılmıştır. Bu çalışmadaki amaç; farklı eğimlere sahip yüzeylerin geometrik bilgilerini teğet ve dik yüzeyler olarak tanımlamak, bu bilgileri aynı zamanda bilgisayar destekli lazer kesim için kullanmaktır. 66 Şekil 3.8 : Genr8 ile geometrik analizler sonucu üretilen yüzeyler (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). Yüzey geometrisine bağlı olarak değişen eğimli yüzeyler ve üretilecek olan yüzeylerin eğimlerini belirleyebilmek için belirli sayıda geometrik kısıtlamalar oluşturulmuştur. Uygunluk fonksiyonları, form üretimi ve dışarıdan yapılan analizlerle geri beslenerek değişmektedir. Bu çalışmada, farklı çevresel koşullar ve ekstra analiz programları ile birbiri içine geçmiş, eğimli iki yüzeyden çeşitli nesiller oluşturulmuştur. Beliren bu geometrik örüntüler, uygunluk fonksiyonuna göre evrim geçirmiştir. Belirli bir alandaki eğim değişimi ve yüzeylerin yönlenişi gibi geometrik özellikler, üretilecek olan panellerin, boyutlarını, kesitini vermektedir. Yönlendirici geometrik ilişkiler oldukça basit olmasına rağmen bu morfogenetik sürecin doğrusal olmayan kurgusu, değişken, geometrik uygunluk fonksiyonları beklenmedik karmaşıklıkta (Şekil 3.9) geometriler oluşmasını sağlamaktadır. Bu çalışma sonucunda, geleneksel yöntemlerle elde edilmesi güç sayıda ve karmaşıklıkta geometriler elde edilmiştir (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). 67 Şekil 3.9 : Genr8 ile üretilen yüzeyler (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). Menges’in yaptığı bir diğer morfogenetik çalışmada da, bir adım ileri gidilerek belirli bir amaca hizmet etmesi için pnömatik bir strüktür tasarlanmıştır. Bu çalışma da amaç, yeniden üretim, mutasyon, rekabet ve seçim gibi birer tasarım stratejisi olan evrimsel dinamikleri keşfetmektir. Form üretiminden, üretim sürecine kadar oluşan örüntülerden, başarılı nesillerin; strüktürel kapasite ve geometrik özellikler bağlamında geliştirilerek, üretilmesi amaçlanmaktadır. Genr8 ile üretilen, bu pnömatik bileşenin üretim mantığı, kesim kalıbının (Şekil 3.10) geometrisinde yatmaktadır. Şişirilmiş bu bileşenin geometrisi, farklı uzunluklardaki yüzeyler, önceden belirlenmiş noktalar ve başlangıç hattı ile belirlenmiştir. 3 boyutlu kesim kalıbı olarak tanımlanan basit, geometrik ilişkiler, yüzeyin 3 adet “alt bileşenler” olarak tanımlanan nesillerinin oluşmasını sağlar. Bu alt bileşenlerden ikisi en kısa ve en uzun yüzeyler için gerekli noktaları oluştururken, diğeri başlangıç noktasını belirler. (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). 68 Şekil 3.10 : Pnömatik sistem ve yüzey noktaları (O’Reilly, Hemberg, Menges, 2004). Alt bileşenler de dahil olmak üzere sistemin tüm bileşenlerine özgü uygunluk fonksiyonu, genel dağılımı, yüzey alt bölünmelerini; büyüme faktörü, kolların uzunluğu ve açısı gibi parametrik değişkenlere bağlı olarak etkilemektedir. Sistem bileşenlerinin gelişimi ve değişimi bir bütün olarak incelenerek tek bir yüzeyin değil, en son ve en çok gelişen yüzeyin bir sonraki üreme için baz olarak alınması sağlanmaktadır. Bu sayede pnömatik sistem bir bütün olarak ele alınmakta ve çevresel kısıtlamalara verilen bireysel cevaplar gibi ayırımlar ortadan kalkmaktadır. Genr8 ile 600 den fazla nesil üretildikten sonra 144 tür seçilerek, yakın geometrik özelliklere sahip olmalarına bağlı olarak sınıflandırılmışlardır (Şekil 3.11). Yüzeylerin gelişiminde aranan uygunluk fonksiyonu, ortalama bir uygunluktan öte, komşu yüzeylerle olan uygunluktur. Pnömatik sistemin strüktürel özellikleri belirli geometrik ilişkilere bağlı olduğu için seçim sırasında bu özelliklere sahip olan nesiller seçilmiştir. (O’Reilly, Hemberg, Menges, 2004). 69 Şekil 3.11 : Pnömatik sistem ve üretilen nesiller (O’Reilly, Hemberg, Menges, 2004). Her iki morfogenetik örnekte de, evrimsel hesaplamalı yöntemler bir tasarım aracı olarak kullanılarak karmaşık geometrilere sahip yüzeylerin, malzeme ve strüktürel özelliklere bağlı olarak nasıl üretilebileceği ele alınmıştır. Akışkanlar dinamiği, strüktürel analizler gibi mevcut modelleme ve analiz yöntemleri ile evrimsel hesaplamalı tekniklerin birleşmesi tasarım alanında pek çok yenilik getirecektir. Evrimsel süreç, tasarımın bitmiş bir ürün olarak nitelendirilmesinden öte çeşitli örüntülerin, türlerin, belirme fenomeninin ortaya çıkmasını sağlamaktadır (O’Reilly, Hemberg, Menges 2004). Eğitim alanında beliren sistemlerin ele alınış şekilleri farklı sonuçlar doğurmaktadır. AA’de yapılan çalışmalarda ekoloji ve mimarlık arakesitinde çalışmalar yoğunluktayken, MIT’de yazılımın olanakları araştırılarak yüzey oluşturmaya yönelik çalışmalar yapılmıştır. Ancak her iki eğitim kurumunda da ortak nokta beliren sistemlerin bir bütün olarak ele alınışı, tasarım sürecinde yapılması gereken 70 analizlerin, tasarım bileşenlerinin, kısıtlamalarının eş zamanlı olarak ele alınmasıdır. Yapılan çalışmalar yeni tasarım süreçlerini, yaklaşımlarını ve yazılımlarını doğurmaktadır. Her iki kurumda görülen bir diğer ortak özellik ise, mimarlık pratiğinden, üretim alanından insanlarla beraber çalışarak tasarımın ve eğitimin sınırlarını genişletiyor olmalarıdır. 3.3.2 Mimari tasarım pratiğinde belirme kavramı Günümüzde son dönemlerde yenilikçi tasarım ve üretim yaklaşımları mimarlık pratiğinde de sıkça kullanılmaya başlamıştır. Tasarım eğitimi ve pratiğinin işbirliği içinde olması, eğitim alanında üretilen yoğun kavramsal çalışmaların pratikte kendine yer bulmasını sağlamaktadır. Tasarım, bilgisayar destekli mühendislik ve üretimin işbirliği içinde olması yeni tasarım ortamlarını da beraberinde getirmiştir. Yenilikçi bir yaklaşım olan beliren sistemler ve getirdiği bütüncül yaklaşım sadece eğitim alanında değil, mimarlık pratiğinde de kullanılmaya başlamıştır. Bütüncül yaklaşım ile geleneksel tasarım süreçlerinin dışına çıkılıp, form, malzeme, strüktür, mekan gibi kavramlar birlikte ele alınarak tasarlanmakta ve üretilmektedir. Doğal morfogenez sistemlerde maddeleşme süreci ve form oluşumu birbiriyle ilişkilidir. Doğadaki bu etkileşimli gelişim sürecine karşın mimarlık pratiğinde genel yaklaşım, yapının şeklinin ve tektonik elemanların yerlerinin belirlenmesi ve ardından malzeme ile ilgili kararların alınması yönündedir. Belirme ile ortaya çıkan morfogenetik tasarım yaklaşımında ise form üretimi, malzeme sistemlerinin performans kapasiteleri ve potansiyelleri bir bütün olarak ele alınır. Malzeme ve yapım sistemi kararları üretken birer mekanizma olarak tasarım sürecine dahil edilir. Malzemelerin özellikleri, geometrik davranışları, üretim kısıtlamaları, uygulama ve montaj teknikleri, tasarımın, sistemin edimsel kapasitesine göre detaylandırılmasını ve türetilmesini sağlar. Bu yaklaşım, form, malzeme ve strüktürün ilişkiler bütünü olarak ele alınmasını ve dolayısıyla sistemin çevresel verileri algılayarak cevap verebilen, uygulama ve üretim teknikleri ile detaylandırılabilen bir sistem olmasını sağlar. Bu yaklaşım; farklı tasarım tekniklerinin, üretim teknolojilerinin ve sistem performansının çakıştırılmasıyla gerçekleştirilebilir (Menges, 2006b). 71 Mimarlık pratiğinde çokça uygulanan, tasarım ve uygulama süreçlerinin birbirlerinden ayrı tutulması; üretim ve yapım aşaması için tasarımcının tüm detaylara, ölçülere, malzemelere karar vermesi gibi kontrol edilmesi zor olan süreçlere neden olmaktadır. Malzeme sistemlerinin özörgütlenme özellikleri kullanılarak, önceden tanımlama ve kontrol mekanizmaları minimuma indirilebilir. Belirme kavramının mimari tasarımda açılımı üzerine yoğun çalışmalar yapan, Weinstock, Menges ve Hensel tarafından kurulan Emergence & Design Group aynı zamanda AA Mimarlık Okulunda, ‘The Emergent Technologies and Design’ yüksek lisans programının yürütücüsüdür. Grup, kavramın altında yatan mantığın araştırılarak, ekoloji, doğa ve mimarlık ara kesitinde çalışmalar yapmaktadır. Yürütücülüğünü yaptıkları yüksek lisans programı çerçevesinde, belirme başlığı altında ortaya koydukları morfo-ekoloji kavramını ele alan çeşitli çalışmalar yürütmekteler. Grup, son yıllarda belirme kavramının mimari tasarımda sıkça kullanıldığını ancak ‘parçalarından ayrılamayan bütün’ tanımlamasından öteye gidilip, bir araştırma, tasarım sistemi olarak görülmediğini belirtiyor. Kullanımı 80 yıl öncesine dayanan kavramın gelişimi, bilim ve endüstri alanları ile arasındaki kesin sınırları silmeye, mimari tasarımda, düşünme sistemimizi ve üretim teknolojilerimizi değiştirmeye başlamıştır. Doğal sistemlerin nasıl evrim geçirdiklerinin ve sürekliliklerini nasıl sağladıklarının açıklaması olan belirme kavramı; karmaşık davranışlar, formlar üreten yapay sistemler için model ve süreç örnekleri teşkil eder. Belirmenin, mimarlık alanında büyük bir potansiyeli olduğunu düşünen grup, kavramın beraberinde evrimsel teknikler, gelişmeler ve morfogenez kavramını da getirdiğini belirtiyor (Hensel, Menges, Weinstock, 2004). Michael Weinstock, doğada, davranış ve formun karmaşık birlikteliğinin çevreyle bağlantılı olduğunu ifade ediyor ve bu durumu farklı formların, farklı çevrelerde değişik davranışlar sergilemesi ile açıklıyor. Menges, çalışmalarındaki en zorlayıcı amacın; doğadaki gelişim ve evrim süreçlerini araçsallaştırarak hesaplamalı bilimlerle birleştirmeye ve belirme durumu için model oluşturmaya çalışmak olduğunu belirtmiştir. Amaç; karmaşık ve adapte olabilen mimari formlar yaratan, üretken bir mimari araç oluşturmaktır (Weinstock, 2006). 72 Yüksek yapı tasarımında strüktür ve malzeme sisteminin birlikte ele alınabileceğini düşünen grup doğadaki strüktürlerden ilham almışlardır. Doğal sistemlerdeki rijitlik ve bükülme kavramlarını model için örüntü, geometri, form ve davranış olarak yorumlamışlardır. Mimari tasarımda ise, yüksek yapıların merkezi bir çekirdeği ve bu çekirdeğe bağlanan döşemeleri ve kirişleri vardır. Doğadaki pek çok strüktürün silindirik bir morfolojisi vardır, bu esnek ve güçlü strüktürlerin içlerinde kolon ve kiriş sistemi yoktur. Grup doğadaki bu sistemi yüksek yapılar için kullanmayı amaçlamıştır. Bu çalışma için de başlangıç geometrisi olarak doğada pek çok yerde karşımıza çıkan sarmal (helezon) bir yapıyı tercih etmişlerdir. Şekil 3.12 : Sarmal kule çalışması, gelişim şeması (Hensel, Menges, Weinstock, 2004) Başlangıç birimi olarak, basit endüstriyel bir ürün olan, 150 mm çapında çelik bir tüp alınmıştır. Bu çelik birim, plan kısıtlamalarına bağlı olarak sarmal boyunca uzatılmıştır (Şekil 3.12). Oluşan sarmal tüpün, orijinal merkezi etrafında döndürülmesiyle nesiller üretilmiştir. İlk üretim sonrası iki farklı grup olarak seçilen nesillerin iç kabukları oluşturulur. Bu sayede tek bir başlangıç formundan pek çok nesil üretilmiş olur. Geometrik kuralların değiştirilmesiyle daha karmaşık ilişkiler ve farklı nesiller elde etmekte mümkündür. 73 Şekil 3.13 : Sarmal kule çalışması, (Hensel, Menges, Weinstock, 2004) Frei Otto’nun öncülüğünü yaptığı ‘form üretimi’; dış etkenlerin etkisi altındaki malzeme sistemlerinin özörgütlenmesini kullanan bir tasarım tekniğidir. Çok bileşenli bir sistem olan mimari tasarım, pek çok parametrenin bir arada ele alınmasını gerektiren bir disiplindir. Ocean North grubu üyelerinden Hensel, alternatif form arama süreçlerinin tasarım dinamikleri ve arazi koşulları ile nasıl birleştirilebileceğine dair çeşitli çalışmalar yapmaktadır. Mimari tasarımda ve mühendislikte form üretim süreçlerinin yer çekimine karşı verilen bir cevap olduğunu düşünen Hensel bitmiş bir tasarım objesi yerine çevresiyle ilişki içinde olan bir sistemin varlığından bahsetmektedir. Bu sistemin mevcut malzeme sistemleri ile mümkün olduğunu düşünen Hensel, çevreyle nasıl sürekli iletişim içinde olunabileceğinin cevabını aramaktadır. Malzeme sistemi ve çevre arasında etkileşimli bir ilişki kurabilmek için çok parametreli bir kontrol sistemine ihtiyaç olduğunu düşünen Hensel, geleneksel form üretim süreçlerindeki tek parametreli malzeme davranış analizlerinin yeterli olmadığını düşünmektedir. Çünkü bu tek yönlü ilişki ağı geribildirimlerle sistemin gelişmesine engel olmaktadır. 74 Şekil 3.14 : Parazit yapılar (Hensel, 2004). Hensel bu araştırmasını mevcut bir yapıyı saran “parazit yapılar” (Şekil 3.14) örneği üzerinden örneklemektedir. Bu çalışmada, 440 m. uzunluğundaki Dünya Ticaret Merkezi’ni sarması için Minoru Yamasaki’nin ikiz kuleleri seçilmiştir. Kuleler mevcut yapıya ekstra yük getirmek için değil, ikincil bir yüzey gibi davranarak organizasyon ve sirkülasyon anlamında destek olması için tasarlanmaktadır. (Hensel, 2004). Disiplinlerarası bir grup olan Ocean North’un bir diğer çalışması Jyväskylä Müzik ve Sanat Merkezi projesidir. Projede amaç, müzik ve sanat merkezi kavramını değiştirmek, iç ve dış mekan arasında geçişlilik sağlayabilmektir. Seçilen kafes strüktür izleme, sergi alanı gibi mekanlar ve akustik problemler için dinamik çözümler sunmaktadır. Grup kafes strüktürün; strüktür, ışık ve ses ihtiyaçlarına, kafes sistemi oluşturan birimlerin yoğunluğuna, konumuna ve yönelimine ve mekansal ihtiyaçlara göre oluşmasını sağlamıştır. Büyüme süreci, mekansal ihtiyaçlara bağlı olarak oluşturulan sanal hacimlerle başlamıştır. Bu süreci performans gereksinimleri kontrolleri izlemiştir. 75 Şekil 3.15 : Jyväskylä Müzik ve Sanat Merkezi kafes strüktürü ve performans analizleri (Hensel, Menges, 2006). Büyüme sürecinde tüm analizler eş zamanlı olarak devam ettirilmektedir. Büyüme, performans ihtiyaçlarına göre belirlenirken, mekansal ve strüktürel analizlerde eş zamanlı olarak yapılarak sistemin belirme özelliklerinin gelişmesi ve devamlılığı sağlanmıştır. Şekil 3.16 : Jyväskylä Müzik ve Sanat Merkezi kafes strüktürü ve performans analizleri ve fiziksel modeli (Hensel, Menges, 2006). 76 Belirme konusunda yoğun çalışmalar yapan bir diğer grup, Tom Wiscombe öncülüğünde kurulan Emergent Architecture grubudur. Wiscombe, beliren sistemler üzerine çeşitli eğitim kurumlarında dersler vermekte ve pratik alanda da çalışmalar yapmaktadır. Wiscombe, belirmeyi parçaların bir araya getirdiği kuvvetli, bölünmez bütünsellik olarak yorumlamaktadır. Grup yaptığı çalışmalarda da mimari tasarım sürecini bir bütün olarak ele almaktadır. Son dönemlerde yaptıkları çalışmalardan biri olan, Sundsvall Performans Sanatları Merkezi yarışma projesi tasarımında amaç kentsel bir mekan yaratmak, Sundvall’in kültürünü yansıtan eski yapıyla bütünleşen bir kompleks tasarlamaktır. Tasarımcılardan, mevcut yapıya ek olarak tasarlanan (Şekil 3.17), yeni yapının, yarattığı atmosfer ve mekan ile modern bir yüzü olması, Sundvall kıyı şeridi ile ilişki kurması beklenmektedir. Şekil 3.17 : Sundsvall Performans Sanatları Merkezi mevcut binaya yaklaşım (www.emergentarchitecture.com, 2009) Yapının kabuğu topolojik torus geometrisinden oluşturulmuştur. Yumuşak hatlara sahip olan hacim (Şekil 3.18), çevresel koşullara göre biçimlendirilmiştir. Yapının iki cephesi nehir ve okyanusa doğru yönlendirilirken, diğer iki cephe içeriye doğru çekilmiştir. Bu çekilmeler ile çeşitli mekansal olanaklar sağlayan strüktürel kolonlar oluşturulmuştur. Bu kolonlar yapının sirkülasyonu olarak çalışarak, performans sanatları tiyatrosunu, ana fuayeye ve balkon katlarına bağlamaktadır. Yapının kabuğu, strüktürü ve sirkülasyonu bir bütün olarak düşünülerek süreklilik sağlanmıştır. Tasarım sürecinde kompozisyonel bir mantıktan öte adapte olabilen, 77 strüktürel performansın, doğal aydınlatmanın, iç-dış mekan ilişkilerinin, hakim manzara yönlerinin temel alındığı bir sistem düşünülmüştür. Şekil 3.18 : Sundsvall Performans Sanatları Merkezi tasarımı (www.emergentarchitecture.com, 2009) Grubun, tasarımını yaptığı (Şekil 3.19) Garak balık pazarı, Kore’de toplu balık satışının yapıldığı, mevcut en büyük pazardır. Pazar, 54 hektar alan üzerine kuruludur ve 1 km uzunluğundadır. Bu projede amaç, çevresine kötü kokular yayan ve görsel kirliliğe neden olan mevcut pazar alanının, nasıl iyileştirilebileceği ve gelecekte şehirle, çevresiyle nasıl ilişki kurabileceğine dair öneride bulunmaktır. Şekil 3.19 : Garak balık pazarı tasarımı, Kore (www.emergentarchitecture.com, 2009) 78 Emergent Architecture grubunun projeye yaklaşımı, alanı “doğal” ve “kentsel” olmak üzere iki zona (Şekil 3.20) ayırmak olmuş. Tan Nehri’ne bağlanan batı bölümü rezerv alanlarına, ıslak hacimlere ve aktivite alanlarına ayrılırken, doğu bölümü yoğun pazar hayatının geçtiği alan olarak ayrılmıştır. Şekil 3.20 : Garak balık pazarı, fonksiyona göre bölümleme , Kore (www.emergentarchitecture.com, 2009) Tasarımda geniş bir çatı örtüsü ile yarı kapalı alanlar, iç mekanlar ve örtü üzerinde yeşil, kamusal alanlar oluşturulmuştur. Doğu yönünde işlev gereği, çatkı sistemi andıran bir örüntü ile başlayan çatı örtüsü strüktürü batı yönünde spirale yakın bir örüntüye dönüşmüştür. Çift katmanlı örtüde oluşan boşluklar restoranlara, kamusal aktivitelere ev sahipliği yaparken, çatı bahçeleri ise çevrede yaşayan 55.000’e yakın halk için kamusal alanlar sunmaktadır (Şekil 3.21). Şekil 3.21 : Garak balık pazarı, fonksiyona göre bölümleme , Kore (www.emergentarchitecture.com, 2009) 79 Pazar alanının yeniden yapılanmasında işlev ve strüktürel özellikler bir bütün olarak ele alınmış, koku, pazar alanının yoğunluğu gibi kısıtlamalar mekansal oluşumlarda göz önünde bulundurulmuştur. Tasarımcılar, farklı ihtiyaçlara cevap verebilen, dinamik, adapte olabilen, karmaşık sistemlere yönelmektedir. Ancak bu sistemlerin tasarımı mevcut yöntemlerle neredeyse imkansızdır. Beliren sistemler, bütüncül yaklaşımları ve adapte olabilen sistemleri ile tasarımcıların bu ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Beliren sistemlerin mimari tasarım pratiğinde kullanımı gittikçe yaygınlaşmaktadır. Günümüzde, özellikle eğitim ile işbirliği içinde olan isimler tarafından yoğun bir şekilde uygulanan beliren tasarım yaklaşımı kullanımı teknolojik gelişmelerle gittikçe yaygınlaşacaktır. 80 4. SONUÇ: BELİRME VE MİMARİ TASARIM ÜZERİNE Dijital ortamın, mimari tasarım süreci ve sonuç ürünleri üzerindeki etkileri büyüktür. Dijital teknolojinin sunduğu olanaklar yeni tasarım süreçlerinin, ortamlarının ve düşünme pratiklerinin ortaya çıkmasını sağlamıştır. Teknolojik gelişmelerin mimarlık üzerindeki etkileri, yenilikçi tasarım yaklaşımları, üretim teknolojileri ve ortamları olarak ortaya çıkmaktadır. Mimari tasarım üzerinde büyük etkileri olan yenilikçi yaklaşımlardan, beliren sistemlerin tek bir çözüme odaklanmayan yapısı, farklı çözüm kümeleri oluşturması, sürece ve ilişkilere önem vermesi mimari tasarım için pek çok olanak sağlamaktadır. Mevcut tasarım yöntemlerinin ve sistemlerinin devamı gibi düşünmek yerine yeni bir yaklaşım, düşünme pratiği olduğunu kabul etmek gerekmektedir. Çünkü bu yaklaşım, kendi tasarım ortam ve olanaklarını da beraberinde getirmektedir. Bu sayede tasarımcı ve programlamacı arasındaki keskin ayrım ortadan kalkmakta, disiplinlerarası bir çalışma ve işbirliği süreci gelişmektedir. Beliren tasarımla, hesaplamalı bilimler ve bilgisayar yazılımlarından faydalanılarak dinamik, etmen tabanlı benzetimler olarak tasarım alternatifleri üretilmektedir. Beliren sistemlerde görülen; benzetim, matematik ve tasarım arasındaki ilişkiler, mimarlığın dinamik sistemler olarak ele alınmasını sağlamaktadır. Mimarlıkta, farklı bileşenlerin ve disiplinlerin bireysel olarak değil de bir bütün olarak nasıl ele alınabileceği ve mimari tasarım sürecinde form, malzeme, davranış strüktür birlikteliğinin nasıl oluşturulabileceğinin cevabı; belirmenin mantığında yatar. Bütüncül yaklaşım, sistemin tüm bileşenleri ile var olmasını ve bu bileşenlerin etkileşim içinde olmasını sağlar. Beliren sistemleri sadece form arayışı için alternatif bir yöntem olarak algılamamak gerekmektedir. Çünkü sistemin öngördüğü form, davranış, strüktür ve malzeme bütünlüğü, sadece sonuç ürün oluşturmaya değil süreci tasarlamaya yöneliktir. Beliren sistemlerin getirdiği bütüncül yaklaşımın altında aynı zamanda ekolojik bir mantık yatmaktadır. Bir sistemi, yapıyı çevresiyle bir bütün olarak ele alan yaklaşım, 81 çevresel dinamiklerin tasarım sürecine katılmasına olanak sağlamaktadır. Pek çok beliren tasarımda da doğadan esinlenmeler olduğunu görmekteyiz. Bu esinlenmeler bazen morfolojik, bazen ise sürece yönelik olabilmektedir. Doğadaki sistemler, organizmalar, strüktürler veya gelişim süreçler araçsalaştırılarak mimari tasarıma adapte edilmeye çalışılmaktadır. Sistemlerin geliştirilmesinde evrim önemli bir özelliktir. Tasarlanan sürecin veya sistemin gelişebilmesi için evrimsel algoritmalar veya süreçler kullanılmaktadır. Bu sayede bir tek çözüm değil, nesiller üretilerek çözümler kümesi oluşturulmaktadır. Beliren tasarım, mimarlık, yapay zeka, bilgisayar bilimleri arakesitinde bir tasarım süreci sunmaktadır. Tüm bileşenlerin ve kısıtlamaların eş zamanlı ele alındığı beliren tasarımlarda çözüm kümesi oluşturulurken yukarıdan aşağı bir süreç izlenir. Belirmenin çok bileşenli yapısını kontrol edebilmek, tasarım bileşenlerini aynı anda ele alabilmek hibrid bir süreç, yani pek çok yazılımın veya yazılım eklentilerinin kullanılmasını gerektirmektedir. Bu nedenle, beliren tasarım sürecinde kullanılan yazılımlar; yukarıdan aşağı mekansal organizasyonlara imkan sağlayan, yapay zekadan yararlanan yazılımlardır. Beliren tasarımın disiplinler arası yapısı ile mimarlık sadece mühendislik, işletme gibi konularla değil, matematik, hesaplamalı bilimler, yapay zeka, biyoloji gibi konularla da bağlantılı hale gelmiştir. Bu disiplinlerarası platform, tasarım eğitimi ve pratiğinde büyük değişimlere yol açmaktadır. Mimari tasarım uygulama geleneklerinin ve üretim teknolojilerinin değişmesi çok uzun zaman gerektirir. Pratik hayat içerisinde, eğitim alanında olduğu gibi yoğun kavramsal çalışmalara yer bulmak zordur. Ancak tasarımı geliştiren ve sağlam temellere oturmasını sağlayan kavramsal altyapı çok önemlidir. Bu anlamda eğitim ve pratiğin işbirliği içinde olması, üretilen kavramsal çalışmaların pratik hayatta kendine yer bulması ve mimari tasarım pratiğinin de kendini kavramsal açıdan beslemesi için bir gerekliliktir. Bu sayede sadece kuramsal alanda değil, uygulama ve yazılım alanında da gelişmeler sağlanmaktadır. Özellikle eğitim alanında yoğun olarak kullanılan belirme kavramı yazılım, üretim ve yapım sektöründeki gelişmelerle daha da yaygın hale gelecektir. 82 KAYNAKLAR Abrahart, R. J., and See, L., 1998: Neural Network vs. ARMA Modelling: Constructing Benchmark Case Studies of River Flow Prediction. In GeoComputation ’98. Proceedings of the Third International Conference on GeoComputation, University of Bristol, United Kingdom, 17–19 September (CD-ROM). Aish, R., Hesselgren, L., Parrish, P., Whitehead H., 2006, Instrumental Geometry, AD: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Vol 76, No 2, pp.42–53. Andrasek, A., Brown, E. P., 2006, CONTINUUM A Self-Engineering CreatureCulture, AD: Collective Intelligence in Design, Volume. 76, No.5, pp. 18-25. Arida, S., 2004, Contextualizing Generative Design, PhD Thesis, MIT, Cambridge, MA. Bedau, M., 2002, ‘Downward causation and the autonomy of weak emergence’, Principia 6, p 5. Banham, R., 1973, The Architecture of the Well-Tempered Environment, University of Chicago Press (Chicago, IL), pp.20. Bentley, P. J., 1999, Evolutionary Design by Computers, ISBN 1-55860-605-X, ed., Kaufmann M., The Bath Press, UK. Brown, E. P., 2006, All-Over, Over-All: Biothing and Emergent Composition, AD:Programming Culture: Art and Architecture in the Age of Software, Vol. 76, No.4, pp. 72 -81. Chaitin, G. J., 2003, Leibniz, Information, Math and Physics, pp.9., Vintagebooks, USA. Chu, K., 2006, Metaphysics of Genetic Architecture and Computation, AD:Programming Culture: Art and Architecture in the Age of Software, Vol. 76, No.4, pp.38-45. Frazer, J. 1995, Evolutionary Architecture, Architectural Association, London. Goldberg, D., E., 1989, Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning, Addison-Wesley Publishing Company, US. Hensel, M., 2004, Finding Exotic Form An Evolution of Form Finding as a Design Method, AD: Emergence: Morphogenetic Design Strategies, Vol. 74, No.3, pp.27-32. Hensel, M., 2006, Towards Self-Organisational and Multiple-Performance Capacity in Architecture, AD: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Vol. 76, No.2, pp.5-11. 83 Hensel M., Menges A., 2006, Differentiation and Performance: Multi-Performance Architectures and Modulated Environments, AD: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Vol 76, No 2, pp.60. Hensel M., Menges A., 2008, Morpho-Ecologies, AA Publications, London. Heylighen, F., Gershenson, C., 2003, The Meaning of Self-organization in Computing, IEEE Intelligent Systems, section Trends & Controversies - Self-organization and Information Systems, May/June 2003. Heylighen F., 2003, “The Science of Self-organization and Adaptivity”, in: Knowledge Management, Organizational Intelligence and Learning, and Complexity, in: The Encyclopedia of Life Support Systems, Eolss Publishers, Oxford. Holland, J. H., 1992, Adaptation in Natural and Artificial Systems, MIT Press, Cambridge MA. Johnson, S. 2001, Emergence: The Connected Lives of Ants, Brains, Cities, and Software, Touchstone, New York. Kelly, K. 1994. Out of Control: the new biology of machines Addison-Wesley, New York. Kolarevic, B., 2000, Digital Morphogenesis and Computational Architectures, Constructing the Digital Space:SIGraDi 2000, Rio de Janerio. Lobell, J., 2006, The Milgo Experiment: An Interview with Haresh Lalvani, AD: Programming Culture: Art and Architecture in the Age of Software, Vol. 76, No.4, pp. 53-54. Menges, A, 2006a, Manufacturing Diversity, AD: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Vol 76, No 2, pp.70–77. Menges, A, 2006b, Polymorphism, AD: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design, Vol 76, No 2, pp.78–87. O'Reilly, U., M., Hemberg, M., Menges, A.,2004, Evolutionary Computation and Artificial Life in Architecture: Exploring the Potential of Generative and Genetic AIgorithms as Operative Design Tools, AD: Emergence: Morphogenetic Design Strategies, Vol. 74, No.3, pp.49-53. Rocker, I., M., 2006, When Code Matters, AD: Programming Culture: Art and Architecture in the Age of Software, Vol. 76, No.4, pp. 16-25. Silver, M., 2006a, Culture All-Over, Codes, Eros and Craft: An Interview with Evan Douglis, AD: Programming Culture: Art and Architecture in the Age of Software, Vol. 76, No.4, pp. 62-71 Silver, M., 2006b, Without Drawings: Automason Ver 1.0, AD: Programming Culture: Art and Architecture in the Age of Software, Vol. 76, No.4, pp. 46-51. Terzidis, K., 2006. Algoritmic Architecture, Architectural Press Publications, Oxford, UK, pp.37. 84 Terzidis, K., 2003, Expressive Form: A Conceptual Approach to Computational Design, Spon Press, p 72. Testa, P., O’reilly, U. M., Weiser, D., Ross, I., 2001, Emergent Design: a crosscutting research program and design curriculum integrating architecture and artificial intelligence, Environment and Planning B: Planning and Design, volume 28(4) Temmuz, pp. 481 – 498. Url-1 https://www.aaschool.ac.uk/STUDY/emtech.htm >, alındığı tarih 2009. Url-2 <http://www.oobject.com/category/algorithmic-architecture/>, alındığı tarih 2009. Url-3 <http://www.oobject.com/category/algorithmic-architecture/ >, alındığı tarih 2009. Url-4 <http://pespmc1.vub.ac.be/SELFORG.html >, alındığı tarih 2009. Url-5 < http://www.emergentarchitecture.com/hub.php?id=1>, alındığı tarih 2009. Url-6 < http://www.ocean-designresearch.net/>, alındığı tarih 2009. Url-7 < http://www.biothing.org/wiki/doku.php>, alındığı tarih 2009. Url-8 <http://guiniture-architecture.blogspot.com/2007/08/vg-project-casestudy.html >, alındığı tarih 2009. Url-9 <http://blobwallpavillion.wordpress.com/category/uncategorized/)>, alındığı tarih 2009. Url-10<http://wolframscience.typepad.com/ >, alındığı tarih 2009. Weinstock, M., 2006: Self-Organisation and Material Constructions, AD: Techniques and Technologies in Morphogenetic Design. Vol 76, No 2, pp.34-41. Wiscombe, T., 2005a: http://www.emergentarchitecture.com/pdfs/OZJournal.pdf (Ocak, 2006) Wiscombe, T., 2005b: http://www.emergentarchitecture.com/pdfs/YalePerspecta.pdf (Ocak, 2006) Wolfram, S., 2006, How Do Simple Programs Behave? AD: Programming Culture:Art and Architecture in the Age of Software, Vol. 76, No.4, pp. 34-37. 85 ÖZGEÇMİŞ Ad Soyad: Esra Gürbüz Doğum Yeri ve Tarihi: Gazintep, 11.07.1982 Adres: İTÜ Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, Araştırma Görevlisi Lisans Üniversite: İTÜ, Mimarlık Fakültesi, 2000 - 2005 Y. Lisans Üniversite: İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilişim Anabilim Dalı, Mimari Tasarımda Bilişim Lisanüstü Programı, 2006-2010 Yayın Listesi: Uluslararası Bildiri Gürbüz E., Çağdaş G., 2007: A Generative Model for Anatolian Medreses by Analyzing of precedent. GA 2007 10th International Conference on Generative Art. Milano Politechnico, Milano, December, 2007 Ulusal Bildiri Gürbüz E., Çağdaş G., 2009: Hesaplamalı Tasarım Süreci ve Tasarım Üretimi. 3. Ulusal Sayısal Tasarım Sempozyumu.Mayıs 11, İTÜ Mimarlık Fakültesi, 2009 Hirscheberg U., Sökmenoğlu A., Alaçam A. S., Gürbüz E., Çağdaş G., 2009: Hesaplamalı Tasarım Süreci ve Tasarım Üretimi. 3. Ulusal Sayısal Tasarım Sempozyumu, İTÜ Mimarlık Fakültesi, Mayıs 11, 2009 86
