Technology hub 2018

 TECHNOLOGY HUB / 17-19 May 2018 / MiCo fieramilanocity  >  FREE TICKET

RESPONSIVE DYNAMIC SYSTEMS

Un progetto di / A project by INDEXLAB – Creativity and Technology, Politecnico di Milano

INDEXLAB TEAM: Pierpaolo Ruttico (Scientific coordinator/design principal), Salvatore Urso, Marco Guarany, Carlo Beltracchi, Gabriele Viscardi, Haotian Yang, Francesco Perego, Panos Pylarinos, Federico Rusconi, Alessia Lazzari, Aleksandr Vedernikov, Jose Felipe Galli Geleilate, Nisha Varghese.

PARTNERS: ABB – EXTRA.IT – WOODSKIN – CONRAD – ARDUINO – FARNELL – GPLANET –  RS – POLIMI MECHANICAL DEPARTMENT

MEDIA PARTNERS: ARKETIPO – SELEZIONE DI ELETTRONICA – Gruppo editoriale Tecniche Nuove

INDEXLAB espone le proprie ricerche in materia di Architettura Responsiva nel contesto di Technology Hub 2018 (Fiera-Milano-City, dal 17 al 19 maggio), coordinando l’area dimostrativa “SISTEMI DINAMICI RESPONSIVI” in collaborazione con aziende partner.

I lavori esposti concorrono a definire i nuovi paradigmi dell’architettura e delle costruzioni contemporanee attraverso la realizzazione di prototipi che promuovono nuove estetiche e sistemi nel panorama delle costruzioni complesse per l’architettura e il design.

I sistemi dinamici responsivi sono soluzioni progettuali e costruttive ideate per variare la configurazione spaziale di rivestimenti e strutture architettoniche, come facciate, coperture o elementi di arredo, al fine di migliorare le prestazioni degli edifici e la fruibilità degli ambienti, stabilendo un rapporto tra l’opera e il proprio fruitore.

INDEXLAB presents its research on Responsive Architecture in the context of Technology Hub 2018 (Fiera-Milano-City, from May 17Th to May 19Th), coordinating the demonstration area “RESPONSIVE DYNAMIC SYSTEMS” in collaboration with partner companies.

The projects presented contribute to define new paradigms of contemporary architecture and construction by creating prototypes that promote new aesthetics and systems in the panorama of complex models for architecture and design.

Responsive dynamic systems are design and construction solutions conceived to vary the spatial configuration of claddings and architectural structures, such as facades, roofing or furniture, in order to improve the performance of buildings and the quality of its spaces, establishing a relationship between the building and its user.

Shifting folds” è un sistema di pannelli riflettenti a geometria variabile per l’ottimizzazione acustica di teatri, auditorium e luoghi pubblici. Il sistema è basato su geometrie rigid-origami. La movimentazione è ottenuta tramite l’azione di attuatori lineari, che consentono alla struttura di ridurre il proprio ingombro inclinando le facce lungo linee di piega predefinite. La percentuale di espansione e contrazione è gestita da un controller che analizza istante per istante l’onda sonora incidente e configura la parete per ottimizzarne le prestazioni acustiche.

Shifting folds” is a system of reflective panels with variable geometry for the acoustic optimization of theaters, auditoriums and public places. The system is based on rigid-origami geometries. The movement is obtained through the action of linear actuators that allow the structure to reduce its size by tilting the faces along predefined bending lines. The percentage of expansion and contraction is managed by a controller that instantaneously analyzes the incident sound wave and configures the wall to optimize its acoustic performance.
Metal delaunay” è una parete tridimensionale in metallo realizzata tramite un processo di assemblaggio e saldatura robotica di pannelli piani triangolari sottili. Ciascun pannello è reso permeabile da una serie di perforazioni realizzate mediante taglio laser a controllo numerico. I fori permettono all’osservatore di guardare attraverso la parete e alla luce di penetrare, creando riflessi inattesi. Il sistema è inoltre dotato di LED programmabili, che trasformano la parete in schermo interattivo. L’ambiente retrostante la facciata si illumina con intensità e colore variabile in base alla posizione dell’osservatore. Le applicazioni sono molteplici, dal rivestimento di facciate a forma libera a installazioni di “media architecture” aventi alto impatto estetico-comunicativo.
Metal delaunay” is a three-dimensional metal wall made through a process of assembly and robotic welding of thin triangular flat panels. Each panel is made permeable by a series of perforations made by laser cutting CNC machine.  The holes allow the observer to look through the wall and the light to penetrate creating unexpected reflections. The system is also equipped with programmable LEDs that transform the wall into an interactive screen. The environment behind the façade illuminates with intensity and variable color depending on the position of the observer. The are many applications, from the cladding of free-form facades to installations of media architecture with a high aesthetic-communicative impact.
Hexa” è un sistema di rivestimento per pareti esterne e interne, progettato con algoritmi che permettono variazioni infinite dei pannelli di cui è composto. La sua natura parametrica offre la possibilità di informare la geometria con dati di natura strutturale, energetica, illuminotecnica e di ottenere configurazioni che ottimizzino le prestazioni dell’edificio, espandendone le possibilità espressive. I pannelli traslucidi di Hexa sono retroilluminati mediante strisce LED indirizzabili. Il colore di ciascun pannello può essere definito indipendentemente dagli altri oppure in modo coerente al fine di generare gradienti cromatici che accentuino le geometrie complesse dei pannelli. Il controllo dei LED può avvenire tramite interfaccia WEB o mediante l’interazione diretta con la parete, tramite tocco o movimento dell’osservatore.
Hexa” is a coating system for external and internal walls that allow for infinite variations of the panels that make it. Its parametric nature offers the possibility to modify the geometry based on structural, energetic and lighting data to obtain configurations that optimize the performance of the building, while at the same time does not limit the architect’s creativity. Hexa is equipped with backlight control of semi-transparent panels, made with addressable LED strips. The color of each panel can be defined independently from the others or in a coherent way in order to generate chromatic gradients that accentuate the complex geometries of the panels. The LED can be controlled via a WEB interface or by direct interaction with the wall, by touch or movement of the observer.
Blend weaving” è un sistema di produzione di lamelle frangisole personalizzate e di pannelli per il rivestimento di edifici a forma libera. I progettisti possono personalizzare la forma della pelle degli edifici e avere dei pannelli sinuosi che seguono i profili delle facciate. La combinazione di programmazione algoritmica e fabbricazione robotica rende innovativo e competitivo il metodo di progettazione e produzione di questi elementi.  Il processo produttivo prevede il taglio robotico di polistirene per ottenere le forme desiderate, sulle quali viene applicato un rivestimento con tessuti di fibra di vetro in matrice termoindurente. Si ottengono pannelli leggeri e resistenti, che possono essere movimentati con attuatori per rispondere alle mutevoli condizioni ambientali o reagire allo sguardo dell’osservatore.
Blend weaving” is a production system of customized shading louvers and cladding panels for complex geometry shaped buildings. Designers can personalize the shape of the buildings envelope to obtain sinuous panels that follow the façade’s geometry. The combination of algorithmic design and robotic fabrication makes the production of these elements innovative and competitive when compared to traditional fabrication methods. The process begins with the robotic hotwire cut of foam panels to obtain the desired geometries of the elements; these are then coated with fiberglass textiles sheets in a thermosetting polymer matrix. The final results are lightweight and resilient elements, that can easily move thanks to mechanical actuators in order to respond to the changing environmental conditions or follow the visitor’s sight.
Flying dots” è un sistema che permette di variare la configurazione spaziale di controsoffitti mobili. Una matrice di attuatori movimenta sfere di metallo tramite cavi avvolti su pulegge. Le figure geometriche che il soffitto cinetico può configurare sono gestite tramite algoritmi, che interpretano in tempo reale la gestualità degli osservatori e generano figure geometriche in base alla loro postura. Le applicazioni in ambito architettonico sono molteplici: dall’intrattenimento all’ottimizzazione acustico-illuminotecnica, dal lighting design cinetico ad applicazioni artistiche in ambito teatrale e musicale.
Flying pixels” is a system that allows you to vary the spatial configuration of mobile ceilings. An array of actuators moves metal spheres through cables wound on pulleys. The kinetic ceiling can generate geometric figures that are managed through algorithms that interpret the gestures of visitors in real time and modify its shape based on their position. Applications in the architectural field are many: from entertainment to acoustic-lighting optimization, from kinetic lighting design to artistic applications in theater and music.
Flex” è un sistema di connessioni tridimensionali per la giunzione di elementi filiformi flessibili, intrecciati a formare strutture leggere e riconfigurabili. Un insieme di tubi in fibra di vetro, ad esempio, connessi con giunti in polipropilene stampati 3D, consente l’allestimento di strutture di ampie dimensioni in tempi brevi e senza la necessità si sollevatori meccanici. L’utilizzo di bracci robotici nel processo di stampa delle connessioni, unitamente all’impiego di dime tridimensionali come superfici di appoggio del materiale, permette di superare la lentezza della tecnica della stratificazione del materiale per piani, tipica della stampa 3D tradizionale. Con i bracci robotici è infatti possibile lavorare in 6 gradi di libertà e ottenere geometrie complesse in tempi minori. Le connessioni stampate 3D con forme e materiali flessibili consentono inoltre agli intrecci di espandersi e contrarsi, modificando il proprio assetto strutturale.
Flex” is a system of three-dimensional nodes for the connection of flexible thin elements, intertwined to form light and reconfigurable structures. For example, a set of glass fiber tubes connected with 3D printed polypropylene joints will make it possible to deploy large structures in a short amount of time and without the need of mechanical lifts. The use of robotic arms in the printing process of the connections, together with the use of three-dimensional templates as support surfaces for the extruded material, makes it possible to overcome the slowness of traditional 3D print techniques, usually based on a layer-by-layer deposition. With the robotic arms in fact, it is possible to work in 6 degrees of freedom and obtain complex geometries in less time.  The 3D printed connections are made by flexible shapes and materials allowing the joints to expand and contract, modifying their structural configuration.
Hypnosis” è un sistema di pannelli luminosi tridimensionali per l’arredamento di interni, formato da moduli personalizzabili per dimensioni, forma e pattern. I pannelli sono prodotti attraverso stampi riconfigurabili, utilizzando materiali leggeri e riciclabili; sono estremamente maneggevoli e adattabili a spazi diversi. Vengono utilizzati materiali traslucidi e nei moduli viene integrato un sistema di illuminazione. Grazie alla possibilità di applicare geometrie caratterizzate da variazione continua in combinazione con effetti luminosi, Hypnosis trasforma gli spazi in ambienti unici e personalizzati. La caratterizzazione dell’ambiente può essere integrata con effetti sonori, creando l’atmosfera più adatta alle diverse occasioni.
Hypnosis” is a tridimensional lighting system for interior design. The system is based on modular panels, whose dimensions, shape and pattern can be customized to fit the user’s desirers, while maintaining its ease of mounting and expandability. The panels are translucent and combined with a lighting system embedded in the module. The overall effect can be enhanced by synchronizing the lighting effects to music obtaining an immersive experience. The panels are produced by means of reconfigurable molds, using lightweight and recyclable materials.
Dragonfly” è un progetto che indaga processi di progettazione generativa per la realizzazione di nodi strutturali tridimensionali, ottenuti mediante metodi di ottimizzazione topologica. Partendo da un diagramma strutturale predefinito di aste e nodi, si ha come obiettivo la minimizzazione della massa di cui la struttura è costituita. Il processo di Evolutionary Structural Optimization applicato ai nodi consente di analizzare iterativamente lo stato di sforzo a cui sono soggetti a causa della presenza di forze esterne convergenti su di essi, eliminando progressivamente il materiale caratterizzato da sollecitazioni inferiori rispetto ad un limite di sicurezza prestabilito. I nodi ottenuti presentano una geometria non convenzionale, che ben si coniuga con le potenzialità della stampa additiva.
Dragonfly” is a project that experiments with the design process of tridimensional structural nodes, obtained by means of topology optimization. Given a defined structural system composed of nodes and beams, the process aims to reduce the mass of the elements without altering their overall structural performance. The process of Evolutionary Structural Optimization makes it possible to recursively analyze the internal stresses generated from external loads, progressively subtracting material characterized by an inferior stress compared to a safety threshold. The obtained joints present a non-conventional geometrical shape, that combines well with the strengths of additive manufacturing.
Infinity” è un progetto che ha lo scopo di far incontrare – tramite la realtà virtuale – le due figure cardine dell’industria edilizia: il committente e il progettista. Grazie all’illusione della realtà immersiva, i progettisti hanno l’opportunità di coinvolgere i propri clienti, aumentando il loro interesse nel progetto attraverso la rappresentazione delle geometrie nello spazio e la personalizzazione delle finiture, percepibili come quasi reali e tangibili. Il cliente partecipa attivamente al processo creativo, migliorando i rapporti di comunicazione con le diverse figure professionali coinvolte.
Infinity” is a project that aims at bringing together – through virtual reality – the two key figures of the building construction industry: the client and the designer. Thanks to the illusion of immersive reality, designers have the opportunity to involve their customers, increasing their interest in the project through the representation of geometries in space and the customization of finishes, perceivable as almost real and tangible. The client actively participates in the creative process, improving communication relationships with the different professional figures involved.
Light in motion” è un progetto a supporto di una nuova concezione di “customer shopping experience”. I consumatori sono sempre più guidati negli acquisti dalle loro emozioni, ricercano un coinvolgimento attivo, un’esperienza e una motivazione in più per scegliere un determinato prodotto. “Light in motion” permette al cliente di osservare l’oggetto su cui ha posto la propria attenzione in un contesto di realtà potenziata, dove schermi interattivi movimentati da bracci robotici generano effetti luminosi geometrici. Si stabilisce così un collegamento tra il mondo digitale e il mondo fisico, creando tensione emotiva tra il cliente e il prodotto, la cui potenza comunicativa viene valorizzata in un contesto immersivo.
Light in motion” is a project that explores a new concept of customer shopping experience. Consumers are guided in the buying process by their emotions and personal experiences, they search for an active involvement, a lasting experience that adds value to the product they choose to buy.  “Light in motion” allows the client to see the product in a context of enhanced reality, where interactive screens moved by robots generate geometric light effects. A connection is formed between the digital and physical world, generating emotional tension between the buyer and the product, enhancing its communicating power in an immersive context.
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