Ilaria La Manna, Arturo de la Fuente, Natalia Kong Yi^, Alejandro Papa

Palabras clave: diseño interactivo, diseño paramétrico, biodiseño, educación

Este artículo fue publicado en EXPERIENCE DESIGN Korea & Latin America Research Exchange
ISBN 979-11-973273-4-6 (95650) | e-book
ISBN 979-11-973273-5-3 [93650] | hard copy
https://doi.org/10.979.11973273/46
Printed in Korea, 2021. Edited by Younghwan Pan and Renato Antonio Bertão. Published by Hyemin Lee. Kookmin University, TED – Graduate School of Techno Design, Smart Experience Design department.
© 2021 by Human and Design Press, the editors, and the authors.

El Proyecto Voronoi 3D y los Proyectos de Biodiseño fueron realizados en 2018, en el primer año de la primera cohorte, producto del trabajo colaborativo entre docentes y alumnos de la primera cohorte, que reunió a un nutrido grupo de profesionales de diferentes disciplinas del campo proyectual. En ambos casos resultó indispensable el trabajo interdisciplinario del que participaron organizaciones y dependencias académicas por fuera del ámbito de la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, donde se dicta la carrera.

Estos proyectos, desarrollados a partir de la vinculación entre materias teóricas y el Laboratorio de Diseño, se constituyeron como hechos significativos que fijaron el rumbo en la conformación de este espacio académico. Existe un tercer proyecto que resulta igualmente significativo, desarrollado en 2019, el segundo año de la primera cohorte: Proyecto Kodek. Una instalación interactiva del MAEDI/LAB; el mismo se encuentra documentado en otro artículo de esta misma  publicación.

Podríamos decir que estos proyectos sintetizan el trabajo realizado durante los primeros años de funcionamiento de la maestría. La didáctica proyectual y metodologías empleadas forman parte del propio diseño y planificación de la carrera, configurándose en sí misma como un proceso iterativo que se retroalimenta a partir de la conformación y el trabajo de cada una de las cohortes.

Proyecto Voronoi 3D

El proyecto Voronoi 3D surge como iniciativa de proyecto colectivo de MAEDI, dentro del marco de la materia Diseño Paramétrico y el Taller Experimental 1, con la intención de generar vinculación entre geometría, diseño, modelado 3D, programación y fabricación digital.

A partir de la idea de generar una intervención en el Patio Central de la Facultad para exponer el trabajo de la Maestría, se diseñó una estructura inspirada en el diagrama Voronoi,  fabricada en MDF de 9mm y plástico corrugado blanco traslúcido de aproximadamente 5 x 1.75 mts. La estructura, iluminada por dentro, fue montada en el patio central de la FADU y permaneció por 6 meses.

El diagrama Voronoi es una construcción geométrica que se define a partir de descomposición del espacio a partir de un criterio de proximidad. Llamado así por el matemático Ruso Gueorgui Voronoi, que en 1908 estudió la estructura a partir de los estudios previos de Gauss y Dirichlet. Es conocido también como los polígonos de Thiessen, quien los aplicó al estudio meteorológico en 1911.

“[…] the Voronoi diagram is best defined as a cell complex. A cell is the intersection of a finite number of hyperplanes and open halfspaces, and a cell complex is a finite collection of pairwise disjoint cells so that every face of every cell is in the collection.” [1]

Esta estructura se replica en diversos sistemas y organismos del universo natural, por lo que su aplicación resulta fundamental en el estudio de de estructuras espaciales medido por sistemas computacionales. Los diagramas Voronoi fueron centrales en el estudio de la geometría mediada por sistemas computacionales y se los considera una herramienta fundamental en la construcción definida a partir de un sistema de puntos.

“[…] Voronoi diagrams arise in nature in various situations. Indeed, several natural processes can be used to define particular classes of Voronoi diagrams. Human intuition is often guided by visual perception. If one sees an underlying structure, the whole situation may be understood at a higher level. Second, Voronoi diagrams have interesting and surprising mathematical properties; for instance, they are related to many well-known geometrical structures.” [2]

Imagen 01. Estructura Voronoi 3D colgante instalada en FADU, Primer Plano

Este proyecto expone las complejidades de la forma y la variabilidad en el eje del mass customization (personalización en masa) que implica que cada pieza del conjunto tiene dimensiones y formas variables, lo cual requiere de una máxima precisión y cuidado en el proceso de documentación, fabricación y ensamblaje. Apoyados en el diseño por algoritmos generativos se construyó la geometría del Voronoi 3D, y se establecieron los procedimientos de despiece y codificación de cada una de las piezas que componen los módulos individuales. De esta manera cada elemento es rigurosamente identificado para su posterior montaje de manera correcta.

Imagen 02. Fragmento del modelo en Grasshopper / Despiece y organización de las placas para el corte con CNC

Cada pieza se produjo mediante la técnica de fabricación digital, utilizando un equipo de corte CNC, Computer Numerical Control (Control Numérico Computarizado) que generó los cortes de las placas de MDF por medio de la fabricación directa de archivos digitales. El término File to Factory (del archivo a la fábrica) hace referencia al concepto de fabricación digital donde se acortan los procesos de producción de cualquier objeto, abriendo la posibilidad de que una pieza pueda ser producida en un equipo de CNC, directamente desde un archivo de dibujo digital, sin pasar por la interpretación de planos por parte de un operario o constructor. Dichas tecnologías están asociadas a cortes, plegados, corte por láser, impresión 3D, entre otras posibilidades.

Consideramos que este proyecto logró exponer, no solo las ventajas del diseño computacional y la fabricación digital, sino que cuestiona y pone en crisis la manera tradicional de interpretar los proyectos al momento de su producción, construcción y fabricación.

El hecho de trabajar con piezas completamente diferentes entre sí, personalizadas y diferenciadas a partir de formas y medidas particulares, pone de manifiesto la imposibilidad de producirlo de manera tradicional: sería necesario generar planos, vistas y cortes individuales en un proceso muy extenso.

El proceso de diseño digital programado permite mantener un criterio de orden de las diferentes piezas y elementos que componen la estructura, así como permite su correcta identificación para su construcción. De esta manera, cada pieza es grabada en su proceso de fabricación con su propio código, que luego, será de apoyo necesario en el proceso de ensamblaje. Esto resulta en un proceso de producción más fácil y sencilla, sin la posibilidad de interpretaciones erróneas a partir de los planos constructivos.

Proyecto de Biodiseño (2018). BioDesign, Analysis and designing from the Nano to Macro scale

Biotechnology is expanding in different areas and in the past years has also reached different fields as architecture, design and engineering of materials. Bio Design proposals are growing rapidly not only as experimental projects, but also as innovative sustainability projects. During the Biodesign classes in the MAEDI course, in collaboration with the Faculty of Exact and Natural Sciences^[1], students were focused on the analysis and observation of petri dish cultive. They were inspired by the microscope analysis of the nanoscale living organism growing into it. The goal was to create a proposal for ecological materials, structures or concepts in architecture, design or visual arts, expressed by a Macro scale project. Divided into groups, students had performed different experiments from a basic recipe to the desired result.

The investigation was focused on growing bacterias, fungi, algae and also to interact with it and modify their natural growth with external tools that guided the theme Bio Creation in natural patterns and structures. The results include wide themes and industries, from Fashion and video mapping or virtual reality gaming to urban architecture and playful design for children education. The results encompass various sectors including Fashion, video mapping, virtual reality gaming, urban architecture and playful design for children education.

Imagnen 03. A) Proyecto Fungo; B) Proyecto Bacterial Constellations; C) Proyecto Petricity; D) Proyecto Living Communication Technologies; E) Proyecto 0.4mmxH; F) Proyecto Petri PLanet

FUNGO. Biodynamic proposal, developed with parametric design software to analyze and emulate the morphology and growth rate patterns of the fungi spores, as elements that will redefine the final piece. Exploring wearables as symbiotic corporal extension and biomaterials in the fashion industry, Fungo project works as a petri dish extrapolation, using the digital fabrication to create a fungi culture case to simulate body extensions. Since it was initially conceived as a face accessory, the strain selected was pycnoporus sanguineus, because of its skin benefits and intense color.

BACTERIAL CONSTELLATIONS. Rethinking coexistence among living organisms from a holistic perspective. Using different scales to discover a self-body bacterial dimension with an educational ludic device. The kit includes magnifier lenses, color filters, agar petri dishes and lamps to explore and get inside micro constellations that live in our body.

PETRICITY. Exploring spatial configuration of living environments, with individual captures of time and space. Every PetriCity has the main elements of node connectivity and system attractors of an urban plot drafted, on behalf of replicating existing cities on a microscale. Users introduce their samples into the petri dish, as a personal memento, revealing particular morphologies and growth patterns, determined by wires representing the urban plot, the variety of fungi and bacterial colonies of the sample and their interaction.

LIVING COMMUNICATION TECHNOLOGIES. Microalgae behavior study for further biomaterial proposals. A digital microscope recorded the algae slow movements, to analyze reactions to sound and light stimuli. The team designed a digital kaleidoscope video art, inspired by a fractal morphology composition pattern.

PROJECT 0.4mmxH. Fungi and op art inspiration for an interactive video mapping installation project, retrieving and enlarging microorganisms with a morphology pixel synthesis proposal. The projection surface was a biodynamic textured element, made of a white fungus strain culture that could grow or get extinguished along time. At the end of the exhibition, the fungi screen can be reused or biodegraded.

PETRI PLANET. Exploring spaces inside fungi and bacterial colonies, through a first-person video game. The team analyzed and 3d scanned the cultured petri dishes with photogrammetry software to recreate different topographies that determined the difficulty of exploration levels. Virtual reality immersive systems enabled the users to actively experience the scale exchange between humans and microorganisms.

^[1] Universidad de Buenos Aires, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN)

Creditos Proyectos Voronoi 3D (2018)

Las diferentes piezas del Voronoi 3D fueron producidas en el espacio de TaMaCo/cheLA, y la estructura, iluminada por dentro, fue montada en el patio central de la FADU y permaneció allí durante el lapso de 6 meses. Diseño Paramétrico: Arq. Arturo De La Fuente; Taller Experimental: Arq. Francesco Milano, DI Karen Antorveza (TaMaCo).

Link a la documentación del proyecto: maedi.com.ar/maedi-voronoi3d/

Creditos Proyectos de Biodiseño (2018)

Biodiseño: Arq. Ilaria La Manna, DI Jimena Califfa. Laboratorio de Fisiología de Proteínas: Dr. Dr. Diego U. Ferreiro, Lic. A. Brenda Guzovsky, Lic. David Palomino Salcedo; Laboratorio Limnología: Dra Irina Izaguirre; Dpto. Biodiversidad y Biología Experimental: Dra Ángela Juárez; Laboratorio de Micología Experimental Instituto de Micología y Botánica (INMIBO-CONICET): Leonardo Matias Majul. Proyecto 0.4mmxH: Solana Sierra, Monica Sanchez, Marcela Ciccone, Mariela Alvarado, Ricardo Rodriguez; Proyecto Constelaciones Bacterianas: Tatiana Cuoco, Juan Gagliano, Laura Garzón, Diego Morales, Edgardo Rojas; Proyecto Tecnologías de comunicación vivas: Valeria Gusso, Vanina Pappacena, Paula Merialdo, Liliana Montañez, Ignacio Garcia; Proyecto PetriCity: Miguel Angel Angeleri, Rafael Jiemenez, Natalia Kong Yi, Juan Odriozola; Proyecto Planeta Petri: Maria Sofia Piantanida, Florencia Berenguer, Mariano Ramis, Marianela Benitez Mingrone; Proyecto Fungo: Bernardo Nóbrega, Romina Nales, Yecid Murillo, Francisco Hesayne, Belén González Tello.

Link a la documentación del proyecto: maedi.com.ar/maedi-biodiseno/

References

Fortune, S.(1995), Voronoi Diagrams and Delaunay Triangulations.

https://doi.org/10.1142/9789812831699_0007

Aurenhammer, F. (1991) Voronoi diagrams—a survey of a fundamental geometric data structure. ACM Computing SurveysSeptember 1991 https://doi.org/10.1145/116873.116880

Shamost, M. I., Hoey D. (1975) Department of Computer Science, Yale University, New Haven, Connecticut 06520

Tedeschi, A. (2014) AAD:Algorithms-Aided Design. Parametric Strategies using Grasshopper. Le Penseur Publisher

Myers, William. (2012) Biodesign: nature + Science + Creativity. Publisher: The Museum of Modern Art, New York

Yang H.Y., Zhanfeng C. (2020) Bio-Design and Manufacturing. Volume 3, Issue 3, September 2020. In Vitro Tissue Models. Zhejiang University Press. Springer.

Disponible en: https://www.springer.com/journal/42242 [30 octubre 2020]

Zenios S., Makower J., Yock P. Brinton T.J., Kumar U.N., Denend L., Krummel T.M. (2009) Biodesign, The process of Innovating Medical Technologies. Cambridge University Press.

Golla E., (2011, September 2) Mysophobia: Mainstream Culture. Petri Dish Book. The Paper Chipmunk Press. Disponible en: https://paperchipmunk.com/?p=727 [30 octubre 2020]