營建自動化、用機器人構築藝術,ROSO是火星上的建築學家

建築有多少可能性?又需要多少想像力?在「ROSO機器人建造實驗室」中,透過新新數位實驗,構築各種師法大自然的無限想像。結合AI(人工智慧)來轉譯成為不可思議的空間藝術,從設計到施工追求營建自動化,未來透過3D列印房子、到火星建築,也許都不再是夢想。

《珊弧.山瑚》於2021屏東落山風藝術季展出,榮獲「2022第六屆ADA新銳建築獎」佳作。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio
《珊弧.山瑚》於2021屏東落山風藝術季展出,榮獲「2022第六屆ADA新銳建築獎」佳作。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio

1920年,捷克作家卡雷爾‧恰佩克(Karel Čapek)(1890~1938)創造「robot」(機器人)這個字時,應該想不到一百多年後,它的模樣與功能已發展到這般程度。「ROSO機器人建造實驗室」(註)的創辦人之一,逢甲大學建築學院助理教授盛郁庭更說,如果某一天真有人到火星去,需要團隊在那裡幫大家蓋房子時,會想到台灣的ROSO,他們研發的機器人與工法,就可以派上用場,協助人類在那麼嚴峻、辛苦的戶外環境達成建築任務。

ROSO機器人建造實驗室創辦人之一,逢甲大學建築學院助理教授盛郁庭。圖/ROSO機器人建造實驗室
ROSO機器人建造實驗室創辦人之一,逢甲大學建築學院助理教授盛郁庭。圖/ROSO機器人建造實驗室

請別以為她天真,以ROSO現階段的眾機器人(廣義涵蓋機器手臂)為例,營建工事中的水泥粉光、噴漆等平面作業早已能輕鬆完成,同等級的施作品質人工則得花兩倍時間。3D列印的材料也很多元,包括水泥、PETG(聚對苯二甲酸乙二醇,質感類似玻璃),連鬆餅他們都曾以小型機器人「Kuka」(酷卡)列印成功,不只可以準確控制圖案,口感也非常到位了。

泡沫3D列印,圖為ROSO機器人建造實驗室創辦人之一王識源。圖/ROSO機器人建造實驗室
泡沫3D列印,圖為ROSO機器人建造實驗室創辦人之一王識源。圖/ROSO機器人建造實驗室

水泥、鬆餅、泡泡皆可3D列印,突破建築的想像力

盛郁庭與實驗室另一位創辦人,陽明交通大學建築研究所助理教授王識源,在瑞士聯邦理工學院(Eidgenössische Technische Hochschule)建築研究所念書期間,甚至印過泡泡、以機器為金屬氣球充氣……。

這些瘋狂又帶點調皮的點子,看似與構築還有點距離。但藉著號召不想被關在建築、科技與藝術窠臼的各路新生代人才,攜手在藝術領域、建築景觀界、建材展等場所持續練功,ROSO最想挑戰之「建築的想像力」與「建造的可能性」,正在點點滴滴突圍中。

《逐雲》(又名「疊舞竹曲」),是「2022構竹林鐵新銳建築展」作品之一。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio
《逐雲》(又名「疊舞竹曲」),是「2022構竹林鐵新銳建築展」作品之一。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio

譬如他們位於嘉義市北門車站車庫園區的《逐雲》(又名「疊舞竹曲」),是「2022構竹林鐵新銳建築展」作品之一。它是半開放的竹屋沒錯,但高達五公尺的空間找不到梁與柱,而是由170片形狀不同的竹片,以類似立體拼圖的模式卡扣而成。

免擔心僅薄五公厘的單片竹片會折斷,這是不可能的,因為其中已加進玻璃纖維,一個人站上竹片都沒問題,整體造型與結構也由電腦運算與結構技師精算過。擁護原始竹作的人或會質疑,這還叫竹建築嗎?但天然的竹材,正是得由如ROSO般的創新團隊融入當代建築元素,傳統竹構才得以用新風情延續。

高達五公尺的空間找不到梁與柱,而是由170片形狀不同的竹片拼接而成。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio
高達五公尺的空間找不到梁與柱,而是由170片形狀不同的竹片拼接而成。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio

大自然藏著結構密碼,結合AI從設計到製造一手包辦

更特別的是,《逐雲》是由ROSO成員從製作竹片、計畫工序開始,直到自己施工。與純作設計之事務所不同之處,盛郁庭表示:「我們想挑戰,從建築設計端到製造端都結合在一起。」

老實說在當今的台灣建築業,每到了營造階段,仍常聽見傳統師傅說:「沒人這樣做啦!」設計者長年被潑冰水,久而久之破格的想法也自我審核不再提出了,創意就這樣逐漸放水流。

ROSO不希望陷入負面迴圈,而要從頭到尾都能掌控過程,因此包括營建層面的大小事,他們也一起動手。尤其他們作品的造型不愛走乖乖牌路線,如果不自己在製造端與設計端兩頭來回調整、磨合,一般營造商幾乎很難、也不會願意幫他們蓋出來。

ROSO在「2023浪漫台三線」的作品《圳廳》,以「圳河」為「客廳」的設計概念,重新認識水的千漾姿態。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio
ROSO在「2023浪漫台三線」的作品《圳廳》,以「圳河」為「客廳」的設計概念,重新認識水的千漾姿態。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio

此外,別看王識源、盛郁庭和夥伴的創作工具高度數位化,整天與電腦程式為伍,相當「理工」,其實他們滿喜歡在發想時師法大自然。水滴、樹木、葉片、蜻蜓、蝴蝶、螞蟻、羽毛、珊瑚、蒲公英……, 都藏著幾何與結構密碼,等著他們感性地再詮釋。但ROSO並非僅僅具象重現自然,而是偏好結合AI(人工智慧)來轉譯其為空間藝術。

盛郁庭以摺紙來比喻,手工摺紙到第十次人腦還能想像,如果用電腦來模擬摺紙到成百成千次,就非常難預知結果了。設計師其實可以不設限,與數位工具互動、設定想要的條件,再從電腦回饋的眾多天馬行空樣式中,精選最想發展的數種來繼續創作。這也是王識源之所以說,他們將電腦視為partner(夥伴)的原因。

大自然藏著幾何與結構密碼,ROSO結合AI來轉譯其為空間藝術。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio
大自然藏著幾何與結構密碼,ROSO結合AI來轉譯其為空間藝術。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio

透過數位工具傳承工藝,機器人預鑄工法加速施作

關於超高速進化的AI,ROSO不但一點也不懼怕,更選擇與它共舞。同時ROSO也貢獻了才智,讓AI更聰明了。

加上,機器人學習、累積的製造能力畢竟比人穩定,況且人總是會疲累,盛郁庭認為,何不將他們所做的事視為構築工藝的傳承,只是主要以數位的管道傳播,「電腦有機會學得更快,甚至有更多的可能。」

以ROSO近期在高雄市美濃運動中心景觀案中的街道家具作品──「韻水慢漫」來說,其造型源自水暈開的樣態。那非直線的線條很不好施工,但這是ROSO故意的,他們還進一步設定建材是水泥。

高雄市美濃運動中心景觀案中的街道家具作品《韻水慢漫》,非直線的線條很具施工挑戰性。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio
高雄市美濃運動中心景觀案中的街道家具作品韻水慢漫,非直線的線條很具施工挑戰性。圖/ROSO機器人建造實驗室、攝影/定影影像工作室 FIXER Photographic Studio

因為若以釘模板、彎鋼筋、再灌漿的方式來做,將會非常耗時耗工且不一定到位。ROSO的預鑄工法剛好能對比,在位於台中市逢甲大學建築系的實驗室,先以大型機器手臂3D列印好一顆一顆、設計到乾得夠快的水泥組件,再運至作品現場,平均兩天就能組裝一座。

《藝術很有事》節目團隊在美濃施工現場採訪時,還親眼見到貨車載來一顆水泥組件。原來組裝團隊前一天發現有顆組件有點瑕疵,實驗室隨即立刻補印那一顆,隔天就送來了。

營建自動化構築藝術,列印房子、到火星建築不是夢

所以這一景觀案的合作建築師趙建銘說,這次構築要談的,其實是營建自動化。在建築界工作多年的他,深知現在營造商的痛點,缺工、缺料、年輕人不願意加入,必需及早為建築的未來打算。這正是他欣賞ROSO的原因,他也正在邀請志同道合的機械手臂業者、學界、營建業與建築師,籌組聯盟共同打拼。ROSO打造的機器人「黑武士2.0」亦已正式進入建案工地實作中,沒在玩假的。

將來列印房子、到火星建築也許不再是夢想。圖/ROSO機器人建造實驗室
將來列印房子、到火星建築也許不再是夢想。圖/ROSO機器人建造實驗室

而就在《藝術很有事》「新新數位構築藝術──ROSO機器人建造實驗室」這支影片播出沒幾天,王識源與盛郁庭傳來了新拍的照片:他們的3D列印水泥技術,前幾天已經做到印出比人還高的柱子。將來列印房子、到火星建築,也許不在我們這一代,但ROSO踏出了地球上的第一步。

註:ROSO是robotic solution的縮寫。

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作者:馬萱人
責任編輯:陳逸雯
核稿編輯:吳小瑾
出刊日期:2023.12.07

馬萱人

曾任廣告、唱片公司文案,出版社編輯,《遠見》、《商業周刊》、《天下雜誌》(微笑台灣)、《TO’GO旅遊情報》記者,藝術工作室企劃,《絕色布拉格》、《在田中央》(合著)等書作者與編輯。現為自由工作者,在《藝術很有事》企劃的影片除了ROSO篇,還有新銳建築專輯、「疊加時間的歷史建築」、「再生歷史航照的黃同弘」等篇。