IL CORPO FISICO DELL'ARCHITETTURA INTERATTIVA - AGATHÓN | International Journal of ...
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ARCHITECTURE
AGATHÓN – International Journal of Architecture, Art and Design | n. 10 | 2021 | pp. 76-83
ISSN print: 2464-9309 – ISSN online: 2532-683X | doi.org/10.19229/2464-9309/1072021
ESSAYS & VIEWPOINT
IL CORPO FISICO
DELL’ARCHITETTURA INTERATTIVA
Approcci scenario-based e generativo
THE BODY OF
INTERACTIVE ARCHITECTURE
Scenario-based and generative approaches
Bianca Andaloro
ABSTRACT
La complessità della realtà, insieme fisica e virtuale, nella quale siamo immersi richiede
una riflessione su come realizzare una integrazione tra il mondo del digitale e l’architet-
tura contemporanea. In particolare, l’articolo intende esplorare il modo in cui le informa-
zioni virtuali possano divenire materie progettuali, intervenendo anche sui caratteri spa-
ziali e formali del costruito. Pertanto si tratteranno due diversi approcci nelle architetture
interattive, uno scenario-based e un altro generativo, capaci di stabilire i confini fisici
della relazione tra architettura e informazioni. Jade Eco Park, Translated Geometries e
One Ocean Pavilion offrono una diversa chiave di lettura del rapporto tra uomo, edificio
e ambiente circostante, in una relazione meta-testuale tra fisico e virtuale che richiama
l’architettura contemporanea a una riflessione sulle potenzialità di questo fenomeno.
The complexity of reality, both physical and virtual, in which we are immersed requires
a reflection on how to achieve integration between the digital world and contemporary
architecture. In particular, the article intends to explore the way in which virtual infor-
mation can become design material, also intervening on the spatial and formal charac-
teristics of the built environment. Therefore, two different approaches in interactive ar-
chitectures will be discussed, one scenario-based and the other generative, capable
of establishing the physical boundaries of the relationship between architecture and in-
formation. Jade Eco Park, Translated Geometries and One Ocean Pavilion offer a dif-
ferent key to interpreting the relationship between man, building and surrounding envi-
ronment, in a meta-textual relationship between the physical and the virtual that calls
contemporary architecture to reflect on the potential of this phenomenon.
KEYWORDS
architettura interattiva, adattiva, resiliente, big data, informazioni
interactive, adaptive, resilient architecture, big data, information
Bianca Andaloro, Architect and PhD Candidate in Architectural Planning at the Uni-
versity of Palermo (Italy), has been a member of the In_Fra lab Research Unit since
2016. Her research focuses on resilience through adaptive architecture and digital
systems. Mob. +39 347/57.15.617 | E-mail: bianca.andaloro@unipa.it
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Nel 1995 Nicholas Negroponte scrisse «Com- architettonici, definendo così costruzioni insie- valore epistemologico dei dati, le maggiori com-
puting is not about computers any more. It is me fisiche e virtuali. In particolare, risulta interes- pagnie attive sul mercato (tra le più influenti Goo-
about living» (Negroponte, 1995, p. 6) in un vo- sante riflettere sui caratteri di multi-matericità gle, Apple, Alphabet e Microsoft) hanno nel cor-
lume che per molti versi anticipò lo sviluppo tec- (attraverso l’uso di dati o processi di realtà vir- so degli ultimi decenni implementato i loro siste-
nologico degli anni successivi, a metà tra la vi- tuale), multi-temporalità (prevedendo spazi ac- mi di raccolta, stoccaggio ed elaborazione dati
sione e l’attuale ricerca del Media Lab del MIT, cessibili fisicamente e/o remotamente e in diver- per mettere a sistema dispositivi differenti tra loro
con cui l’informatico statunitense sosteneva la si momenti del giorno) e multi-scalarità (dettata (Fox, 2016). Alla base di questa tecnologia, che
possibilità di integrare i sistemi digitali all’archi- dalla necessità di costituire un sistema comples- mira dunque a soddisfare i bisogni degli utenti o
tettura, fiducioso in una quasi perfetta corri- so che funziona grazie alla relazione tra elementi degli ambienti coinvolti, vi è il concetto di interat-
spondenza tra atomi e bit. E in effetti oggi il digi- compresi tra le scale nano e macro). tività, di scambio cioè di informazioni tra un di-
tale non riguarda più esclusivamente l’informati- A tal fine, l’articolo si propone di approfondi- spositivo e un utente e viceversa, in una relazione
ca ma è fortemente integrato al quotidiano, al re l’architettura interattiva come il risultato, dal duale che può prefigurare condizioni di appren-
confine tra il mondo fisico e quello virtuale. La potenziale in continua espansione, di una stretta dimento (d’Estrée Sterk, 2006). Sfruttare un tale
complessità del digitale ha infatti messo in atto interrelazione tra architettura e tecnologica. At- avanzamento tecnologico anche in ambito ar-
negli anni una trasformazione silente e rapida, a traversando brevemente i due temi cardine di chitettonico può avere importanti ripercussioni
vantaggio di una interrelazione tra aspetti in con- questa architettura, la centralità dei dati nel per- sul modo di pensare e realizzare il progetto, co-
tinuo cambiamento: il mondo contemporaneo si corso euristico e l’interazione come occasione me è già stato dimostrato a partire dalle prime
presenta così insieme ubiquo e iperlocale, inter- per sviluppare relazioni tra l’edificio, l’ambiente e sperimentazioni cibernetiche e come si verifica
connesso e individuale, digitale, fisico e virtuale. l’utente, si prenderanno in esame alcuni casi oggi attraverso i più recenti sistemi informatici,
L’architettura ha inoltre con il digitale un rappor- studio esemplari che mettono in evidenza le po- estratti dal mondo della computazione digitale e
to di convivenza consolidato già a partire dalle tenzialità e i limiti di questo approccio. Infatti, adottati nei processi progettuali3. La problemati-
teorizzazioni di Norbert Wiener (1948) sulla ne- questa trasformazione, ancora in atto, si basa ca che l’architettura contemporanea è oggi chia-
cessità di una sintesi tra biologia, neurofisica, sulla centralità del ruolo dei dati, captati ed estratti mata ad affrontare è dunque quella di individuare
teorie informazionali e strumenti matematici e dal mondo circostante (dall’ambiente, dalle per- un modo per integrare questa grande mole di
poi con la successiva formalizzazione della ca- sone, dai dispositivi) e sui relativi limiti e aspetti dati nel percorso vitale dell’edificio e di renderla
pacità dell’architettura di acquisire i processi di- potenziali; allo stesso tempo, si ritiene possibile performante per il suo funzionamento, in un con-
gitali (Negroponte, 1995) che in un primo mo- rendere i dati una materia altra da sé, insieme testo ibrido, fisico e virtuale.
mento ha dato luogo a esperimenti cibernetici. elemento di comprensione della realtà e materia
Le recenti innovazioni in materia di intelligen- architettonica. Interazione come relazione | La ricerca di una
za artificiale e robotica inoltre, elementi mancan- più complessa relazione tra l’uomo, l’edificio e
ti per una piena comprensione della complessità Il ruolo dei dati | Elementi di controllo e monito- l’ambiente include anche la progettazione di
prefigurata dall’informatico statunitense (d’E- raggio della realtà fisica nella quale viviamo, i dati un’architettura capace di confrontarsi (in maniera
strée Sterck, 2005), connotano un sempre mag- costituiscono uno specchio della società e dei attiva o passiva) con le sollecitazioni ricevute dal-
giore interesse per l’integrazione tra architettura suoi bisogni (Picon, 2010). Oggi la raccolta dei l’esterno; in questa ottica, l’architettura interattiva
e tecnologia, nella prefigurazione di scenari spe- dati biometrici, ambientali e di movimento acco- risulta un vettore di ricerca trainante per l’indivi-
culativi sui modi dell’abitare del prossimo futuro. muna la gran parte dei dispositivi quotidiani, in duazione di nuove possibili relazioni fisiche e vir-
Il valore aggiunto che l’attuale ricerca progettua- cambio di una maggiore performatività la quale tuali (Hespanhol et alii, 2017). L’interazione non
le apporta però risiede nell’interesse per l’identi- sembra assecondare i bisogni dell’utente: in che va intesa limitatamente al singolo rapporto uomo-
ficazione di sistemi che siano complessi e inter- modo può dunque l’architettura servirsi di que- dispositivo/ambiente/edificio, ma in una visione
connessi, lontani dalla frammentazione della re- sto impalcato così vasto ed eterogeneo? A fron- più ampia che include un ecosistema di oggetti,
lazione tra architettura e tecnologia per settore te di un largo uso dei dati nella progettazione ur- ambienti ed edifici interconnessi tra di loro in un
rilevata da Sigfried Giedion (1948) all’inizio degli bana di tipo parametrico, che evidenzia la conti- unico ecosistema (Fox, 2016). Pertanto, proget-
anni Cinquanta del Novecento1. La sua lettura si nuità del rapporto tra i sistemi di progettazione tare un tale complesso sistema di relazioni rende
fonda infatti principalmente sulla comprensione digitali e le tecnologie più avanzate, per com- necessario comprendere quale ruolo esse pos-
della ‘anonymous history’, tralasciando, senza prendere in che modo essi possano costituire sano ricoprire nel progetto architettonico, defi-
intenzionalità dichiarata ma piuttosto per una un elemento centrale nella progettazione archi- nendo in questo modo il loro corrispondente cor-
mancanza di visione, l’insieme collettivo che og- tettonica è fondamentale capire qual è il loro ap- po fisico: possono essere usati come informazio-
gi si rivela centrale.2 porto in termini epistemologici. ni in continuo aggiornamento oppure in combina-
Alla repentina evoluzione tecnologica che si Ackoff (1989) e, in tempi più recenti, Kitchin zione tra di essi per produrre delle previsioni.
è susseguita negli ultimi decenni in fatto di mate- (2014) hanno affrontato la questione definendo i Sulla base di questa distinzione è possibile
riali e processi si deve giustapporre la conse- dati quali elementi grezzi, prodotto di un’astra- identificare due approcci differenti attraverso i
guente e sempre più rapida e diffusa produzione zione del mondo fisico in categorie (intese quali quali il progetto si esprime: il primo di tipo sce-
e accumulazione di dati (personali, collettivi e forme rappresentative, numeri, simboli, immagi- nario-based e il secondo di tipo generativo; il pri-
ambientali) che potremmo considerare come un ni, suoni, etc.), privi dunque di qualsiasi signifi- mo utilizza i dati raccolti a priori nell’ambiente
primo momento di astrazione della realtà fisica cato proprio, eppure entrambi riflettono sulla per determinare e stimare delle condizioni tipi-
nella quale viviamo (Kitchin, 2014). La Quarta Ri- centralità dei dati stessi e sul ruolo che essi rico- che o ricorrenti in un determinato luogo o in una
voluzione di cui parla Floridi, introducendo il ter- prono nel percorso verso la conoscenza. Il ruolo specifica circostanza: degli scenari appunto, per
mine di uomo ‘inforg’ e il concetto di ‘infosfera’ dei dati è centrale al giorno d’oggi proprio nel elaborare un numero specifico di potenziali con-
(Floridi, 2020), chiarisce la tensione dell’uomo percorso di conoscenza che l’uomo applica per figurazioni spaziali o ambientali. Questo approc-
verso una realtà governata dall’informazione, in comprendere (eco)sistemi estranei ed eteroge- cio permette la progettazione di un sistema inte-
cui la capacità di fare è diventata superiore a nei. Se si comprende dunque il passaggio da rattivo di facile sviluppo (grazie alla facilità di re-
quella di prevedere gli effetti delle proprie azioni dati a informazioni, da significante a significato perimento di molti dati, soprattutto ambientali) e
(Galimberti, 2011). Con l’introduzione e il perfe- (includendo anche la possibilità di fare uso di da- di verifica tramite processi di feedback loop du-
zionamento dell’automazione, l’informatica ha tabase capaci di definire cluster di informazioni), rante l’intera fase di progettazione e messa in
inoltre introdotto la possibilità di sviluppare pro- allora si potranno definire ‘dati con uno scopo’ opera del progetto (Rosson and Carroll, 2002). Il
tocolli secondo regole e principi propri della anche come elementi costitutivi del progetto di secondo approccio invece prevede l’utilizzo di
scienza informatica, trasformandoli in informa- architettura (Fig. 1) e l’astrazione dei fenomeni dati captati, elaborati e trasmessi in tempo reale
zioni e azioni progettuali. In questa ottica, è pos- naturali della realtà fisica diventa dato da elabo- tra i sistemi di input e output dell’edificio; in que-
sibile affermare che la trasposizione in architet- rare per essere interpretato e produrre cono- sto modo non è possibile determinare a priori
tura di questi elementi propri del digitale ha con- scenza (Kitchin, 2014). delle condizioni attese, ma soltanto dei vincoli
tribuito a modificare, alterandoli, alcuni caratteri È necessario evidenziare come, al di là del che permettono all’edificio di rispondere agli sti-
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le condizioni climatiche contingenti come moto- ma l’ambiente marino cui la città è strettamente
re di definizione formale della forma architetto- legata anche attraverso la scelta di un sistema di
nica4, attraverso la progettazione meteorologi- lamelle mobili, poste sulla facciata principale
ca 5, l’architetto svizzero Philippe Rahm offre dell’edificio (Fig. 7), la cui realizzazione in poli-
un interessante esempio di applicazione dell’ap- meri rinforzati con fibre di vetro è frutto di una
proccio interattivo scenario-based. In particola- collaborazione con l’Università ITKE di Stoccar-
re, con il Jade Eco Park, progetto paesaggistico da, nell’ambito di una ricerca congiunta sull’ap-
e architettonico per un parco di 70 ettari sul sito plicazione di meccanismi biologici alla scala ar-
del vecchio aeroporto dell’isola di Taiwan. Per chitettonica9. Il sistema di facciata, realizzato at-
offrire una soluzione al clima tropicale umido del- traverso modellazione parametrica, permette
la regione di Taichung, così come all’alto tasso di un miglioramento delle condizioni di ventilazione
umidità dell’area fortemente urbanizzata, il pro- e raffrescamento interno grazie al movimento
getto del Jade Eco park mira a ricreare degli spa- delle lamelle, collegate tramite un sistema infor-
zi aperti dove queste condizioni critiche risul- matico a degli attuatori. Come in un paradigma
tino attenuate, a favore di un migliore confort swarm (Oosterhuis, 2006), ogni lamella è colle-
dei visitatori: la problematica ambientale, il cli- gata individualmente a un attuatore, così che il
ma in questo caso, diventa così il punto di vista sistema possa agire su un singolo elemento o
determinante del progetto e il cuore delle ela- sull’intera facciata. Gli attuatori, posti alle estre-
borazioni computazionali necessarie per la sua mità degli elementi, rispondono al variare della
realizzazione. temperatura esterna e dei venti cui l’edificio è
Grazie a un sistema di simulazione fluidodi- particolarmente esposto, modificandone l’aper-
namica computazionale (CFD) è stato infatti pos- tura, l’inclinazione e la rotazione per un migliore
sibile elaborare tre mappature a gradazione comfort interno (Figg. 8, 9).
dell’intera area basati su specifici parametri: le Un altro esempio di questo approccio è Trans-
zone calde, le zone umide e quelle inquinate lated Geometries, progetto sperimentale elabo-
(Figg. 3-5). In questo modo i dati rilevati forni- rato all’interno dell’Institute for Advanced Archi-
scono tre differenti visioni del sito di progetto, tecture of Catalonia (IAAC) nel 2014; realizzato
elaborate a partire da dati rilevati in condizioni ri- attraverso prototipi di diversa scala, il sistema
correnti. Dalla sovrapposizione delle tre elabo- adattivo progettato utilizza uno schema modu-
razioni, risultante in una spazialità inedita e ca- lare che richiama i lavori dell’artista Ron Resch10
Fig. 1 | Structure of the human mind in the knowledge suale, è possibile determinare i dispositivi archi- per definire un sistema capace di modificare la
process (source: Ackoff, 1989). tettonici e naturali capaci di modificare la perce- sua forma sulla base di sollecitazioni esterne
Fig. 2 | Blur Building (2002) in Yverdon-les-Bains by zione delle condizioni climatiche a beneficio dei quali calore, umidità e illuminazione. Il sistema,
Diller and Scoficio (source: dsrny.com). visitatori (Fig. 6). Si determina in questo modo proposto sia come elemento verticale (facciata)
una relazione indiretta tra il progetto e l’ambien- sia come elemento orizzontale (copertura), ma
te circostante, tale definire specifici dispositivi più genericamente come involucro, è composto
moli ricevuti. Facendo inoltre uso delle più re- spaziali, siano essi costruiti o naturali. Tali dispo- da un reticolo strutturale in SMP (Shape Me-
centi tecnologie di Learning Machine l’edificio sitivi si articolano in tre categorie e forniscono mory Polymer) al quale sono ancorati degli at-
sarebbe in grado di comprendere i dati ricevuti e lungo tutta l’estensione del parco, nei punti più tuatori capaci di innescare meccanismi di espan-
imparare dagli scenari precedenti. critici, una soluzione migliorativa in termini di sione e compressione in base alle informazioni
I paragrafi che seguono mostreranno i limiti e raffrescamento6, deumidificazione7 e disinqui- rilevate (Figg. 10, 11). Il progetto, ispirato alle ri-
le potenzialità dei due approcci progettuali attra- namento8. Attraverso l’approccio scenario-ba- cerche sui materiali shape-shifting del MIT11 ha
verso degli esempi realizzati o in fase di prototi- sed dunque il dato virtuale diventa strumento di ulteriormente testato le potenzialità del sistema
pazione, per comprendere quali implicazioni in progettazione che definisce una serie di dispo- di essere costituito da reticoli singolarmente au-
termini fisico-spaziali (coinvolgendo forma, posi- sitivi climatici (Philippe Rahm Architectes, 2017) tonomi (Fig. 12), capaci di modificare l’involucro
zione e proprietà fisiche) l’architettura interattiva che intervengono sulle condizioni esistenti, mo- nelle sue singole parti o nella sua totalità.
(o responsiva o adattiva) possa generare. dificandole. Entrambi questi esempi mostrano le poten-
zialità di un sistema generativo che fa uso di dati
Progettare scenari possibili | Un primo em- Progettare l’aleatorio | La progettazione gene- reali in costante aggiornamento nella definizione
brionale esempio dell’approccio scenario-based rativa, come anticipato, mostra il suo carattere non tanto di singoli elementi tecnologici, quanto
va letto nelle sperimentazioni dello studio Diller di interattività già nel suo iniziale processo di de- piuttosto di diverse configurazioni spaziali che
and Scofidio, e in particolare nel Blur Building, finizione, attraverso l’uso di continue relazioni l’edificio può definire nell’interazione con i suoi
Padiglione per l’Expo02 di Yverdon-les-Bains rea- tra parametri e vincoli, capaci di generare solu- utenti e con l’ambiente esterno. Inserire i dati vir-
lizzato nel 2002, il primo edificio a dare consi- zioni formali e strutturali molto complesse. Il ruo- tuali nella progettazione dunque permette anco-
stenza fisica a una informazione virtuale (Fig. 2). lo del dato (nello specifico ambito dell’architet- ra una volta una più consapevole comprensione
Tramite la complessa rete di ugelli distribuiti lun- tura interattiva, rilevato dall’esterno) immesso del fenomeno naturale e la definizione di relazio-
go il perimetro dell’edificio, il sistema, che regola nel sistema è nuovamente centrale nel proces- ni spaziali inedite.
la connessione tra i sensori posti sul Lago Neu- so e può essere utilizzato sia nella sua forma
châtel e gli attuatori, traduce in vaporizzazioni statica che dinamica. In questo modo dunque Conclusioni | A partire dalla lettura degli esempi
acquee i dati captati circa il tasso di umidità dello non solo l’edificio è progettato per comprende- discussi è possibile comprendere in che modo
specchio d’acqua. Questi dati, elaborati in tem- re il dato reale, ma anche per comprenderlo at- una ricerca basata su una nuova relazione tra
po reale, definiscono la facciata dell’edificio che traverso sistemi di Machine Learning; in questo edificio, ambiente e utente possa oggi costituire
ne è appositamente sprovvisto, suggerendo un aspetto risiede il valore predittivo del proces- un elemento di rilievo nella progettazione della
cambio di prospettiva attorno al tema centrale so, che si presta alla progettazione di architet- contemporaneità. La complessità proposta dal-
del ‘guardare’; se i visitatori si aspettano di vede- ture capaci anche di adattarsi ai cambiamenti l’architettura interattiva, al limite tra il fisico e il di-
re qualcosa una volta giunti al Padiglione, quello dell’ambiente esterno (Antonini, 2019), impa- gitale, permette infatti di immaginare un cambio
che vedranno è ‘spectacularly (about) nothing’ rando da esso. di paradigma nel processo di elaborazione del
(Marotta, 2005), eppure saranno coscienti dei Un esempio di questo approccio è One Ocean progetto di architettura, anteponendo la perso-
cambiamenti ambientali del sito che li circonda. Pavilion, padiglione tematico progettato dallo nalizzazione alla standardizzazione e la variabi-
Qualche anno più tardi, ma all’interno di un fi- studio austriaco SOMA per l’Expo 2012 in Yeo- lità alla serialità, ma le condizioni, che al giorno
lone di ricerca che mette insieme l’architettura e su (Corea del Sud): l’edificio richiama nella for- d’oggi regolano i processi economici, generano
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la difficoltà di applicazione di questi sistemi alla terattivi per definire ‘nel progetto’ e ‘attraverso il es (Negroponte, 1995), which initially gave rise
grande scala. progetto’ nuove relazioni fisiche e virtuali. Agendo to cybernetic experiments.
Come dimostrano i casi citati, la progetta- dunque sulle invarianti architettoniche al fine di Recent innovations in the field of artificial in-
zione adattiva, identificata come l’evoluzione del- creare una relazione meta-testuale con il mondo telligence and robotics, missing elements for a
le varianti responsive e interattive (Elmokadem virtuale delle informazioni, si può rendere possi- full understanding of the complexity foreshad-
et alii, 2018), risulta ancora un ambito di esplo- bile una piena integrazione dell’edificio con si- owed by the American computer scientist (d’Es-
razione scientifica, a opera principalmente di stemi di larga scala: definendo la connessione trée Sterck, 2005), connote an increasing inter-
unità di ricerca tecnologicamente molto specia- tra il fisico e il virtuale, questa può costituire un est in the integration between architecture and
lizzate. A fronte di questo limite però, si rileva la elemento cardine per un consapevole avanza- technology, in the prefiguration of speculative sce-
grande facilità di distribuzione dei processi tec- mento di conoscenza a beneficio dell’uomo. narios on the ways of living in the near future. The
nologici attraverso sistemi spesso open source added value that current design research brings,
che rendono accessibili i software di sviluppo however, lies in the interest in identifying sys-
computazionale. Inoltre, la multi-matericità che i tems that are complex and interconnected, far
progetti interattivi mettono in pratica, giustifica In 1995, Nicholas Negroponte wrote «Comput- from the fragmentation of the relationship between
un continuo scambio di conoscenze tra ambiti ing is not about computers any more. It is about architecture and technology by sector noted by
di ricerca e prototipazione diversi tra loro (dove living» (Negroponte, 1995, p. 6) in a volume that Sigfried Giedion (1948) at the beginning of the
architettura, scienze, tecnologia ed etica convi- in many ways anticipated the technological de- 1950s1. His reading is in fact based mainly on
vono), rendendo possibile in un futuro prossimo velopment of the following years, somewhere the understanding of the ‘anonymous history’,
la diffusione alla grande scala di sistemi di pro- between the vision and the current research of leaving out, without any discernible intention
gettazione intereattiva, responsiva e adattiva. the MIT Media Lab. Negroponte argued that it but rather due to a lack of vision, the collective
La scelta poi di un approccio strutturato sulla was possible to integrate digital systems into ar- whole that today reveals itself to be central.2
base dell’utilizzo di dati pre-definiti (scenario-ba- chitecture, confident in an almost perfect corre- In addition to the rapid technological devel-
sed) o captati in tempo reale (predittivo, generati- spondence between atoms and bits. In fact, to- opment of materials and processes over the last
vo), permette l’applicazione dell’interattività alle day the digital world is no longer exclusively few decades, there is also the consequent and
diverse scale architettoniche, a partire dallo spa- about information technology, but is strongly in- increasingly rapid and widespread production
zio pubblico (ambito in cui essa è ampiamente tegrated into everyday life, on the borderline be- and accumulation of data (personal, collective
radicata) fino alla scala dell’edificio. Con questa tween the physical and virtual worlds. Over the and environmental), which could be considered
finalità inoltre si ritiene possibile prefigurare sena- years, the complexity of the digital world has in as a first state of abstraction of the physical real-
ri progettuali in cui l’architettura adattiva possa fact brought about a silent and rapid transfor- ity in which we live (Kitchin, 2014). The Fourth
assolvere allo scopo di progettare per fini resi- mation, to the benefit of an interrelationship be- Revolution of which Floridi speaks, introducing
lienti, fornendo un valido contributo ai coevi cam- tween constantly changing aspects: the con- the term ‘inforg’ man and the concept of ‘infos-
biamenti ambientali. temporary world is thus both ubiquitous and hy- phere’ (Floridi, 2020), clarifies the human ten-
In conclusione, la ricerca di una interazione perlocal, inter-connected and individual, digital, sion towards a reality governed by information,
tra edificio, ambiente esterno e utente, può co- physical and virtual. Furthermore, architecture where the ability to do has become superior to
stituire un potente strumento di conoscenza che has a well-established relationship with the digi- the ability to foresee the effects of one’s actions
il progetto può controllare e gestire, arricchen- tal since Norbert Wiener’s (1948) theories on the (Galimberti, 2011). With the introduction and re-
dosi di materiali digitali e processi computazio- need for a synthesis between biology, neuro- finement of automation, computer science has
nali. A partire dall’integrazione dei dati tra le ma- physics, information theories and mathematical also introduced the possibility of developing
terie architettoniche, è oggi compito dei proget- tools, and then with the later formalisation of the protocols according to the rules and principles
tisti sapere leggere le potenzialità dei sistemi in- ability of architecture to acquire digital process- of computer science, transforming them into in-
Figg. 3-5 | Mapping of natural and artificial cooling, dehumidification and antipollution
systems distributed along the area del Jade Eco Park in Taichung by Philippe Rahm,
2012-2016 (source: architecturalreview.com, 2017).
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ta as raw elements, the product of an abstraction
of the physical world into categories (understood
as representative forms, numbers, symbols, im-
ages, sounds, etc.), thus lacking any meaning of
their own. Yet they both reflect on the centrality
of data itself and the role it plays in the journey to-
wards knowledge. The role of data is central
nowadays precisely in the knowledge path that
man applies to understand foreign and hetero-
geneous (eco)systems. If one understands the
transition from data to information, from signifier
to signified (including the possibility of making
use of databases capable of defining information
clusters), then ‘data with a purpose’ can also be
defined as constituent elements of architectural
design (Fig. 1). The abstraction of natural phe-
nomena of physical reality, therefore, becomes
data to be processed in order to be interpreted
and produce knowledge (Kitchin, 2014).
It is necessary to highlight how, beyond the
epistemological value of data, the major compa-
nies active on the market (among the most influ-
ential Google, Apple, Alphabet and Microsoft)
have over the last decades implemented their
data collection, storage and processing sys-
tems to systemise different devices (Fox, 2016).
Underlying this technology, which thus aims to
meet the needs of the users or environments in-
volved, is the concept of interactivity, i.e. the ex-
change of information between a device and a
user and vice versa, in a dual relationship that
can prefigure learning conditions (d’Estrée Sterk,
2006). Exploiting such a technological advance-
ment also in the architectural field can have im-
portant repercussions on the way of thinking
and realizing the design, as it has already been
demonstrated starting from the first cybernetic
experiments and as it is verified today through
Fig. 6 | Overlapping of the three mappings for the final definition of the Jade Eco Park project (source: architecturalre- the most recent computer systems, extracted
view.com, 2017). from the world of digital computation and adopt-
Figg. 7-9 | Detail of the slats on the façade of One Ocean Pavilion (2012) in Yeosu by soma architects, and two of its dif- ed in the design processes3. The problem fac-
ferent configurations (source: transsolar.com, 2015; soma-architecture.com, 2015). ing contemporary architecture today is there-
fore that of identifying a way of integrating this
vast amount of data of data into the building’s
formation and design actions. From this point of the role of data, captured and extracted from the life cycle and making it perform well in a hybrid
view, it is possible to state that the transposition surrounding world (from the environment, from context, both physical and virtual.
of these digital elements into architecture has people, from devices) and its limits and potential
contributed to modifying and altering certain ar- aspects. At the same time, it is considered pos- Interaction as relation | The search for a more
chitectural features, thus defining constructions sible to make data a material other than itself, complex relationship between man, the building
that are both physical and virtual. In particular, it both an element of understanding reality and an and the environment also includes the design of
is interesting to reflect on the characteristics of architectural material. an architecture capable of dealing (actively or
multi-materiality (through the use of data or vir- passively) with the solicitations received from
tual reality processes), multi-temporality (provid- The role of data | Elements of control and mon- the outside. In this perspective, interactive ar-
ing spaces accessible physically and/or remote- itoring of the physical reality in which we live, da- chitecture is a leading research vector for the
ly and at different times of the day) and multi- ta constitute a mirror of society and its needs identification of new possible physical and virtu-
scalarity (driven by the need to constitute a com- (Picon, 2010). Today, the collection of biomet- al relationships (Hespanhol et alii, 2017). Inter-
plex system that operates thanks to the rela- ric, environmental and movement data is com- action should not be understood limited to the
tionship between elements on the nano and mon to most everyday devices, in exchange for single human-device/environment/building rela-
macro scales). greater performativity which seems to meet the tionship, but in a broader vision that includes an
To this end, the article aims to explore inter- needs of the user. So how can architecture make ecosystem of objects, environments and build-
active architecture as the result, with its ever-ex- use of this vast and heterogeneous platform? ings interconnected in a single ecosystem (Fox,
panding potential, of a close interrelationship be- Given the widespread use of data in parametric 2016). Therefore, designing such a complex sys-
tween architecture and technology. By briefly urban design, which highlights the continuity of tem of relationships makes it necessary to un-
going through the two key themes of this archi- the relationship between digital design systems derstand what role they can play in architectural
tecture, the centrality of data in the heuristic path and the most advanced technologies, in order design, thus defining their corresponding physi-
and interaction as an opportunity to develop re- to understand how they can constitute a central cal body: they can be used as continuously up-
lationships between the building, the environ- element in architectural design, it is essential to dated information or in combination with each
ment and the user, some exemplary case stud- understand what their contribution is in episte- other to produce predictions.
ies will be examined that highlight the potential mological terms. On the basis of this distinction, it is possible to
and the limits of this approach. This transforma- Ackoff (1989) and, more recently, Kitchin identify two different approaches through which
tion, still in progress, is based on the centrality of (2014) have addressed this issue by defining da- the project is expressed: the first is scenario-
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based and the second is generative. The former can be found in the experiments of the Diller and gated, in favour of improved comfort for visitors.
uses data collected a priori in the environment to Scofidio studio, and in particular in the Blur Build- The environmental issue, climate in this case,
determine and estimate typical or recurring con- ing, the Pavilion for Expo02 in Yverdon-les-Bains thus becomes the determining point of view of
ditions in a given place or circumstance: scenar- realizzato nel 2002, the first building to give the project and the heart of the computational
ios, to elaborate a specific number of potential physical substance to virtual information (Fig. 2). elaborations necessary for its realisation.
spatial or environmental configurations. This ap- Through the complex network of nozzles dis- Thanks to a computational fluid dynamics (CFD)
proach allows the design of an interactive sys- tributed around the perimeter of the building, simulation system, it was possible to elaborate
tem that is easy to develop (due to the ease of the system, which regulates the connection be- three graded mappings of the entire area based
retrieval of many data, especially environmental tween the sensors located on Lake Neuchâtel on specific parameters: hot zones, wet zones and
data) and to verify through feedback loop pro- and the actuators, converts the data collected on polluted zones (Figg. 3-5). In this way, the mea-
cesses throughout the design and implementation the humidity level of the lake into water sprays. sured data provide three different visions of the
phase of the project (Rosson and Carroll, 2002). This data, processed in real time, defines the project site, elaborated from data measured un-
The second approach uses data captured, pro- façade of the building, which is purposely not der recurrent conditions. From the superimposi-
cessed and transmitted in real time between the equipped with it, suggesting a change of per- tion of the three elaborations, resulting in an un-
input and output systems of the building. Thus, spective around the central theme of ‘looking’. If precedented and random spatiality, it is possible
it is not possible to determine expected condi- visitors expect to see something when they ar- to determine the architectural and natural de-
tions a priori, but only constraints that allow the rive at the Pavilion, what they will see is ‘spec- vices capable of modifying the perception of the
building to respond to the stimuli received. Us- tacularly (about) nothing’ (Marotta, 2005), yet climatic conditions to the benefit of the visitors
ing the latest Learning Machine technologies, they will be aware of the environmental changes (Fig. 6). In this way an indirect relationship between
the building would be able to understand the in the site around them. the project and the surrounding environment is
data received and learn from previous scenar- A few years later, but within a line of research determined, such as to define specific spatial de-
ios. Furthermore, by making use of the latest that brings together architecture and contingent vices, whether built or natural. These devices are
Learning Machine technologies, the building climatic conditions as an engine for the formal divided into three categories and provide along
would be able to understand the data received definition of architectural form4, through meteo- the whole extension of the park, in the most criti-
and learn from previous scenarios. rological design5, Swiss architect Philippe Rahm cal points, an improved solution in terms of cool-
The following paragraphs will show the limits offers an interesting example of application of ing6, dehumidification7 and de-pollution8. Through
and potentials of the two design approaches the interactive scenario-based approach. In par- the scenario-based approach, therefore, the vir-
through realised or prototyping examples, to un- ticular, with the Jade Eco Park, a landscape and tual data becomes a design tool that defines a
derstand what implications in physical-spatial architectural project for a 70-hectare park on series of climatic devices (Philippe Rahm Archi-
terms (involving shape, position and physical the site of the old airport on the island of Taiwan. tectes, 2017) that intervene on the existing con-
properties) the interactive (or responsive or adap- In order to offer a solution to the humid tropical ditions, modifying them.
tive) architecture may generate. climate of the Taichung region, as well as to the
high humidity of the highly urbanised area, the Designing the aleatory | Generative design, as
Designing possible scenarios | A first embry- Jade Eco park project aims to recreate open anticipated, shows its character of interactivity
onic example of the scenario-based approach spaces where these critical conditions are miti- already in its initial definition process, through
Fig. 10 | Deformation prediction of lattice system and prototype in SMP of Translated
Geometries in Catalonia by IAAC (E. Tankal, E. Baseta and R. Shambayati), 2014
(source: designboom.com).
Figg. 11, 12 | Different spatial configurations of the laser cut wooden prototype of Trans-
lated Geometries in Catalonia by IAAC (E. Tankal, E. Baseta and R. Shambayati), 2014
(source: archdaily.com).
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the use of continuous relationships between pa- the basis of external stresses such as heat, hu-
rameters and constraints, capable of generating midity and lighting. The system, proposed both
very complex formal and structural solutions. as a vertical element (facade) and as a horizontal
The role of the data (in the specific field of inter- element (roof), but more generically as an enve-
active architecture, detected from the outside) lope, is composed of a structural grid in SMP
introduced into the system is again central to the (Shape Memory Polymer) to which actuators are
process and can be used both in its static and anchored, capable of triggering expansion and
dynamic form. In this way, therefore, not only is compression mechanisms based on the infor-
the building designed to understand the real da- mation detected (Figg. 10, 11). The project, in-
ta, but also to understand it through Machine spired by research on shape-shifting materials
Learning systems. In this aspect lies the predic- at MIT11 further tested the potential of the sys-
tive value of the process, which lends itself to tem to be made up of individually autonomous
the design of architectures that are also able to grids (Fig. 12), capable of modifying the enve-
adapt to changes in the external environment lope in its individual parts or as a whole.
(Antonini, 2019), learning from it. Both of these examples show the potential
An example of this approach is One Ocean of a generative system that makes use of con-
Pavilion, a thematic pavilion designed by Austri- stantly updated real data in the definition not so
an studio SOMA for Expo 2012 in Yeosu (South much of single technological elements, but
Korea). The building’s shape recalls the marine rather of different spatial configurations that the
environment to which the city is closely linked, building can define in its interaction with its users
also through the choice of a system of movable and the external environment. Inserting virtual
slats placed on the building’s main façade. The data into the design therefore once again allows
slats (Fig. 7), made of glass fibre reinforced poly- a more conscious understanding of the natural
mers, are the result of a collaboration with the phenomenon and the definition of new spatial
ITKE University of Stuttgart, as part of a joint re- relationships.
search project on the application of biological
mechanisms to the architectural scale9. The fa- Conclusions | By reading the examples dis-
cade system, created using parametric mod- cussed, it is possible to understand how research
elling, improves internal ventilation and cooling based on a new relationship between the build-
through the movement of slats, which are con- ing, the environment and the user can today
nected by a computer system to actuators. As constitute an important element in contempo-
in a swarm paradigm (Oosterhuis, 2006), each rary design. The complexity proposed by inter-
slat is individually connected to an actuator, so active architecture, on the borderline between
that the system can act on a single element or the physical and the digital, makes it possible to
on the whole facade. The actuators, placed at imagine a paradigm shift in the process of de-
the ends of the elements, respond to changes in signing architecture, putting personalisation be-
the external temperature and the winds to which fore standardisation and variability before serial-
the building is particularly exposed, modifying ity. These conditions, which nowadays govern
their opening, inclination and rotation for better economic processes, introduce the difficulty of
internal comfort (Figg. 8, 9). applying these systems on a large scale.
Another example of this approach is Trans- As the aforementioned cases show, adap-
lated Geometries, an experimental project devel- tive design, identified as the evolution of respon-
oped within the Institute for Advanced Architec- sive and interactive variants (Elmokadem et alii,
Fig. 13 | Hygroscope by ICD (M. Achim and S. Reichert,
with Transsolar Climate Engineering GmbH), Centre
ture of Catalonia (IAAC) in 2014. Created through 2018), is still an area of scientific exploration,
Pompidou, 2012 (source: achimmenges.net, 2012). prototypes of different scales, the adaptive sys- mainly by technologically highly specialised re-
Fig. 14 | Hygroskin (2013) by ICD (M. Achim, O. D. Krieg
tem designed uses a modular scheme that rem- search units. Against this limitation, however,
and S. Reichert), FRAC Centre Orleans (source: archdai- iniscent of the works of artist Ron Resch10 to we note the great ease of distribution of techno-
ly.com). define a system capable of modifying its form on logical processes through often open source
systems that make computational development
software accessible. In addition, the multi-mate-
riality that interactive projects bring into practice
justifies a continuous exchange of knowledge be-
tween different research and prototyping fields
(where architecture, science, technology and ethics
coexist), making it possible in the near future for
systems of interactive, responsive and adaptive
design to be disseminated on a large scale.
The choice of a structured approach based
on the use of pre-defined data (scenario-based)
or data collected in real time (predictive, genera-
tive), allows the application of interactivity at dif-
ferent architectural scales, from public space
(where it is widely rooted) to the scale of the build-
ing. With this aim, it is also considered possible
to prefigure design scenarios in which adaptive
architecture can fulfil the purpose of designing
for resilient purposes, providing a valid contribu-
Fig. 15 | livMatS Pavilion (2021) by ICD/ITKE, University
of Stuttgart (source: archdaily.com).
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tion to contemporary environmental changes. tween architectural materials, it is now the task of tegrate the building with large-scale systems: by
In conclusion, the search for an interaction designers to be able to interpret the potential of defining the connection between the physical
between building, external environment and us- interactive systems to define new physical and and the virtual, this can be a key element for a
er, can be a powerful knowledge tool that the virtual relationships in the project and through conscious advancement of knowledge to the
project can control and manage, enriching itself the project. By acting on architectural invariants benefit of man.
with digital materials and computational pro- to create a meta-textual relationship with the vir-
cesses. Starting with the integration of data be- tual world of information, it is possible to fully in-
Notes from the air through floating roots and finally ‘artificial’ B. (2018), “Kinetic Architecture – Concepts, History and
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the centrality of a portion of history that he considers fun- osensitive architecture, interactive with respect to envi- Galimberti, U. (2011), L’uomo nell’età della tecnica,
damental for understanding society in different epochs. ronmental variations but through natural processes and Alboversorio, Senago.
He refers here to the ‘anonymous history’, the history for- materials that do not involve the use of mechanical or Giedion, S. (1948), Mechanization takes command,
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the reintroduction of certain human faculties in the field ty of the theme of form as an element capable of generat- Wood: Physically Programming the Responsive Archi-
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Saclay (ComUE) in Paris and was supported by numerous Robot (produced in 2104) is a material composed of a spe- II – On Computer Games, Advanced Geometries and
meteorological projects. cial porous polyurethane foam capable of passing rapidly Digital Technologies, Episode Publishers, Rotterdam,
5) The theme proposed by Philippe Rahm is part of a from a rigid to a malleable state, according to changes in pp. 14-28.
wider field of research linked to eco-based design, focus- temperature. The research carried out by MIT is part of a Philippe Rahm Architectes, P. (2017), Form Follows
ing on the relationship between architecture and the envi- broader framework that aims to transfer the properties and Climate – About a Meteorological Park in Taiwan, Oil
ronment in a circular perspective of sustainability. His processes typical of biological systems to the technologi- Forest League, Vulture.
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