Oktopus – der Mustergenerator

Komplexe Ornamente per Algorithmen – „Oktopus“ liefert sie

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Ausschnitt einer Computersimulation, die zeigt, wie sich das Muster eines sensorgesteuerten Glases beim Abkühlen der enthaltenen Flüssigkeit verändern kann | Abb: i2p

Das Szenario verblüfft: Man nehme einen kleinen Algorithmus, setze einen Startwert, gebe ein paar Rahmendaten an und los geht die programmgesteuerte Mutationskette einer ornamentalen Struktur. So wechselt ein banaler Punkt innerhalb von Sekunden seine Form, verästelt sich, bildet Ableger, Teilflächen, kragt aus, füllt sich und wird immer filigraner. Dann wieder verlieren sich die feinen Linien, werden kompakter, um später abermals quasi zu zerstäuben. Innerhalb kürzester Zeit entstehen so viele und hoch komplexe Muster. Wann mit dieser Verwandlung Schluss ist, bestimmt der Nutzer. Er gibt auch vor, wie es mit den erzeugten Bildern weitergeht, welche Variationen für einen bestimmten Zweck sinnvoll erscheinen. Diese Arbeit vermag der Computer, auf dem das System läuft, nicht zu leisten. Selektion und Adaption sind immer noch Sache des Designers – und das wird auf absehbare Zeit auch noch so bleiben. „Oft wird angenommen, dass derlei rechnerbasierte Modelle den Designer ersetzen könnten. Das ist zum Glück nicht so“, sagt Andreas Fischer vom Fraunhofer-Institut IPA. Fischer arbeitet seit Jahren mit Zellulärautomaten zur Mustergenerierung, früher an der ETH in Zürich, jetzt am IPA.

Oktopus und Artificial Life

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Veränderte Temperatur des Inhaltes bedeutet veränderte Musterdarstellung | Abb: i2p

„Oktopus“ nennt sich das auf dem Prinzip von Artificial Life basierende Projekt, weil der echte Oktopus seine Oberfläche beständig zu ändern vermag. Erste Projekte wurden bereits ansatzweise realisiert, beispielsweise der Konzeptwagen „Senso“ von Rinspeed, in dem sich Elektrolumineszenz-Folien im Innenraum dynamisch an das Befinden des Fahrers anpassen.
Ansonsten aber mangelt es noch mit dynamischen Umsetzungen des Prinzips. Der Grund: „Es gibt noch keine passende Screentechnik zur interaktiven Musterdarstellung“. Denn eine der wesentlichen Ideen ist die dynamische Veränderung von Mustersystemen, mit oder ohne Sensorsteuerung, über die Parameter von außen in das System einfließen könnten.
Während die Sensorik bereits darstellbar ist, sind die heute verfügbaren Screen-Technologien wie LED, OLED, E-Paper oder Elektrolumineszenz noch ungeeignet. Die eine leuchtet zu wenig, die andere ist nicht formbar oder lässt keine smarte Ansteuerung der Bildpixel zu.

Customizing der Oberfläche

Aber die Idee besticht auch so: Mit dem System lassen sich höchst individuelle Ornamente oder Strukturen erzeugen, was in Zeiten des Customizings aktueller denn je ist. Mit interaktiven Oberflächen wäre das Aussehen von Oberflächen immer wieder erneuerbar: „Möchte ich eine andere Tischoberfläche, dann lade ich mir die vom Rechner oder aus dem Netz“, so Andreas Fischer.
Momentan befindet man sich jedoch im Stadium der Hardcopy, also der statischen Darstellung. Per Digitaldruck bemusterte Tapeten, Bodenbeläge, Textilien oder auch Geräteschalen entwickelt derzeit die ideas to product GmbH in St. Gallen.

Dreidimensional per Rapid Prototyping

In Stuttgart-Vaihingen arbeitet Andreas Fischer derweil an dreidimensionalen Adaptionen mittels Verfahren des Rapid Prototypings. „Wir versuchen derzeit, Algorithmen zu entwickeln, die dünnwandige und stabile Strukturen für 3D-Formen erzeugen.“ Das wäre ein neuer Ansatz für den Leichtbau, aber auch für die Formfindung: „Wir können per Oktopus dreidimensionale Formen erzeugen ohne ein konkretes Zielprodukt als Vorgabe. Das heißt, wir lassen die Berechnungen bis zu einem bestimmten Punkt laufen, erhalten ein Volumen, das wir dann einem Produkt zuordnen könnten“.
Was sich so einfach anhört, ist (noch) eine Sache für Spezialisten. Die Implementierung des Algorithmus lässt sich nicht standardisieren, sondern benötigt einen Biologen, der die Eckpunkte aus vorhandenen natürlichen Strukturen extrahiert. Ein Mathematiker übersetzt dies in Formeln, der Informatiker erstellt daraus ein Programm und der Designer kümmert sich um die Selektion der Ergebnisse. „Ästhetisch sind diese in jedem Fall, da sie ja auf natürlichen Gesetzmäßigkeiten basieren.“

Links
www.ipa.fraunhofer.de
www.i2p.ch

Abbildungen
i2p

Erstveröffentlichung in DesignReport 04/2010

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