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

One Comment

  1. Pingback: Euromold 2010 | www.zwomp.de

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