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Nervous System“生长”出来的3D打印珠宝

发布日期:2015-06-23 12:33   来源:天工社   编辑:小印子 13360
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就算是技巧最熟练的艺术家,创造出类似于在自然界生长出来的那些物体也不是一件容易的事情。比如,我们经常看到的开花现象,就无法真的量化或者预测,因为它受到的影响因素实在太多了——风、阳光、重力和营养的来源方向等等。而人们能够做到的,只是把一朵已经开放的花复制出来。不过但事实证明,如果在电脑上使用正确的算法进行编程的话,可以近似地模拟自然界生物的生长。

有一家非常独特的设计工作室Nervous System就专门开发各种能够自动生成设计的方法。他们将计算机算法与实体工具相结合,创造出带有复杂、非常规几何形状的对象,既漂亮又非常独特。他们最新开发的设计生成系统——Floraform,就具有这种功能。Floraform系统的开发是受到了简单生命形式、植物生长和鲜花绽放能现象生物力学原理的启发。这个系统利用了不同的有机体的生长过程中其表面的发展和演化。

Floraform主要探索自然如何在生长表面的不同区域交替改变生长速率,从而产生特定的形态、形状和图案。它的灵感来自于大自然的一些美丽的作品,如鸡冠花、珊瑚等。Nervous System就在此基础上推出了一系列通过一种模拟自然生长的算法自动“生长”出来的珠宝。

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Floraform系统的关键在于掌握一种差别化生长的机制,这是在所有的生命体的生物过程中或多或少都存在的。据天工社了解,不同的生长方法,使得某些细胞只会在某些区域里生长和扩展,从而最终形成一种特定的形状或图案。本质上,它是一种在细胞水平上仔细协调细分和分化的生物过程,从而使生命体形成具体的、预定的身体或形状,而不是千篇一律的大圆点子。

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为了开发Floraform系统,Nervous System的设计师特别关注了一种名为鸡冠花的植物在开花过程中出现的差别化生长现象。Nervous System公司认为,通过一种算法,使其优先发展生长面的边缘,而限制其它地方的生长,他们可以在计算机中精确地模拟鸡冠花盛开的生长过程。Floraform系统主要使用了三种不同类型的差别化生长模式,并以多种不同的方式进行组合,再加上一定的外部因素,最终模拟出了鲜花绽放。

差别化生长的第一种类型是基于点或尖的。其生长区是单点,类似于在植物中典型的茎部的生长锥。它在一个固定的单点上生长,随机分裂被自行关闭。这个时候,各茎独立地起作用,并且重复相同的行为。

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第二种类型的差别化生长被称为基于线/行的,或者扁状的生长。生长区开始于一个点,但不是分裂成两个独立的茎,这些点还保持连接。某些类型的仙人掌生长就是这种类型。

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第三类差别化生长则是基于边缘的增长。如下图所示,它的扩张几乎完全集中于某个特定的边缘,并最终达到满满地绽放的效果。

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下面的视频介绍了Floraform的工作原理和使用什么样的外部刺激来改变其生长过程:


Nervous System首次展示使用Floraform生成的系列珠宝是在Stonybrook大学举办的Growing Objects展览上。Floraform生成的系列珠宝,每件均采用了独特的算法来生成有机形状。尤其值得一提的是,Floraform在生成首饰时会把人体作为环境约束条件输入,这样每件珠宝在“生长”的过程中记住手指、手臂、或颈部的形状以达到完美的匹配。最终的效果就像是首饰围绕着人身体自然生长出来的那样。

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所有的Floraform系列珠宝都是使用3D打印技术打印出来的,普通的使用的是尼龙材料和选择性激光烧结(SLS)技术;而贵金属的作品则是先3D打印出高精度蜡模,然后用失蜡法铸造的。

目前,Floraform系列珠宝只能通过Nervous System直接购买,但他们正在开发一种基于云计算的版本,让用户可以数字化培育自己的虚拟Floraform花园。据推测,该应用可以被用来创建定制的形状和设计,然后可以3D打印出来。

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