Rozmowa pochodzi z numeru 10/22 A&B.
W jakich aspektach owady radzą sobie lepiej niż ludzie? Czy ucząc się od natury, możemy stworzyć lepsze przestrzenie do życia? Matthew J. Lutz splata wątki nauki, biologii i architektury, zabierając nas w podróż do sali wykładowej Uniwersytetu Columbia oraz… lasu tropikalnego.
Matthew J. Lutz będzie gościem tegorocznego festiwalu Przemiany „Wyhoduj sobie miasto”, które odbędzie sięw Centrum Nauki Kopernik w dniach 7-9 pażdziernika 2022 roku, A&B jest partnerem wydarzenia — zapraszamy!
Dominika Drozdowska: Jak to się stało, że architekt został biologiem?
Matthew J. Lutz: Otrzymałem tytuł inżyniera architekta na uczelni Southern California Institute of Architecture w Los Angeles. Miałem szczęście być tam w ciekawym momencie: było to miejsce pełne ekscytujących idei, ale też nowych, rozwijających się narzędzi architektonicznych. Zaznajamialiśmy się z oprogramowaniami do projektowania generatywnego, takimi jak Maya, 3ds Max, ale też z technologiami CNC i pierwszym drukiem 3D, zastanawiając się, jak moglibyśmy te narzędzia wykorzystać w architekturze. Nie chodziło tylko o ułatwienie procesów projektowych, lecz także o wykorzystanie algorytmów, tak aby przekroczyć granice architektury, znaleźć jej nowy kontekst. Kiedy mieszkałem w Los Angeles, widziałem, jak nowe podejście projektowe już się urealnia — na przykład w skomplikowanych formach geometrycznych wymyślonych i zbudowanych przez takich architektów, jak Thom Mayne z biura Morphosis czy Frank Gehry. Po ukończeniu studiów uzyskałem uprawnienia architektoniczne dzięki pracy w butikowym biurze architektonicznym w Santa Monica. W tej roli miałem możliwość realizować się na wszystkich etapach procesu inwestycyjnego — od koncepcji i wizualizacji, przez dokumentację wykonawczą, po koordynację budowy. Zainteresowałem się wówczas poszerzaniem interdyscyplinarnej wiedzy i zdecydowałem na powrót na uczelnię — do Columbia University w Nowym Jorku. To był bardzo intensywny rok akademicki — z inspirującymi wykładowcami, mnóstwem świetnych pomysłów, mieszanka różnych doświadczeń z praktyką architektoniczną. Miałem szczęście studiować pod okiem Rolanda Snooksa, Marca Fornesa i François Roche”a, którzy byli orędownikami wykorzystywania algorytmów do generowania struktur architektonicznych inspirowanych złożonymi systemami, takimi jak ławice ryb czy kolonie mrówek. Korzystaliśmy na przykład z narzędzia przetwarzającego, które powstało na MIT i było bardziej dostępne dla architektów i artystów, służyło do tworzenia własnego kodu. Mogliśmy użyć modeli i algorytmów inspirowanych naturą — ruchem ptaków czy owadów — a potem wykorzystać je w kontekście projektowym. Weźmy na przykład ludzki tłum i interakcje, które w nim zachodzą — można w nim zdefiniować zasady, których przestrzega każda jednostka. Będąc w tłumie, mamy dostęp do ograniczonej informacji — jedynie tej, którą dostaniemy od najbliższych sąsiadów. Tak samo działa to w ławicy ryb. Gdy zbliża się drapieżnik, daną rybę otacza pięćdziesiąt innych osobników — możemy wymodelować i prześledzić, jak transfer informacji i ich rozprzestrzenianie się zachodzi w grupie.
Matthew J. Lutz — Amerykański ekolog behawioralny i architekt. Jego praca skupia się na złożonych strukturach, które powstają w wyniku zbiorowych zachowań w systemach biologicznych, ludzkich i sztucznych.
© Matthew J. Lutz
Dominika: W jaki sposób można ten transfer informacji odnieść do architektury?
Matthew: Kiedy studiowałem, wszyscy byliśmy zafascynowani tymi systemami i modelami. To wykraczało poza klasyczne pojmowanie architektury. Zamiast projektować piękne budynki i wnętrza, mogliśmy tak zaprogramować system, aby dostarczał pięćdziesięciu nowych, nieoczekiwanych i nieprzewidywalnych form. W tamtym czasie zacząłem też czytać artykuły naukowe ze świata przyrody, w których biolodzy używali modeli matematycznych inspirowanych przez ryby. Od bardzo prostych modeli i algorytmów można więc przejść do tych bardzo złożonych — wszystko zależy od celu. W przyszłości mogą to być systemy robotyczne czy systemy fabrykacji, które pozwolą budować funkcjonalne struktury w dość ubogim otoczeniu: na pustyniach czy, idąc dalej, na innych planetach.
eksperymenty z różnym nachyleniem powierzchni, po której poruszają się mrówki
© Matthew J. Lutz
Dominika: Mówisz o środowiskach ekstremalnych. A czy Twoje badania można wykorzystać też w planowaniu urbanistycznym, w miastach?
Matthew: Weźmy chociażby mrówki legionistki (army ants) i ich samodzielnie tworzone struktury, które studiowałem w ramach mojego doktoratu. Jako jednostki to proste, niewidome owady, które podążają za sobą na podstawie feromonów, chemicznych śladów pozostawianych na ziemi podczas przemieszczania się. To, w jaki sposób się między sobą komunikują, szukając pożywienia, może dostarczyć nam informacji przy projektowaniu: w pracy nad optymalizacją i projektowaniem sieci tranzytowej. Innym przykładem jest śluzowiec — organizm przypominający grzyba, który w poszukiwaniu pożywienia rozprzestrzenia się we własnej sieci śluzu. Japońscy naukowcy pokazali, jak prosty organizm może rozwiązać skomplikowane problemy, takie jak sieć tokijskiego metra. Tego typu eksperymenty pokazują, że od świata natury możemy uczyć się lepszego reagowania na gwałtownie zmieniające się warunki i tworzyć odporniejsze formy infrastruktury. Mój najnowszy projekt dotyczy gniazd termitów australijskich, które pod wieloma względami są naprawdę zoptymalizowane. Wewnętrzna część gniazd składa się ze złożonej sieci tuneli, a ich morfologia i formy różnią się w zależności od gatunku.
Matthew Lutz (z prawej) i Chris Reid (z lewej) podczas badań nad zachowaniem mrówek legionistek, Panama
fot.: Bastian Sauer
Dominika: Domyślam się, że nie chodzi o dokładne odwzorowywanie sposobu, w jaki budują termity, a raczej o zrozumienie zasad lub zachowań, którymi się kierują.
Matthew: To jest to, co interesuje mnie w architekturze „insektów społecznych”, i oczywiście nie jestem pierwszą osobą, którą zafascynował ten temat. Już w latach 60. i 70. XX wieku architekci inspirowali się budowlami gniazd termitów, aby rozwinąć bardziej zrównoważone ścieżki do pasywnego chłodzenia i ogrzewania budynków. Bardziej niż estetyka i złożone formy geometryczne (które są piękne i interesujące), liczą się nowe spostrzeżenia w zakresie zbiorowej organizacji i zrównoważonych działań, na podstawie których możemy się uczyć.
kolektywna eksploracja złożonych środowisk — śledzenie trajektorii ryb za pomocą technologii TRex opracowanej przez Tristana Walkera
© Matthew J. Lutz
Dominika: Zostało tu coś jeszcze do odkrycia?
Matthew: Oczywiście część pracy została już wykonana — chociażby ta związana z tomografią komputerową gniazd, którą też będę się zajmować podczas badań w Australii. Jednak, na przykład, moja praca doktorska jako pierwsza badała struktury budowane przez mrówki legionistki z ich własnych ciał. Choć wiele osób obserwowało działania mrówek albo uczyło się ogólnie o ich zachowaniu w szkole, to nikt wcześniej nie zajął się tym tematem. Podobnie jest z termitami i ich budowlami. Mam nadzieję, że jeszcze wiele możemy się od nich nauczyć.
ilustracje wygenerowane przez sztuczną inteligencję na potrzeby artykułu — na podstawie fraz „komunikacja, infrastruktura, miasto przyszłości, ludzie + biomorfizm
© AiB
Dominika: Co masz na myśli?
Matthew: Sądzę, że jest wiele aspektów, które mogą być dla nas lekcją. Od tych związanych stricte z architekturą i właściwościami materiałów budowlanych, sposobami konstrukcji gniazd termitów, poprzez ich mikroklimat, który może być inspiracją dla zagadnień związanych ze zmianami klimatu, aż do struktur społecznych czy politycznych.
Dominika: Wydaje się, że owady radzą sobie lepiej niż ludzie.
Matthew: W kontekście tego, jak współpracują jako społeczny organizm — zdecydowanie tak. W kolonii mrówek może być do miliona osobników, które działają jako samosterujący się organizm, nie potrzebując lidera. Wprawdzie w kolonii występuje królowa, ale jej funkcja jest związana z reprodukcją, a nie dowodzeniem. Pozostałe mrówki nie mają własnych interesów, pracują dla wspólnego dobra. Dzięki temu możliwe są takie zachowania, jak budowanie mostów z siebie samych, które służą optymalizacji transportu.
ilustracje wygenerowane przez sztuczną inteligencję na potrzeby artykułu — na podstawie fraz „komunikacja, infrastruktura, miasto przyszłości, ludzie + chodniki
© AiB
Dominika: W październiku będziesz gościem festiwalu Przemiany organizowanego przez Centrum Nauki Kopernik. Tegoroczna edycja odbywa się pod hasłem „Wyhoduj sobie miasto”. Czy badane przez Ciebie insekty i ich zachowania mogą być inspirujące w „hodowli miasta”?
Matthew: Myślę, że inspirujące mogą być przede wszystkim procesy samoorganizacji mrówek. To, w jaki sposób wchodzą z sobą w interakcje, aby kształtować swoją kolonię, może być interesujące w kontekście rozwoju miasta, ale też mniejszych jednostek sąsiedzkich czy interakcji pomiędzy jednostkami i interakcji między jednostką a środowiskiem. Innym spojrzeniem na hodowanie własnego miasta jest wykorzystywanie naturalnych surowców do jego budowy, jak dzieje się w przypadku indyjskiego krajobrazu, w którym można znaleźć mosty zbudowane z żywych korzeni drzew.
Dominika: Istotna jest więc kwestia współpracy.
Matthew: To ogromne wyzwanie i uważam, że jeśli chcemy sprostać zmianom klimatycznym i katastrofom ekologicznym, które nas spotykają, musimy współpracować. Wydaje mi się, że to, co się obecnie dzieje jest konsekwencją globalizacji, w którą zbyt naiwnie wierzyliśmy. Ciekawą kontrą do tego jest idea postwzrostu, bazująca między innymi na ograniczeniu konsumpcji, ale także odejściu od znanych, zglobalizowanych ścieżek i budowaniu lokalnej siatki połączeń. Lokalne podejście może zmienić projektowanie, produkcję, handel i transport. Od współpracujących z sobą przedstawicieli różnych gatunków, przez opisujące to modele matematyczne — możemy kształtować nowe systemy, w których kluczowa jest właśnie współpraca.
Matthew J. Lutz wystąpi na tegorocznej edycji festiwalu Przemiany, na którą serdecznie jako partner zapraszamy!
Dominika: Czy myślisz, że jako ludzie jesteśmy w stanie z sobą współpracować?
Matthew: Rzeczywiście ostatnie wydarzenia nie należą do najłatwiejszych. Obserwujemy też utratę zaufania do rządów czy systemów. Myślę jednak, że to właśnie wypracowany przez ludzkość postęp sprawił, że możemy żyć w lepszych warunkach niż kiedyś. Oczywiście mam świadomość swojego pochodzenia i uprzywilejowania.
ilustracje wygenerowane przez sztuczną inteligencję na potrzeby artykułu — na podstawie fraz „komunikacja, infrastruktura, miasto przyszłości, ludzie + labirynt
© AiB
Dominika: Jakie jest zakończenie Twojej opowieści — w jaki sposób architekt stał się biologiem?
Matthew: Racja, nie dokończyłem tej historii! Po studiach magisterskich chciałem zostać w Nowym Jorku i znaleźć zatrudnienie w jednej z większych pracowni. To był rok 2009, w którym intensywnie odczuwaliśmy w Stanach Zjednoczonych przebitą chwilę wcześniej bańkę finansową. Kryzys naprawdę mocno uderzył w branżę nieruchomościową i budowlaną, pracownie architektoniczne, zamiast zatrudniać absolwentów, zwalniały obecnych pracowników. Szukałem więc innych możliwości. Zacząłem wykładać architekturę, jednocześnie nadal interesowały mnie modele matematyczne, które wizualizowałem, czytałem także wiele artykułów naukowych, aby dowiedzieć się, jak te algorytmy można wykorzystać. Tym sposobem trafiłem na Iana Couzina, który badał zbiorowe zachowania różnych organizmów. Skontaktowałem się z nim i rozpoczęliśmy współpracę. Zaaplikowałem więc na studia doktoranckie na Wydziale Ekologii i Ewolucji na Uniwersytecie w Princeton i stałem się częścią interdyscyplinarnego zespołu złożonego z biologów, fizyków, informatyków. Zarówno członkowie naszego zespołu, jak i przedstawiciele wydziału byli bardzo otwarci i nikt nie postrzegał mojego dorobku architektonicznego jako czegoś niepasującego. Dołączyłem do zespołu Iana i przez mniej więcej dwa lata badałem mrówki w ich naturalnym środowisku w Panamie. Bardzo się cieszę, że udało mi się rozpocząć tę przygodę — chociaż nigdy bym nie przypuszczał, że będę pracować w terenie jako biolog.
Dominika: Dzięki tej rozbudowanej perspektywie możesz szerzej patrzeć na świat. Czym mógłbyś się podzielić z projektantami i architektami?
Matthew: Dla mnie wykształcenie architektoniczne odegrało ważną rolę. To pozyskiwanie wiedzy ogólnej, w małych zakresach, na różnych polach daje możliwości rozwoju w rozmaitych, nawet odległych dziedzinach. Myślę, że obecnie architekci, mając dość ogólny i zróżnicowany zestaw narzędzi oraz bazę wiedzy, są w stanie tworzyć świetne warunki współpracy i dobrze koordynować pracę interdyscyplinarnych zespołów. Jeśli do ujęcia projektowego dodamy tło katastrof i problemów klimatycznych, które nam ostatnio towarzyszą, to warto przyjrzeć się koncepcji defuturingu Tony”ego Fry”a. Według tej myśli każda decyzja powołująca do życia nowy obiekt, budynek czy przestrzeń pociąga za sobą szereg konsekwencji, a naszym zadaniem jako projektantów jest te następstwa rozważyć i przemyśleć. Czasem w procesie inwestycyjnym możemy wpaść w pułapkę podejmowania decyzji krótkoterminowych, będących skutkiem napiętych terminów, ograniczonego budżetu czy braku wyobraźni uczestników tego procesu. Jednak dzisiaj nawet najpiękniejsze idee nie mogą pozostawać obojętne na swoje długoterminowe konsekwencje. Jaka będzie przyszłość dziś zmaterializowanej idei? Tego między innymi staram się również uczyć moich studentów.
Dominika: Dziękuję za rozmowę.
Matthew J. Lutz będzie gościem tegorocznego festiwalu Przemiany „Wyhoduj sobie miasto”, które odbędzie się w Centrum Nauki Kopernik w dniach 7-9 pażdziernika 2022 roku, A&B jest partnerem wydarzenia — zapraszamy!
© Materiały organizatora
