建筑作為互動(dòng)
——以東南大學(xué)四年級(jí)建筑設(shè)計(jì)課程為例

虞剛，李力/YU Gang, LI Li

“互動(dòng)”一詞的含義，有心理學(xué)、物理學(xué)及社會(huì)學(xué)不同方面的闡釋?！盎ァ笔墙惶婧拖嗷サ囊馑?；而“動(dòng)”是起作用或變化運(yùn)動(dòng)的意思。因此，“互動(dòng)”是使不同系統(tǒng)或物質(zhì)間發(fā)生相互作用或變化的過(guò)程。如今，建筑學(xué)的所謂“互動(dòng)”（interactive）通常和“可適應(yīng)”（adaptive）、“可變”（flexible）、“響應(yīng)”（responsive）等概念相關(guān)聯(lián)。隨著過(guò)去幾十年技術(shù)的不斷進(jìn)步，“互動(dòng)”在建筑學(xué)中涉及的理論外沿和實(shí)際意義也在不斷拓展。

值得注意的是，互動(dòng)并不總是建筑學(xué)領(lǐng)域的主要關(guān)注對(duì)象。在早期，互動(dòng)更多地被看作是建筑學(xué)之外的技術(shù)問(wèn)題，是作為設(shè)備技術(shù)的一部分，而不是建筑學(xué)的內(nèi)部問(wèn)題，正如電梯或自動(dòng)門等等。在很長(zhǎng)一段時(shí)間，互動(dòng)問(wèn)題基本處在游離于建筑學(xué)邊緣的境地。之后，隨著數(shù)字和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)日常生活的全面介入，互動(dòng)才重新得到重視，成為日常建成環(huán)境中無(wú)法回避的重要問(wèn)題?；?dòng)的重要性將日益突出，甚至在不久以后會(huì)成為建筑學(xué)未來(lái)面臨的核心問(wèn)題，這對(duì)建筑師和建筑教育來(lái)說(shuō)既是新挑戰(zhàn)也是新機(jī)遇。

1 互動(dòng)作為未來(lái)趨勢(shì)

簡(jiǎn)單的說(shuō)，互動(dòng)建筑是指能夠和人及其周邊環(huán)境產(chǎn)生相互作用的建筑，是具有適應(yīng)性和可變性的建筑，能根據(jù)使用者的需求和環(huán)境狀況發(fā)生實(shí)時(shí)或延時(shí)改變，同時(shí)，這種變化也會(huì)影響使用者對(duì)于建筑的感知、認(rèn)知和使用。從使用和使用者這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，互動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的好壞并不完全取決于技術(shù)的復(fù)雜和先進(jìn)程度，而在于是否能對(duì)使用者、環(huán)境和時(shí)間做出恰當(dāng)?shù)幕貞?yīng)，并切實(shí)解決設(shè)計(jì)問(wèn)題。

1950年代的“遙控”技術(shù)帶動(dòng)了建筑中環(huán)境控制系統(tǒng)的發(fā)展，建筑中出現(xiàn)了“中央控制室”這一功能。隨著系統(tǒng)控制的發(fā)展，1960年代控制室發(fā)展成硬件連線的控制板，它能記錄信息，提示和警告出問(wèn)題的參數(shù)，這樣，控制系統(tǒng)占用的面積大大縮小。1970年代，建筑師轉(zhuǎn)而追求建筑和環(huán)境的使用效率，他們?cè)噲D應(yīng)用技術(shù)來(lái)提高房屋的耐久性并節(jié)約資金花費(fèi)。這個(gè)過(guò)程同時(shí)伴隨了兩種傾向的出現(xiàn)，一方面，主流建筑界無(wú)法接受這些互動(dòng)技術(shù)作為建筑的基本出發(fā)點(diǎn)，僅僅是作為改善建筑環(huán)境的某類技術(shù)；另一方面，先鋒建筑師們看到了新技術(shù)在未來(lái)的巨大潛力，不論在觀念還是在小范圍的實(shí)踐中都做出了全新探索。這兩方面的探索都為如今的互動(dòng)建筑學(xué)奠定了技術(shù)和觀念基礎(chǔ)，缺一不可。1961年設(shè)計(jì)的“歡樂(lè)宮”（Fun Palace），是最早付諸實(shí)施的建筑師、規(guī)劃師、控制論專家以及計(jì)算機(jī)專家合作的互動(dòng)建筑項(xiàng)目（圖1）。項(xiàng)目的參與者將控制論思維引入到建筑領(lǐng)域，為互動(dòng)建筑理論奠定技術(shù)理論基礎(chǔ)。他們的開(kāi)創(chuàng)性工作為后來(lái)建筑中互動(dòng)設(shè)備的設(shè)置提供了基本的概念框架，以便應(yīng)對(duì)和解決互動(dòng)的復(fù)雜性，保證互動(dòng)環(huán)境參與者的創(chuàng)造性角色，且避免出現(xiàn)僵化、教條甚至攻擊性的互動(dòng)環(huán)境。建筑師首先是個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)者，這樣，建筑的“可操控”能力才會(huì)被強(qiáng)調(diào)，建筑系統(tǒng)才能支撐信息流在建筑中的合理運(yùn)轉(zhuǎn)。

在控制論專家的影響下，互動(dòng)建筑領(lǐng)域開(kāi)始蓬勃發(fā)展，逐步建立了整體的理論框架和技術(shù)基礎(chǔ)，開(kāi)展了各種類型的實(shí)踐活動(dòng)。當(dāng)時(shí)的美國(guó)建筑學(xué)者與計(jì)算機(jī)專家共同發(fā)展出“適應(yīng)性-條件式建筑”（Adaptive-Conditional Architecture）的概念模型，認(rèn)為建筑師應(yīng)當(dāng)將空間和使用者看作整體的反饋系統(tǒng)，在建立了使用者和建筑之間的雙向關(guān)系后，也就建立了一個(gè)適應(yīng)性建筑環(huán)境。這個(gè)概念模型是建立在當(dāng)時(shí)的機(jī)械自動(dòng)化線性思維之上，是利用當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件提供了一個(gè)機(jī)器導(dǎo)向的互動(dòng)模型，適合于處理簡(jiǎn)單邏輯的互動(dòng)模式，依賴的是大量初級(jí)裝置的平行運(yùn)作。這個(gè)想法在當(dāng)時(shí)得到了眾多響應(yīng)，其中最為典型的做法認(rèn)為設(shè)計(jì)的目標(biāo)之一是通過(guò)預(yù)測(cè)和避免不確定性，來(lái)預(yù)測(cè)建筑中使用者的未來(lái)需求，以便讓建筑存活更長(zhǎng)的時(shí)間，而新技術(shù)通常能幫助建筑師實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。以此為基礎(chǔ)，設(shè)想利用控制論技術(shù)實(shí)現(xiàn)建筑的自動(dòng)化，以便解決建筑中存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，創(chuàng)造融合控制論和建筑學(xué)的可預(yù)見(jiàn)機(jī)制。

微機(jī)和個(gè)人電腦（PC）后來(lái)在建筑中的引入，導(dǎo)致集散式數(shù)字控制取代了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，也讓人機(jī)互動(dòng)技術(shù)、人工智能和機(jī)器人科學(xué)在建筑中的應(yīng)用發(fā)展到了一個(gè)新的階段并逐步得到統(tǒng)一整合。這讓互動(dòng)建筑在實(shí)現(xiàn)自我調(diào)整的同時(shí)，具有很強(qiáng)的參與性?！捌占斑\(yùn)算”（Ubiquitous Computing）概念的產(chǎn)生，改變了人們對(duì)于互動(dòng)建筑的理解及設(shè)計(jì)方式，使得人們能將發(fā)生互動(dòng)的界面與其背后的運(yùn)算技術(shù)分開(kāi)設(shè)計(jì)與研究。這影響了后續(xù)的互動(dòng)建筑的理論發(fā)展，也成為了嵌入式計(jì)算研究的開(kāi)端。后續(xù)研究據(jù)此又發(fā)展出了“智能環(huán)境”（Intelligent Environments）的概念。它的研究重點(diǎn)在于如何在空間中整合嵌入式計(jì)算和通訊技術(shù)，如何在建筑中加入人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)，如何利用計(jì)算增進(jìn)和改善人們的日?；顒?dòng)。比如，利用控制系統(tǒng)觀察和預(yù)測(cè)居住者的行為和需求，并且學(xué)習(xí)控制和管理風(fēng)熱、水熱、通風(fēng)和照明。隨著互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)技術(shù)的普及，嵌入式計(jì)算在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都變得更加可行，互動(dòng)建筑領(lǐng)域也呈現(xiàn)出空前的多樣性和可能性（圖2）。盡管近些年技術(shù)的飛速更新已經(jīng)極大促進(jìn)了互動(dòng)建筑的進(jìn)步，但建筑工業(yè)在新技術(shù)的使用上一直存在滯后性，尤其在嵌入式計(jì)算方面，明顯落后于汽車工業(yè)、航天工業(yè)、娛樂(lè)業(yè)以及消費(fèi)品制造業(yè)。

1 歡樂(lè)宮室內(nèi)透視圖（圖片來(lái)源：www.cca.qc.ca）

如今，建筑師不再僅僅解決過(guò)去面對(duì)的人機(jī)互動(dòng)問(wèn)題，而在探索互動(dòng)建筑的新方向和新美學(xué)，例如，如何讓互動(dòng)建筑轉(zhuǎn)向模仿生命活動(dòng)。互動(dòng)建筑的模式正在從機(jī)械式轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)式，或者說(shuō)更加自然。英國(guó)建筑學(xué)者提出建筑將會(huì)越來(lái)越可變，并具有以下特征：適應(yīng)不同功能和要求，具有形變的可能性，可移動(dòng)性，具有互動(dòng)性的建筑室內(nèi)外[1]。這些特征是多種因素共同運(yùn)作的結(jié)果，既可以用來(lái)控制能源，也可以用來(lái)控制建筑的外觀。建筑將變得既具有自動(dòng)化特征，又具有“直覺(jué)”，也就是說(shuō)，無(wú)需過(guò)度精確的輸入就能產(chǎn)生一整套恰當(dāng)?shù)倪m應(yīng)性反應(yīng)。近些年互動(dòng)建筑探索的代表人物邁克爾·?？怂梗∕ichael Fox）和菲利普·比斯利（Philip Beesley），則以不同類型的定義作為切入點(diǎn)，創(chuàng)建人與空間之間的新雙向關(guān)系。他們都強(qiáng)調(diào)互動(dòng)建筑的嵌入式計(jì)算和物理變化，?？怂垢P(guān)注互動(dòng)（Interactive），比斯利更看重反應(yīng)（reactive）。比斯利所說(shuō)的反應(yīng)，是指一套在某個(gè)范圍內(nèi)感知行為的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以根據(jù)程序和設(shè)定好的邏輯做出動(dòng)態(tài)響應(yīng)[2]。?？怂沟幕?dòng)，強(qiáng)調(diào)的是可循環(huán)，而不僅僅是反應(yīng)。這兩者的區(qū)別實(shí)際上沒(méi)有那么明顯，都試圖建立一套完整的互動(dòng)系統(tǒng)[3]。因此，不論是互動(dòng)系統(tǒng)還是反應(yīng)系統(tǒng)，其背后隱藏的使用者和技術(shù)之間的互動(dòng)模式才是重點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)條件下的互動(dòng)模式分為三種：直接控制模式、間接控制模式和兩者兼有的混合控制模式。其中，混合模式優(yōu)點(diǎn)明顯，也易于滿足互動(dòng)模式的目標(biāo)：使用者可以任意調(diào)整面對(duì)機(jī)器的方式，以便在兩者之間實(shí)現(xiàn)共同的反饋平衡，換句話說(shuō)，建筑可以向使用者學(xué)習(xí)，使用者也可以向建筑學(xué)習(xí)。這樣，建立互動(dòng)系統(tǒng)的主要原則就是如何建立一套系統(tǒng)，既能讓使用者擁有足夠靈活性，又能避免隨意性，以便防止不可知的輸出結(jié)果所導(dǎo)致的脫節(jié)狀態(tài)?；?dòng)建筑所面臨的挑戰(zhàn)不是如何提供更高效更優(yōu)化的互動(dòng)系統(tǒng)，而是如何持續(xù)鼓勵(lì)和激發(fā)使用者的創(chuàng)造力，并在使用者和系統(tǒng)之間不斷創(chuàng)建新型的對(duì)話關(guān)系，以避免陷入無(wú)聊而單一的建筑環(huán)境。

2 互動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐

在此背景下，我們?cè)跂|南大學(xué)建筑學(xué)院四年級(jí)本科教學(xué)中設(shè)置了互動(dòng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，試圖讓學(xué)生在8周時(shí)間內(nèi)理解和整合機(jī)械電子技術(shù)和建成空間，對(duì)未來(lái)設(shè)計(jì)的可能發(fā)展方向做出自己的思考。作為具有前瞻性的設(shè)計(jì)題目，要求設(shè)計(jì)成果不能只停留在紙面建造。在短短8周內(nèi)，學(xué)生們需要先學(xué)習(xí)基本的編程和機(jī)械電子技術(shù)，針對(duì)特定的使用需求，提出互動(dòng)建筑空間的基本模式，最后建造出小尺度的互動(dòng)空間原型實(shí)體模型。

我們從設(shè)計(jì)的角度將互動(dòng)建筑分為4個(gè)主要方向：表皮（envelope）、空間（space）、結(jié)構(gòu)（structure）和媒體（media），試圖讓學(xué)生從建筑本身的問(wèn)題出發(fā)創(chuàng)造獨(dú)特的互動(dòng)模式，并建立相應(yīng)的設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)。

表皮方面指的是，如何利用新技術(shù)探索使用者與建筑立面或內(nèi)部空間表面之間的互動(dòng)；空間方面指的是，如何利用互動(dòng)技術(shù)創(chuàng)造與使用者相輔相成的空間布局和限定；結(jié)構(gòu)方面是指與使用者產(chǎn)生互動(dòng)的可動(dòng)和可變結(jié)構(gòu)探索；媒體是指利用新媒體或信息展示技術(shù)與使用者在建成環(huán)境中產(chǎn)生直接或間接互動(dòng)的探索。最終的設(shè)計(jì)成果呈現(xiàn)如下：

2.1以規(guī)律變化的表皮和信息互動(dòng)為主

針對(duì)相對(duì)單一或枯燥的建筑室外空間，以及現(xiàn)有城市公共空間中信息展示的無(wú)序和混亂狀態(tài)，“信息墻”（Hexagon Info-Wall）同時(shí)整合了表皮和媒體兩個(gè)方向的互動(dòng)模式，其最終目標(biāo)是設(shè)計(jì)和搭建一個(gè)包含六邊形“像素”的信息展示表皮幕墻系統(tǒng)，為公眾提供具有參與性和互動(dòng)性的公共場(chǎng)所，同時(shí)激活建筑、場(chǎng)地和使用者，并讓三者之間產(chǎn)生互動(dòng)（圖 3）。

利用arduino程序及相關(guān)電子和機(jī)械裝置，“信息墻”搭建了一個(gè)等比例的局部單元模型，以模擬真實(shí)環(huán)境下的互動(dòng)。這個(gè)設(shè)計(jì)既考慮了“墻面”的視覺(jué)審美效果，又考慮了整合電子機(jī)械設(shè)備的各種可能性，以便模擬真實(shí)情況下使用者與“信息墻”之間的互動(dòng)，為真實(shí)建造提供可行和合理的參考。具體而言，當(dāng)使用者靠近“信息墻”時(shí)，墻面上的六邊形單元會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變化，以產(chǎn)生不同的信息組合模式（圖4）。

2 巴哈爾大廈（Al Bahar tower）動(dòng)態(tài)立面（圖片來(lái)源：picstopin.com）

3“信息墻”場(chǎng)景設(shè)想效果圖（繪圖：鄒傳正，蔣鈺人，方志華）

4“信息墻”最終實(shí)體模型（攝影：虞剛，李力）

2.2以水平和垂直互動(dòng)空間劃分為主

這個(gè)方向包含了兩個(gè)方案，一個(gè)以水平互動(dòng)空間為主展開(kāi)互動(dòng)模式的探索，另一個(gè)以垂直互動(dòng)空間為主。兩個(gè)方案的設(shè)計(jì)過(guò)程類似，都分為4個(gè)階段：根據(jù)特定的使用需求，提出初步概念；制作簡(jiǎn)化版實(shí)物和數(shù)字模型，驗(yàn)證概念的合理性和可行性；在模型中整合相關(guān)軟件、程序、電子裝置和機(jī)械架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)滿足需求的傳動(dòng)和互動(dòng)模式；終版實(shí)物模型的制作和測(cè)試。除了空間限定模式的不同，兩個(gè)方案之間的最大不同在于傳動(dòng)模式：水平限定為主的方案采用類似于打印機(jī)步進(jìn)電機(jī)的工作模式，通過(guò)左右水平向運(yùn)動(dòng)方式引導(dǎo)不同的空間分割組件水平移動(dòng)，以便實(shí)現(xiàn)多種方式的水平空間限定；垂直限定為主的方案也采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，但采用的是偏心圓轉(zhuǎn)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)單元組件不同距離的上下移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)垂直方向的多種空間限定。由于實(shí)際條件的限制，小尺度模型更偏向于原理模擬，而不完全是實(shí)際運(yùn)用。不過(guò)，在實(shí)際工程中，根據(jù)此小樣模型做出相應(yīng)的調(diào)整，替換更堅(jiān)固耐用的材料、電子設(shè)備及組件，便可滿足實(shí)際需求（圖5）。

以水平互動(dòng)空間研究為主的“動(dòng)態(tài)交織”（Kinetic Weaving）方案，希望改變走道或類似空間的封閉屬性，試圖根據(jù)使用者的需要?jiǎng)?chuàng)造動(dòng)態(tài)的空間分割模式，例如廊道模式、半圍合模式或斜線穿越模式，以便改變通常的水平空間劃分模式。此設(shè)計(jì)搭建了等比例模型，以便模擬幾種空間模式的開(kāi)啟和閉合。這個(gè)方案的主體空間由12個(gè)板塊單元圍合而成，每個(gè)模塊由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)在水平方向驅(qū)動(dòng)，以形成不同的圍合和空間限定方式。與人互動(dòng)的傳感器分別安裝在地板和側(cè)面，12個(gè)板塊單元會(huì)根據(jù)感應(yīng)裝置對(duì)使用者行為的判斷，同時(shí)做出相應(yīng)的空間劃分組合和變化（圖6）。

以垂直互動(dòng)空間研究為主的“弦下”（Under the Sine）方案希望改變通常的垂直空間限定模式，也就是將常規(guī)意義上的“天花板”從靜態(tài)轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)，以滿足不同情況中使用者的需求和愿望（圖7）。在設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中，方案先是將“天花板”轉(zhuǎn)換為多個(gè)小單元，然后利用感應(yīng)系統(tǒng)和傳動(dòng)裝置將多個(gè)小單元的正弦曲線運(yùn)動(dòng)模式轉(zhuǎn)化為電機(jī)驅(qū)動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng)模式，巧妙地實(shí)現(xiàn)了多個(gè)單元體之間的規(guī)則波浪形動(dòng)態(tài)組合（圖8）。這個(gè)方案的最終目標(biāo)是，建立可根據(jù)使用者不同行為產(chǎn)生相應(yīng)變化的水平向“天花”。

2.3以豎向結(jié)構(gòu)體變形互動(dòng)為主

“葉亭”（Leaves Pavilion）方案試圖思考建筑物為何互動(dòng)、為何吸引人和如何吸引人的問(wèn)題，思考和理解建筑物與群體行為之間的互動(dòng)關(guān)系，以及互動(dòng)方式對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹母深A(yù)程度?！叭~亭”設(shè)置了一組可動(dòng)可展開(kāi)的獨(dú)立柱亭，可以根據(jù)人們?cè)趫?chǎng)所中的集散狀況做出相應(yīng)的變化，一方面為人們提供某種程度的遮風(fēng)避雨的場(chǎng)所，另一方面也使場(chǎng)所中的人們感受到互動(dòng)的樂(lè)趣（圖9）。

根據(jù)前面設(shè)想的景觀方案，這個(gè)設(shè)計(jì)制作了等比例的互動(dòng)模型，以便模擬真實(shí)的互動(dòng)場(chǎng)景。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要考慮電子設(shè)備機(jī)械裝置的整合，又要考慮實(shí)際建造的可能性，還要對(duì)整套傳感器和電機(jī)進(jìn)行編碼與控制，考慮零件和材料的組裝方式，同時(shí)，解決傳動(dòng)和感應(yīng)帶來(lái)的各種摩擦損耗、震動(dòng)頻率和組裝問(wèn)題（圖10）。

由于與通常的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)存在較大差別，教學(xué)包含了很多跨學(xué)科跨專業(yè)的內(nèi)容，我們重新設(shè)計(jì)了教案，并將8周的教學(xué)過(guò)程分成4個(gè)環(huán)節(jié)的內(nèi)容：

首先是設(shè)計(jì)的初步階段，也就是提出預(yù)期設(shè)計(jì)構(gòu)想和具體操作步驟。初步設(shè)計(jì)方案通常是一個(gè)概要性的設(shè)計(jì)，一方面可以針對(duì)特定建筑設(shè)計(jì)問(wèn)題提出初步設(shè)想，另一方面也可以為后來(lái)的互動(dòng)實(shí)體構(gòu)造設(shè)計(jì)及互動(dòng)控制系統(tǒng)提供具體的發(fā)展方向。

其次是互動(dòng)實(shí)體模型設(shè)計(jì)階段，也就是說(shuō)，利用計(jì)算機(jī)軟件，設(shè)計(jì)和優(yōu)化或者模塊化基本單元，建立數(shù)字模型，研究基本單元之間的組合模式。同時(shí)，建立初步的實(shí)體模型驗(yàn)證，優(yōu)化已有的數(shù)字模型，然后以此為基礎(chǔ)，構(gòu)成基本的互動(dòng)系統(tǒng)，并最終形成一體化的互動(dòng)實(shí)體構(gòu)造。

5“動(dòng)態(tài)交織”模型細(xì)部和制作（圖片來(lái)源：傅瑞盈，王玥，茆羽攝）

7“弦下”效果圖（繪圖：呂雅蓓，王晨，徐海聞，葛鵬飛）

6“動(dòng)態(tài)交織”實(shí)體模型互動(dòng)演示（攝影：虞剛，李力）

8“弦下”實(shí)體模型互動(dòng)（攝影：虞剛，李力）

第三是互動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，其中的控制系統(tǒng)包括軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)主要依靠設(shè)計(jì)者自己開(kāi)發(fā)，開(kāi)展計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編程，硬件系統(tǒng)包括感應(yīng)器、電路板和機(jī)械傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和調(diào)試。控制系統(tǒng)將建立互動(dòng)界面中各類電子感應(yīng)元件與環(huán)境活動(dòng)之間的聯(lián)系。然后，通過(guò)編寫(xiě)相應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的控制。

最后是數(shù)控制造和組裝階段?；?dòng)建筑環(huán)境的建造，以及互動(dòng)系統(tǒng)的控制都可以預(yù)先在編制好的計(jì)算機(jī)程序和數(shù)字模型中模擬驗(yàn)證并進(jìn)行修正，同時(shí)利用相關(guān)工具設(shè)備，安裝和制作初步實(shí)體模型，然后反復(fù)調(diào)試、優(yōu)化甚至重建整個(gè)系統(tǒng)模型。

這4個(gè)環(huán)節(jié)不是相互孤立和線性發(fā)展的關(guān)系，在8周的教學(xué)過(guò)程中需要學(xué)生進(jìn)行不斷的反饋循環(huán)，優(yōu)化不同階段得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，才能最終建立一個(gè)相對(duì)完整和可行的互動(dòng)建筑系統(tǒng)。最終教學(xué)成果以可與人體互動(dòng)的實(shí)體模型為主，同時(shí)輔以標(biāo)準(zhǔn)的建筑圖紙內(nèi)容以及視頻，這樣既能讓學(xué)生明白互動(dòng)建筑如何可教可學(xué)，又能為教學(xué)成果提供清晰的判別標(biāo)準(zhǔn)。

3 互動(dòng)建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)

近些年不斷快速更新的數(shù)字技術(shù)，一方面為互動(dòng)建筑系統(tǒng)的創(chuàng)造和運(yùn)作提供了更多的可能性，另一方面也為互動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)更多的復(fù)雜性和不確定性。如何更好地整合技術(shù)更新和現(xiàn)有互動(dòng)系統(tǒng)，將是互動(dòng)建筑面臨的重要問(wèn)題。這需要將數(shù)字技術(shù)的全面介入納入到特定的框架和可控范圍內(nèi)，以保證整體系統(tǒng)的順利運(yùn)行[4]。

首先，要保證有足夠可變和可控的剛性。數(shù)字技術(shù)需要被整合到剛性可變和可控的結(jié)構(gòu)和材料中，才能保證所受張力或拉力的可控，進(jìn)而保證力在整個(gè)結(jié)構(gòu)中的順暢傳導(dǎo)。其次，要充分利用軟件建立預(yù)測(cè)性數(shù)字模型，分析和測(cè)試互動(dòng)系統(tǒng)。軟件模型將幫助設(shè)計(jì)者有效發(fā)展和提煉設(shè)計(jì)過(guò)程，以對(duì)互動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)展更精確的控制。第三，既要在數(shù)量和質(zhì)量方面給予環(huán)境參數(shù)以足夠的余量，也要給予互動(dòng)系統(tǒng)自身運(yùn)轉(zhuǎn)足夠的余量。第四，要充分預(yù)估設(shè)計(jì)的難度而不是數(shù)字技術(shù)本身的難度?；?dòng)建筑系統(tǒng)運(yùn)作失控或失效，常常是設(shè)計(jì)問(wèn)題引起的結(jié)果，而不是技術(shù)問(wèn)題。第五，要在數(shù)字技術(shù)工具或設(shè)備與現(xiàn)實(shí)世界之間建立合理準(zhǔn)確的對(duì)應(yīng)關(guān)系。數(shù)字技術(shù)讓互動(dòng)建筑在收集現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)并做出反饋的過(guò)程中變得更加準(zhǔn)確和快捷，但也可能會(huì)制造更大的問(wèn)題[5]。

教學(xué)過(guò)程制作互動(dòng)裝置的目的，不只是簡(jiǎn)單要求學(xué)生做個(gè)會(huì)動(dòng)的模型，也希望學(xué)生重新反思當(dāng)代建筑學(xué)面臨新技術(shù)時(shí)產(chǎn)生的兩個(gè)問(wèn)題：第一是重新反思技術(shù)和建筑的關(guān)系。例如，靜態(tài)空間常常不暴露技術(shù)如何運(yùn)作，而互動(dòng)空間則不得不面對(duì)各種互動(dòng)技術(shù)的顯現(xiàn)，應(yīng)如何處理好這種顯現(xiàn)？第二是重新反思建筑師的角色。19世紀(jì)以來(lái)，建筑技術(shù)越來(lái)越將建筑師排除在外，然而，隨著數(shù)字時(shí)代新型互動(dòng)技術(shù)的興起，以及人工智能技術(shù)的大范圍普及，將迫使建筑師重新審視這個(gè)問(wèn)題，否則將無(wú)法適應(yīng)和滿足人類日益擴(kuò)大的互動(dòng)需求。

互動(dòng)技術(shù)本身能提供的支持已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)建筑學(xué)對(duì)互動(dòng)技術(shù)的理解和需求，在互動(dòng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中，首先需要改變的是自身的認(rèn)識(shí)和觀念，其次要重新審視并深入?yún)⑴c到互動(dòng)技術(shù)中，才能真正創(chuàng)造出新技術(shù)條件下符合互動(dòng)需求的互動(dòng)空間。□（感謝參與四年級(jí)互動(dòng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的同學(xué)們：周宇琪、徐思暢、張亞傅、瑞盈、王玥、茆羽、呂雅蓓、王晨、徐海聞、葛鵬飛、鄒傳正、蔣鈺人、方志華）

9“葉亭”應(yīng)用場(chǎng)景效果圖（繪圖：周宇琪，徐思暢，張亞）

10“葉亭”最終實(shí)體模型（攝影：虞剛，李力）