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Skylar Tibbits SM ’10 は、MIT の建築学科で講師として働きながら、世界中のギャラリーでアート インスタレーションを構築していました。これらのインスタレーションのほとんどは、アルゴリズム的に設計され、コンピューターで製造された部品から作成された複雑な構造を特徴としており、研究所でのティビッツの卒業研究を基礎にしていました。

2011 年のある夜遅く、彼はチームと何時間も作業し、何千もの小さな部品を丹念にリベットで留めたり、ボルトで締めたりして、廊下にまたがる作品を設置していました。 ボルタドム マサチューセッツ工科大学の創立150周年記念式典で開催されました。

「組み立て中に、これは私が興味を持っていたものとは逆であることに気づいた瞬間がありました。私たちは設計と製造に関するエレガントなコードを持っていますが、建設に関するエレガントなコードはありませんでした。物事が自動的に構築されるよう促進するにはどうすればよいでしょうか?私の研究室の研究課題はそこから生まれました」と彼は言います。

現在、デザイン研究の終身在職准教授であるティビッツは、建築学科の自己組織化研究室を共同監督しており、そこで彼と共同研究者らは、自己組織化システム、プログラム可能な材料、環境に反応する変形可能な構造を研究しています。

彼の研究は、水槽に落とした部品から自律的に組み立てられる家具、溶融アルミニウムによる高速 3D プリント、温度を感知して自動的に体を冷やすように調整するプログラム可能なテキスタイルなど、多岐にわたるプロジェクトをカバーしています。

「もし路上で誰かに自分で組み立てることについて尋ねたら、おそらくIKEAを思い浮かべるでしょう。しかし、私たちが言いたいのはそういうことではありません。何かを組み立てようとする「自分」ではありません。代わりに、部品は自動的に構築されるべきです」と彼は言います。

創造的な基盤

フィラデルフィア近郊で育った子供の頃、実践的なティビットたちは、手作業で物を組み立てるのが好きでした。プロのアーティストだった叔父と叔母、そして建築家として働いていた祖父の影響を受けて、彼はアートとデザインに強い関心を持ちました。

ティビッツは、フィラデルフィア大学 (現在はトーマス ジェファーソン大学と呼ばれています) で建築を学ぶことを決め、デザインに強い大学を選ぶようにという祖父のアドバイスに基づいて大学を選びました。

「当時はそれが何を意味するのかよく分かりませんでした」と彼は振り返るが、それは良いアドバイスだった。デザイナーのように考えることができたことは、彼のキャリアの軌道を形成するのに役立ち、彼と彼の共同研究者による Self-Assembly Lab での仕事に刺激を与え続けています。

彼が建築を勉強している間に、デジタル化ブームがこの分野の多くの側面を変えていました。当初、彼とクラスメートは手書きで製図していましたが、すぐにソフトウェアとデジタル製造装置が従来の方法を追い越しました。

時代の先を行きたくて、ティビッツは独学でコーディングを学びました。彼は、学校に必要な機械が整う前に、クラスメートのジャレッド・ラウクス（現在は研究科学者で自己集合研究所の共同所長をしている）の父親が所有する看板店の設備を使用して、物体をデジタル加工した。

さらなる教育を目指して、ティビッツ氏はデジタル ツールを教える建築家ではなく、フルタイムのコンピューター科学者から計算を学びたかったため、MIT で大学院の研究に進むことに決めました。

「私は別の分野を学び、実際に別の世界に入りたかったのです。それが私をMITに導いたものであり、そこから離れることはありませんでした」と彼は言います。

Tibbits は、コンピュータ サイエンス、設計、計算の 2 つの修士号を取得し、計算理論と計算が何を意味するかという問題をさらに深く掘り下げました。彼は、私たちの日常世界に情報を埋め込むという課題に興味を持つようになりました。

大学院生としての彼の最も影響力のある経験の 1 つは、ビットとアトムのセンターで取り組んだ、再構成可能なロボットの構築に関わる一連のプロジェクトでした。

「材料をプログラムして、形状を変更したり、特性を変更したり、材料自体を組み立てたりする方法を見つけたかったのです」と彼は言います。

彼は、MIT を卒業し、講師として同研究所に入社し、建築学科のスタジオや研究室を教えながら、これらの疑問を熟考していました。最終的に、彼は自分の研究室を運営するために研究科学者になることを決心しました。

「私には建築実務の経験がありましたが、MIT で行っていたことに本当に魅了されました。取り組みたいことが無数にあるように思えたので、ここに滞在して教えたり研究したりするのは完璧な機会でした」と彼は言います。

ラボの立ち上げ

自己組織化ラボを設立していたとき、ティビッツはキャンパス近くのフラワー ベーカリー アンド カフェで Stratasys の T シャツを着た人物と偶然会った。 (Stratasys は 3D プリンターのメーカーです。)

彼の頭の中で電球が切れた。

「私は彼らに、なぜロボットのように動作して機械から立ち去る素材を印刷できないのかと尋ねました。電子機器、モーター、ワイヤー、機構を追加せずにロボットを印刷できないのはなぜですか?」彼は言います。

このアイデアは、彼の研究室の初期のプロジェクトの 1 つである 4D プリンティングを生み出しました。このプロセスには、マルチマテリアル 3D プリンターを使用して、時間の経過とともに感知、作動、変形するように設計されたオブジェクトを印刷することが含まれます。

これを達成するために、ティビッツと彼のチームは、材料特性を特定の活性化エネルギーと結び付けます。たとえば、湿気はセルロースを変形させ、温度はポリマーを活性化します。研究者らは、材料を特定の形状に加工して、これらの活性化エネルギーを利用して材料を予測可能かつ正確な方法で変換できるようにします。

「あらゆるものを『スマート』な素材にしてしまうようなものです」と彼は言います。

ラボの最初の 4D プリンティング作業は、次のようなさまざまな素材を含むように進化しました。 織物、次のような新しい印刷プロセスを発明するチームを率いました。 高速液体印刷 そして 液体金属印刷。

彼らは多くの用途で 4D プリンティングを使用しており、多くの場合業界パートナーと協力しています。たとえば、彼らはエアバスと協力して、飛行機のエンジンへの空気の流れを制御するために折り曲げたり丸めたりできる薄いブレードを開発しました。

さらに大きな規模で、チームは2015年にモルディブの組織Invenaと共同で、自己組織化を利用して小さな島を「成長」させ、海岸を再建する複数年プロジェクトにも着手した。これは、この諸島を海面上昇から守るのに役立つ可能性がある。

これを行うために、彼らは、その形状と、波のエネルギーや潮汐などの海の自然の力に基づいて、特定の領域に砂が蓄積して砂州になる水中装置を製造します。

彼らは現在、モルディブに 9 つのフィールド施設を設置しており、そのうち最大のものは約 60 平方メートルです。最終目標は、砂の自己組織化を促進して海面上昇に対する保護バリアを形成し、侵食と戦うために海岸を再建し、埋め立てのための浚渫の必要性を排除することです。

彼らは現在、MIT の建築設計実務准教授である J. Jih とともにアイスランドで同様のプロジェクトに取り組んでおり、山岳浸食と火山溶岩流を研究しており、ティビッツ氏は自然環境における自己組織化の多くの潜在的な応用を予見している。

「海岸侵食や火山から地域社会を守るなど、大きく重要な問題に取り組むために活用できる場所や力はほぼ無限にあります」と彼は言います。

ラジカルと関連するものをブレンドする

自己組織化砂州は、急進的なアイデアと関連するアプリケーションを組み合わせたプロジェクトの代表的な例だとティビッツ氏は言います。彼は、現実世界の問題を解決せずに限界を押し広げるだけでなく、バランスのとれたプロジェクトを見つけるよう努めています。

自己組織化ラボの優秀で情熱的な研究者と協力することで、ティビッツは大きな問題に取り組むことを目的とした新しいプロジェクトを立ち上げる際に、インスピレーションと創造性を維持することができます。

彼は教師および指導者としての自分の役割に特に情熱を感じています。彼は毎年 3 ～ 4 つのコースを教えることに加えて、MIT の学部デザイン プログラムを指導しています。

MIT の学生は誰でもデザインを専攻するか副専攻するかを選択でき、このプログラムはデザインのさまざまな側面と種類に焦点を当てており、学生が将来のキャリアに応用できる幅広い基礎を身につけることができます。

「私は、デザインを他の分野に応用できる、あるいはその逆もできる博学デザイナーを MIT で育成することに情熱を注いでいます。私の研究室は、創造的なアプローチをとって研究に応用し、さまざまな分野の新しい原則を適用して新しい形のデザインを生み出す、その精神だと思います」と彼は言います。

研究室や教室の外で、ティビッツは水上で時間を過ごすことでインスピレーションを得ることがよくあります。彼はマサチューセッツ州のノースショアのビーチに住んでおり、サーファーです。その趣味は若い頃に始めたものですが、本格的に定着したのは大学院進学のためにベイ州に移ってからです。

「海の力と調和し続けることができる素晴らしいスポーツです。環境をコントロールすることはできないので、波に乗るにはそれを利用する方法を見つける必要があります」と彼は言います。