仿生“水泡” -- 斯圖加特大學2015 ICD/ITKE 研究亭
斯圖加特Achim Menges教授在新作 ICD/ITKE亭中展示了一種全新的建筑，其靈感來自于生活在水下，并居住在水泡中的水蜘蛛的建巢方式。整個亭子是在一層柔軟的薄膜內部用機器人織上可以增強結構的碳纖維而形成的輕型纖維復合材料外殼構筑物，同時這種建造方式使用到最少的材料實現(xiàn)了結構穩(wěn)定性。該建筑原型的探索是斯圖加特大學計算研究所設計（ICD）和建筑結構研究所（ITKE）在2014--2015年的研究成功，在計算機設計，仿真設計以及制造工藝領域有廣泛的應用前景。
整個設計理念基于仿生學在纖維增強結構中的應用研究，這種應用不要求復雜的模板，也能適應不同結構的不同要求。研究團隊研究了水蜘蛛的水下生活模式，它們在水下建造出鋼筋般的堅固水泡并生活在其中，作為水泡支撐結構的蜘蛛絲能讓水泡在遭遇水流變化時承受機械盈利，保證水泡內的安全和穩(wěn)定。
實際建造時，亭子的輕薄薄膜現(xiàn)在機械產生的空氣壓力下成型，然后機械臂進入在薄膜內部植入碳纖維束，碳纖維變硬后就成為了牢固的結構。整個外殼的形狀和碳纖維的位置方向都參考仿生學并經過了計算機的計算。最終成就了一個高性能節(jié)省材料的綜合建筑皮膚。
整個建造過程中薄膜會進行波動，對于這一挑戰(zhàn)，研究團隊在機器人上植入了嵌入式傳感器并實時反應，打開了機器人施工工藝新適應性局面。
整個展廳占地40平方米，體積130立方米，跨度7.5米，最高處4.5米，總重量卻僅有260公斤，也就是每平方6.5千克。這個先進的計算機設計，仿真以及制造技術的作品展示了跨學科研究和教學的創(chuàng)新潛力。這是一個不僅在材料上特別的構架，也是一個創(chuàng)新的建筑展示。
