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Bildsequenz des differentiellen Wachstumsalgorithmus unter Verwendung eines Meshes.

Differentielles Wachstum bei Korallen

Datum 2020-10-01
Autoren Tzu-Ying Chen, Daniel Nunes Locatelli, Ryan Daley, Håkon Toth
Ort ITECH - University of Stuttgart
Differential growth in action.

Die Natur ist eine Designerin von mindestens 3,8 Milliarden Jahren. Von Mikroorganismen bis zu großen Säugetieren – es ist faszinierend, wie die Natur das Beste aus dem verfügbaren Material herausholt. Diese Studie untersuchte eine breite Palette statischer Strukturen in der Natur. Die allgemeine Erkenntnis: Material ist knapp und Form ist reichlich vorhanden. Mit anderen Worten: Die Natur optimiert Formen, um Material zu sparen und gleichzeitig die Struktur zu stärken – Faktoren, die für die Architektur äußerst interessant sind. Wir untersuchten alles über Korallen, von Polypen – der kleinsten Einheit einer Koralle – bis hin zu Atollen, ringförmigen Inselformationen, die aus vielen Korallen zusammen entstehen.

Zeichnung Hexacoralla von Ernst Haeckel, zeigt viele Korallenarten in einer äußerst ansprechenden Anordnung.
Zeichnung Hexacoralla von Ernst Haeckel, zeigt viele Korallenarten in einer äußerst ansprechenden Anordnung.
Wir verengten diese Forschung auf Steinkorallen, insbesondere darauf, wie sie durch einen Prozess namens Knospung wachsen, bei dem sich ihre Polypen verdoppeln. Diese Forschung entwickelte viele Computational-Design-Strategien weiter. Das Endergebnis ist ein Python-Code, der ein agentenbasiertes System, eine Finite-Elemente-Analyse und maschinelle Lernunterstützung implementiert.

Details der Mesh-Kanten nach dem differentiellen Wachstumsalgorithmus.
Details der Mesh-Kanten nach dem differentiellen Wachstumsalgorithmus.
A canopy generated using the complete morphogenetic design system.
Foto des Teams: Håkon, Daniel, Ryan, Ying
Håkon, Daniel, Ryan und Ying
Foto des Teams: Håkon, Daniel, Ryan, Ying Håkon, Daniel, Ryan und Ying