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Sequência de quadros do algoritmo de crescimento diferencial usando uma malha.

Crescimento diferencial em corais

Date 2020-10-01
Authors Tzu-Ying Chen, Daniel Locatelli, Ryan Daley, Håkon Toth
Place ITECH - University of Stuttgart
Crescimento diferencial em ação.

A natureza é uma designer de pelo menos 3,8 bilhões de anos. De microrganismos a grandes mamíferos, é fascinante como a natureza tira o máximo proveito do material disponível.

Este estudo explorou uma ampla gama de estruturas estáticas na natureza, em geral, as lições são que o material é escasso e a forma é abundante. Em outras palavras, a natureza otimiza as formas para economizar material enquanto, ao mesmo tempo, fortalece a estrutura, fatores extremamente interessantes para a arquitetura.

Investigamos tudo sobre corais, desde pólipos, a unidade única de um coral, até atóis, uma formação de ilha em forma de anel que emerge de muitos corais juntos.

Desenho Hexacoralla por Ernst Haeckel, retrata muitas espécies de corais dispostas de uma forma esteticamente agradável.
Hexacoralla por Ernst Haeckel.

Nós restringimos esta pesquisa a Stony Corals, especificamente sobre como ele cresce por um processo chamado brotamento, onde seus pólipos se duplicam. Esta pesquisa avançou em muitas estratégias de design computacional. O resultado final é um código Python que implementa um sistema baseado em agentes, uma análise de elementos finitos e suporte a aprendizado de máquina.

Detalhes das arestas de uma malha após o algoritmo de crescimento diferencial.
Detalhes das arestas de uma malha após o algoritmo de crescimento diferencial.
Estude com as configurações que levam a um crescimento mais suave.
Estude com as configurações que levam a um crescimento mais suave.
Mesmo estudo anterior mostrando as bordas da malha.
Mesmo estudo anterior mostrando as bordas da malha.
Estudo de malha em formato de donut 01.
Estudo de malha em formato de donut 01.
Estudo de malha em formato de donut 02.
Estudo de malha em formato de donut 02.
Estudo de malha em formato de donut 03..
Estudo de malha em formato de donut 03.
Estudo de malha em formato de donut 04.
Estudo de malha em formato de donut 04.
Vista frontal do estudo impresso em 3D.
Vista frontal do estudo impresso em 3D.
Vista superior do estudo impresso em 3D.
Vista superior do estudo impresso em 3D.
Um dossel gerado usando o sistema completo de design morfogenético.
Foto do time: Håkon, Daniel, Ryan, Ying
Håkon, Daniel, Ryan and Ying