KGI24SP 工学院大学 2024年春 「コンピュテーショナルデザイン入門」

この科目は、コンピュテーショナル・デザインの初心者向けにその設計手法の三つの要素（技術、理論、実践）の基本を導入することを目指し、情報処理の科目枠内でありながら、設計演習科目として実施される。 到達目標は、設計上の問題を最適に解決する手法を習得することで、アルゴリズミック（算法的）またはジェネレーティブ（生成的）な設計手法を用い、学際的な知識を基礎とする設計ロジックを建築デザインとして仕上げる過程を学ぶ。建築情報処理Ⅰでは、アルゴリズミックモデリングの基礎をソフトウェアの学習とともに修得し、生体模倣に関する前例研究や、自然及び社会的現象を紐解くシステムの数理モデルを応用することで、最適な解決策としてのフォルム、空間構成、及び建築的性能を開発し、それらをデザインプロトタイプ（簡易設計）として仕上げることを設計演習の目標とする。

構成は技術、応用・理論、実践の3段階（フェーズ）に分かれる。

今期（２０２４年前期）は初学者向けに、技術とその応用に焦点をあて、理論と実践は比較的簡単に済ませる。以下フェーズ１－３を段階的に実施する。

フェーズ１技術（1－5回　ハイブリッド）

「基本実技：アルゴリズミックモデリング」

• 実技講習、オンデマンド授業、課題を通して行う。使用するソフトウェアはライノとGH。
• 基本コマンド・コンポネントの学習と実存する建築作品のモデリングを通して技術の習熟度をあげる。
• デジタル模型による意匠表現の技術を会得するだけでなく、アルゴリズミックモデリング手法の核心であるフォルムの幾何学的ロジックやデザイン過程の観点から模型作成にアプローチする方法を理解する。
• コンピュテーショナル・デザインの理解、基本用語の確認
• 実技課題は授業毎に紹介する技術を使った応用的なモデリング演習とする。

フェーズ２　理論と技術応用（6－8回　ハイブリッド）

「システムとパターン」

• 講義、応用実技講習、課題と個人指導を通して行う。
• GHの応用：アルゴリズムを通して基本的なシステムのメカニズムをデザインへ応用する過程の初歩を学ぶ。
• 今期のシステムは一番基礎的で応用の幅のひろいフィールドとボロノイ
• 理論の導入：多様なシステムの仕組みやフォーマルパターンの関係性、学際色の強いバイオミメティック建築のサステイナブルで多面的な意義などを学ぶ。※時間の都合で大幅に省略の可能性あり
• 応用課題、理論課題の今期のトピックは「フォルムと空間構成」
• 応用課題はトピックに対し、学んだシステムのいずれかを使用し、応用パターンをつくる。
• 理論課題はトピックに対し、前例研究（既存の建築、システム、アルゴリズムやバイオミメティック建築）を実施、設計におけるインスピレーションをまとめる。
• 理論課題、応用課題、実技課題をまとめて第一講評会（中間発表）をおこなう。

フェーズ３表現と実践　簡易設計　（9－14回　対面）

「デザインプロトタイピング」

• 課題の指導を通して行う。
• 課題は２つ、設計課題（デザインプロトタイピング課題）と作品課題（仕様書作成課題）。
• 設計課題（デザインプロトタイピング課題）は、応用課題と理論課題を融合・発展させ、コンピュテーショナル・デザインの根底にある問題解決プロセスに進む。フェーズ２の前例研究によるインスピレーションまたは講師によって用意された問題と仮説いずれかを選び発展させる方向を決定する。
• 発展の方向性が決まったものから、３D模型で素早くスタディを繰り返し行う、いわゆるプロトタイプー試作づくりを学ぶ。デザインの効率を上げるため、並列プロトタイピングの手法に沿う。ペアを組んでも良い。解決策を並列的に複数回に渡って作成及び分析をすることにより、素早く最適策を練る。
• プロトタイプを完成後、３Dプリント用に模型
• 最終フォルムは第12回までに３Dプリントは第13回の授業前までに完成させる
• 作品課題（仕様書作成課題）は、デザインプロトタイプの仕様書を作成することと、その他課題の表現を向上させ一つにまとめる。設計書の作成・ダイアグラミング・パース制作（レンダリングによる）・図面出力などの方法を個人指導を通して学ぶ。
• 設計課題は最終発表で講評をおこなう。作品課題はメールで提出する。

授業予定

※以下に掲載のないものはシラバスを参照

評価の方法

1. 次の課題はNotionで提出する。
• 実技演習課題（１～５；フェーズ１）
• 応用課題 （フェーズ2）
• 理論課題（フェーズ2）
• プロトタイピング課題（フェーズ3）

※実技課題１－２（ライノ）の小発表はGW明けに行う

2. 実技演習課題と応用課題の課題をまとめたPDFを中間発表で各自発表し、同時にメールで提出する。
3. フェーズ３の設計課題のPPTを期末発表で各自発表し、最終課題（作品課題）をメールで提出する。

提出先メールアドレス：du41758@g.kogakuin.jp

評価の時期と具体的な方法

• 評価は達成率と内容完成度に分けてする。
• 上記１：達成率の確認を主旨とする。第一回目の課題を除いて、授業前日まで（日曜日の20時59分）までを前週の課題の提出期限とし、達成率に関する評価はその時点で決定する。ただし、Notion上での成果は随時改善を試み、ページ更新を自由にして問題ない。
• 上記２：達成率と内容完成度（質）の評価を主旨とする。２は１の反復練習による成果をまとめとして８週目に提出・発表する。Notion上の更新は自由と上述したが、練習の積み重ねを考慮し追加点とする故である。
• 上記３：達成率と内容完成度（質）の評価を主旨とする。最終授業で提出・発表する。

前提条件

• 英語でのツールの使用、研究や読み物に抵抗がないこと
• パソコンのOSはWindowsの使用、授業はRhinocerosのMac版の対応 は基本していないので注意　Rhinocerosのバージョンは7.0を使用する
• RhinocerosとGrasshopperの習熟度に関する受講条件はない。しかし、本科目はあくまで設計演習科なので、技術演習に割ける時間は限られている。よってソフトウェアの基本使用法（Rhinocerosのインターフェイスやコマンドの使い方）についてはオンデマンド中心で自主学習してもらい、授業では設計に使えるテクニックや既存建築のモデルリング作業に焦点を置く。自主学習は授業と同時並行でも可能だが、量が多いので、１回目の授業の前にRhinocerosの基本使用の導入（※１以下参照）だけも事前に済ませたうえで授業に臨むことを強く推薦する。以上を事前に済ませることのできない学生は本科目の前半の実技演習（第4回目まで）の期間を使って、積極的かつ自主的にツールの習熟度を上げるよう尽力してほしい。

※１オンデマンド１：Rhinoceros入門編（３コマ分）

※２オンデマンド２：Rhinoceros曲面のモデリング（２コマ分）

※３オンデマンド３：Grasshopper入門編（２コマ分）

学生成果

設計課題

本課題は、コンピュテーショナル・デザイン手法による概念設計の基本の習得を目指し、最適案を追求するためのデザインプロトタイピングを実施する。各自が選んだ前例、建築言語、空間コンセプトに基づき、明確な目的と設計ロジック・アルゴリズムによる複数案の比較を通して、より優れた性能を持つプロトタイプを導く。着目した性能は空間構成、形態、プランニング等、建築デザインにおける主要要素で、昨年同様、初期条件に敷地を設定しないことで解決策の純度を確保し、一部を3Dプリント模型として具現化させた後、導入先の決定まで発展さる。

This project aims to acquire the basics of conceptual design using computational design methods and to conduct design prototyping in pursuit of the optimal solution. Based on the precedents, architectural language, and spatial concepts chosen by each student, the goal is to derive a prototype with superior performance through the comparison of multiple proposals guided by clear objectives and design logic/algorithms. The performance aspects focused on include spatial composition, form, planning, and other key elements in architectural design. As with last year, by not setting a specific site as an initial condition, the purity of the solutions was ensured. After some of the designs were realized as 3D-printed models, the project further developed to the point of selecting a site for implementation.

で定義され、

特にプロトタイピング形式を設計過程方式として採用し、下線の部分を繰り返しライノやGH上でスタディし、複数案の作成から最適案を導く。

コンセプトとパフォーマンス

コンセプトの作成は基本自由な範囲（以下参照）で各自興味のあるものを用意する。スケッチや前例研究で提出。

• フェーズ２応用理論課題を引き続き発展させる
• 新たに前例研究（建築言語、生体模倣の例など）をおこない、興味のある形態・空間コンセプトを選択する
• 大学での学習やプロジェクトの経験からすでに興味がコンセプトを選択

パフォーマンス（プロトタイプの性能）とは、コンセプトが着地する建築的な質。着目点。空間構成、フォルム、プランニング、ファサード、構造などが挙げられる。

設計過程方式　プロトタイピング形式

デザイン手法は複数案から最適案を導き出す手法である、並列プロトタイピングを可能な限り使用する。

３Dプリントの模型

プロトタイプを完成後、３Dプリント用に模型を調整する必要がある。

多くの場合、一度でプリントが成功することはなく、幾度かのプリントテストと模型調整が必要になるので、時間の余裕をもって準備すること。場合によってはアルゴリズムをGH上で書き直す必要があることもあるので注意してほしい。

時間表

※３Dプリントの実施期間に関して：３Dプリントのラボの使用は7.1～7.8のに制限し、それまでにプリントできるようデジタル模型を完成させる

※設計書の内容：インスタレーション、スペック表、ダイアグラムとレンダリング