基于普及运算互动媒体的可调适性建筑研究

在数字技术的影响下，建筑环境正在发生转变。嵌入式计算机不仅成为建筑环境的一部分，也成为人们与建筑环境之间的连接装置。通过访问无线网络（比如3G，WiFi和蓝牙），并借助手势、动作和声音，人们可以与建筑环境中的嵌入式数字装置或可触摸式用户界面（TUIs）进行互动，还可以利用小型便携装置来控制数字设施。到目前为止，在建筑环境中安装嵌入式计算机的目的，主要还是为了实现某些功能。近年来，研究人员、建筑师和艺术家试图将数字互动技术更完美地融合到设计中，将数字技术、传感器和媒体与公共空间之间相互结合，以便建立更加丰富的社交、体验与娱乐模式，创建所谓可调式型环境，也可称之为“动态建筑”、述行建筑、反应型环境等等。与以往功能单一的交互数控装置相比，这些反应型、活动型或感应型的新型互动环境常常可以与用户进行长时间的互动交流。可触摸式用户界面技术的出现不仅完善了现有的互动环境设计，还推动了大尺度数控互动装置的发展，也推动了新型材料或跨界材料的发展。建筑学与运算之间无处不在的融合，是未来建筑学的重要发展趋势。本课题研究的是如何将建筑材料与互动数字技术相融合，以便发展出一套动态建筑的设计模式和使用模式。动态建筑环境试图整合建筑、电子元件和机械装置，以便创造一种遍布感应装置及其它电子装置的互动建筑环境。这种建筑能根据周围环境条件、人体活动以及其他建筑问题，利用数字装置收集相关数据并做出判断，同时以此为依据即时或延时调整自身形态或物理状态，以便创造更加有意义的活动环境。根据项目申请书的计划安排，2010-012年的科研工作总体进展顺利，项目组成员共发表国内核心期刊5篇，国内国际会议论文3篇（1篇EI检索），著作1本，即出著作1本，完成项目计划设定成果目标。 2100433B

要建立信息化的智能建筑，就要研究信息技术现状并对分析其对建筑设计的作用，并发现的巨大的应用潜能。当今时代的智能建筑研究应强调以人性化运算智能为核心，构建可调适性建筑，即利用计算机、网络、智能电器等各种信息设备，产生建筑对内对外的信息互动，以预知和反馈居住者对舒适、便捷、安全、娱乐等方面的使用要求。信息技术近年来所提倡的普及运算(ubiquitous computing) 相关研究是未来建立智能建筑及其应用开发的基础。本课题将主要探讨信息技术发展与建筑设计之间的各种关系，探讨建筑使用者、信息设备及建筑物理空间三方面整合之可行性。

为了创造符合人们需求的建筑空间，同时适应数字技术的迅速发展，必须采取多元化跨学科的整合设计研究。基于普及运算的互动建筑界面原型研究试图整合建筑、电子元件和机械装置，创造一种遍布感应装置及其它电子装置的互动建筑界面模型，以便为未来的产业化互动建筑界面提供研究原型。这种建筑界面能根据周围环境条件、人体活动以及其他建筑问题，利用数字装置收集相关数据并做出判断，同时以此为依据即时或延时调整自身形态或物理状态，以便创造更加有意义的活动环境。

随着互联网和无线网技术的普及，嵌入式计算在技术上和经济上都变得更加可行，互动建筑领域也呈现出空前的多样性和可能性。尽管近些年技术的飞速更新已经极大促进了互动建筑的进步，但建筑工业在新技术的使用上一直存在滞后性，尤其在嵌入式计算方面，明显落后于汽车工业、航天工业、娱乐业以及消费品制造业。 本课题的主要研究内容为：新兴技术条件下，互动建筑及其相关层面设计应用与实践。通过4年的研究和摸索，课题组实现和制作了大量了互动建筑原型，借助一套事先设计好的“智能”系统的运转，包括能源系统、机械系统和电气系统等等，以及次一级的层次系统又包括各种电路板、电子元件、感应器和传动装置等等，共同合力运作，促使建成空间组合变化成各种不同的形态和意向，并能对环境和使用者的刺激做出实时反应。 2014-2017年，课题组共发表核心期刊论文7篇，待刊录用文章2篇，国际国内会议论文10篇（国际4篇，国内6篇）。出版著作1本，硕士论文2篇。项目组成员赴日本仙台参加国际会议1次，发表会议论文1篇并宣读，参加国内组织的国际国内会议10次，发表会议论文并宣读。总共设计和制作互动建筑方案以及实体模型21项，实现了从初步方案到互动建筑原型模型的转变.课题组制作的互动建筑模型，参与可东南大学90周年院庆展和AAA建筑·运算·应用国际展览，在与瑞士、美国和日本国际专家交流过程中，受到良好评价。 互动建筑研究是一个新兴的跨学科研究，结合了人机互动、工业设计、空间设计、环境感知技术等等多种数字技术模式，具有巨大的发展前景。随着21世纪数字技术发展的越来越深入和成熟，随着设计观念的发展，未来建筑学将受到巨大影响，走向互动建筑学。 2100433B

1.多媒体互动系统由影像动作采集器、数据处理器和影像显示器三部分组成。

2.影像动作采集器实现对参与者影像、动作数据的捕捉和采集。

3.数据处理器是实现参与者和各类效果之间实时互动的核心部分，把采集的参与者的影像和动作数据进行分析和处理，并实现和处理器中固有的数据进行合成处理。

4.影像显示器把实时的互动效果显示出来。