建筑师们长期以来都从生物学领域汲取灵感，但其中大部分灵感都是隐喻性的。大卫·本杰明的建筑工作室“活的”，在设计过程中使用了真实的生物体。

本杰明是哥伦比亚大学的建筑学教授，他是《现在我们看到现在》（Monacelli出版社出版）的作者，这本新书记录了他在科学和设计交叉点的工作。他说，整合生物学可以带来更可持续的建筑，以及思考建筑环境生命周期的新方式。

《边缘》杂志向本杰明讲述了为什么我们应该从生物学中寻找建筑灵感，如何使用生物作为传感器和材料，以及如何设计消失。

为了清晰起见，本次访谈已稍加编辑。

Image: Monacelli Press

在我们讨论生物学之前，我想谈谈你们对建筑和计算的兴趣。在这种情况下，“计算”是什么意思？

与许多领域一样，在过去的20年中，计算对体系结构的影响非常显著。第一波涉及自动化一些过程，比如说，创建建筑图纸。有一个阶段是能够用计算机创造东西，如果没有复杂的几何图形，这是很难创造的。在我的演播室里，我们一直关注的一件事是使用计算和创造力来产生可能不是一个人单独发生的可能性。

一个例子是我们所做的项目，这是为多伦多一家科技公司设计一个新的办公空间，可容纳约300人，称为火星办公空间。我们开始尝试生成性设计。我们首先从所有在该领域工作的员工那里收集数据。我们问了一些问题，比如他们希望与他人保持多近的距离，团队是如何工作的，他们是想要一个活跃的社交场所，还是一个安静的工作场所。然后，我们为一个好的办公空间创建了六个不同的可测量目标，其中包括我们收集的数据中的信息。这就像测量邻接偏好、互连性、日光和外部视图。

然后，我们建立了一个几何算法，该算法将空间、所有会议室和桌子进行细分，并将每个人分配到特定的位置。然后，我们通过一个系统生成并评估了数千个设计选项，该系统随着时间的推移不断学习，并在生成更高评分的设计时变得更好。最后，我们**了一套设计，代表了一些最佳的权衡。

这种计算方法有多新？那么这种生物学方法呢？

计算在建筑学领域已经很成熟，但我认为有很多新的篇章正在开始出现。生成性设计是其中之一，而人工智能的一个版本称为机器学习是另一个版本。

生物学和生物学在设计中的应用更为新颖。当然，数百年来，建筑师和设计师一直受到生物学的启发。但今天可能发生的事情有了一些新的东西，它必须在一定程度上与正在以令人难以置信的速度发展的新生物技术有关。我认为这种机会和这种想法也开始在建筑领域占据一席之地。在某种程度上，生物学部分对改变我们对城市的思考方式具有更深远的影响。

这些是什么样的后果？从生物学角度思考，我们能得到什么？

通过直接与生物有机体合作，有许多可能的环境效益或可持续性效益。这可能是检测环境质量，但也可能是用更少的能源、更少的碳足迹和更少的废物来建造我们的建筑和城市。

使用这些生物系统，将生物学作为设计调色板的一部分，可能会让我们认为建筑不是单一的、静态的，孤立的物体，更像是连接不同位置的动态系统，它们的寿命在我们正常思考建筑开始之前就已经延长，在我们思考它们之后也会延长。

您帮助开发的三种方法是生物计算、生物传感和生物**。让我们来谈谈第一个。什么是生物计算？

它利用实际的生物来处理信息，帮助解决一些人类设计问题，比如减少碳排放。我们最近使用生物计算的一个例子是我们为飞机**商Aerobus设计新飞机部件的工作。我们正在设计重量更轻、减少飞行碳足迹的部件，我们通过学习黏菌来做到这一点。

黏菌有一种非常有趣和复杂的生长方式，只使用少量的材料。我们用它作为设计工具来**一架新飞机。与其说我们受到黏菌的“启发”，不如说我们的设计是由黏菌的工作原理从数学上定义的。

那么生物传感呢？

这就是利用活的生物体来检测环境的某些状况并做出相应的反应，比如让人们看到水质或空气质量的无形状况。

我们这样做是为了纽约市35号码头生态公园。贻贝打开和关闭壳的数量很少，这是它们正常新陈代谢的一部分。他们这样做的速度是一个对氧气含量和水质非常敏感的探测器。所以我们拿贻贝，在贻贝壳的一边放一块便宜的磁铁，另一边放一个2美元的传感器，只要几美元，我们就能有一个比10000美元的传感器更好的水质检测器。该建筑项目是一个漂浮的灯光网络，根据水质变化颜色，因此它是一个公共空间项目，让市民了解这个地方的水下情况。

这些贻贝需要更换吗？

对我来说，重要的是要注意，这不会伤害贻贝。项目期间没有贻贝受损或受伤。贻贝在纽约东河的寿命约为两年，因此它们最终将被取代。

关于生物**。这是将有机材料整合到设计中吗？

它把生物当作小工厂来生产建筑和城市的建筑材料。例如，我们在MoMA PS1做了一个Hy-Fi项目，我们用菌丝体（蘑菇的根状结构）来生长一种新型的建筑砖。

菌丝体具有这种惊人的特性，能够结合各种有机物质，包括农业副产品。所以我们把建筑废料——在这个例子中，是切碎的玉米壳和秸秆——放进一些微小的菌丝体，在大约五天的时间里，在不需要能量的情况下，这些菌丝体将长成固体。

我们与许多合作者合作，利用这一过程创建了一种新型承重结构，一种建筑砖，然后在夏季在MoMA PS1的庭院中用10000块砖建造了一座40英尺的塔。与大多数典型的建筑相比，它基本上没有垃圾，没有碳排放。夏末，我们将建筑拆开，将砖块粉碎成更小的碎片，与细菌和蠕虫结合在一起，在大约60天的时间里，建筑的物理物质回到土壤中进行合成。事实上，土壤质量很高，我们可以将其用于当地社区花园，进而种植新的食物，这证明它是一种非常无毒的可堆肥材料，而不是我们的许多建筑材料。

这种破坏和建造建筑物的行为让我想起了你之前说过的，我们需要考虑建筑物的整个寿命，并将其视为一个系统的一部分。这是什么意思？你记住了哪些概念？

这意味着考虑延长建筑物的使用寿命，不仅仅是在它建成的时候，而是从提取原材料到建造建筑物的一切，以及建筑物被拆毁并放置在垃圾填埋场后会发生什么。它允许我们在考虑设计时考虑一些不确定性和一些我们无法控制的方面。

其中一个框架概念是最近对循环经济的一些思考。它的想法是，我们可能能够创建经济和建筑系统，而不会对环境产生负面影响，而不需要那种抽取思维。一个相关的概念被称为“内含能量”，它基本上是计算所有用于提取原材料、将原材料转化为工厂中的积木、运输原材料以及建造该结构的能量。所有这些能量的总和就是体现的能量，它允许我们在项目生命周期的早期就开始考虑设计。

同样，我们一直在考虑设计消失。我们认为设计是设计的外观，但它也与思考物体在使用寿命后会发生什么有关。这些是我们思考我们自己项目的方式，一种更广泛的范围，它意味着建造建筑和建筑物，并认为所有这些都与我们建造的环境相关。