Collaborative Spaces for Space Building – An AI-based Design Exploration

Das künstlerische und methodisch vielversprechende Projekt „Collaborative Spaces for Space Building – An Interactive, AI-based Design Exploration” von Andrea Kondziela und Lena Gieseke gemeinsam mit der KleRo GmbH aus Berlin zielt auf die Entwicklung eines KI-basierten Design-Systems ab, das künstlerisch bedeutsame Strukturen entwirft und mit Hilfe eines Roboters baut. Das zugrundeliegende Neuronale Netz wird mit dem notwendigen architektonischen Grundwissen gefüttert, um die Strukturen zu entwerfen. Ein 3D-Drucker stellt die Einzelteile her, ein Roboter baut sie zusammen und gleicht konstant das Arbeitsergebnis mit den Entwürfen ab. In der Entwicklungs- und Testphase spielt die Analyse und Bewertung der Kollaboration zwischen Mensch und Maschine eine wesentliche Rolle. In öffentlichen Präsentationen werden die einzelnen Prozesse nachvollziehbar und vermitteln eine positive Perspektive auf die Zusammenarbeit menschlicher Künstler*innen und maschineller KI-Werkzeuge.

Unsere Intention und Motivation hinter dem Projekt lag in dem großen Interesse herauszufinden, inwieweit „Künstliche Intelligenz“, insbesondere im Bereich des Maschinellen Lernens, Einfluss auf einen kreativen und gestalterischen Bauprozess mit einem Roboter haben kann und wie dann die Resultate aussehen würden. Welchen gestalterischen und kreativen Input kann die KI hier im Zusammenhang mit der Robotik leisten? Kann die KI eine eigene ästhetische und auch funktionale Formensprache entwickeln, die vorgegebenen Ansprüchen und Rahmenbedingungen Rechnung trägt? Diese Fragestellungen lassen sich nur in einem interdisziplinären Diskurs erörtern, weshalb sich das LINK-Masters Programm als idealer Rahmen erwies.

Architektur bewegt sich stets an der Schnittstelle zwischen Kunst und Technologie und wird von beidem stark beeinflusst. Die Robotik steht hierbei für eine neue Technologie, die bereits seit einigen Jahren auch in der Architekturforschung Einzug gehalten hat. Neben der Frage von effizienten, innovativen Bauprozessen gilt es zu erforschen, welchen Einfluss die Technologie auf den generellen Gestaltungsprozess hat. Dabei ist die wesentliche Schnittstelle der Computer, der künstlerische Entwurfs- und Herstellungsprozesse mehr und mehr verbindet, wobei die Robotik für die Ausführung genutzt wird. Werden Algorithmen in Zukunft mehr und mehr lernfähig/intelligenter hat dies unweigerlich Auswirkungen auf den Entwurf und die Herstellung bzw. Konstruktion. Gerade im Sinne von nachhaltigem und ressourcenschonendem Bauen können hier komplexe Informationen bzw. Prozesse entwickelt werden, die ggf. einen bedeutenden Beitrag für die gesamte Bauindustrie leisten.

Der erste Kontakt zwischen uns war während des LINK-Masters-Workshops und den Einzelgesprächen in den Chat-Rooms. Da wir beide interessiert daran waren, neben algorithmischem Gestalten die Robotik als Teilbereich des Projektes zu fokussieren, haben wir im Anschluss an den Workshop gezielt nach einem Robotik-Partner gesucht und mit KleroGmbH den perfekten Partner gefunden.

Für uns war es besonders wichtig, dass alle drei Partner*innen, also Andrea, Lena und Klero, jeweils für die eigene spezifische Perspektive bzw. Disziplin einen Mehrwert aus dem Projekt ziehen können. Wir haben versucht, die verschiedenen Interessen und Sichtweisen gleichwertig in das Projekt einfließen zu lassen.

Zunächst galt es, einen gemeinsamen Weg der Kommunikation zu finden. Wie bei den meisten interdisziplinären Projekten stellt das Finden einer gemeinsamen Sprache eine große Herausforderung dar, so auch bei uns. Auch mussten wir einen funktionalen Datenaustausch aufsetzen, also eine Plattform/Softwareumgebung, mit denen die einzelnen Partner alle gemeinsam an dem Projekt arbeiten konnten. Zum Beispiel galt es zu überprüfen, ob die Entwurfs-Daten der Umgebung an der Universität Hannover an einen Klero GmbH-Roboter gesendet und der Bauprozess dort ausgeführt werden kann. Hierbei musste jeder seine Rolle und Aufgabe finden und definieren, sodass es am Ende zu einem Gesamtergebnis führte.

Für uns haben sich die grundlegenden Fragestellungen und Perspektiven nicht geändert, allerdings sind sie auch bei weitem nicht beantwortet worden. Es ist anzunehmen, dass dies der Fall gewesen wäre, wenn es zu einer weiteren zweijährigen Bearbeitung des Projektes gekommen wäre.

Andrea Kondziela ist Architektin und Forscherin im Bereich digitales Design, digitales Handwerk und Roboterfertigung. In ihrer akademischen Praxis erforscht sie Methoden der Roboterfertigung als dynamischen Designprozess und verfolgt deren Potenzial für material- und fertigungsbewusstes Design.
Nach ihrem Abschluss am Institute of Advanced Architecture of Catalunya (IaaC) schloss sie sich der Gramazio & Kohler-Forschungsgruppe an der ETH Zürich an (2010-12) und sammelte Erfahrungen in der Umsetzung von Roboterfertigungsprozessen in der Architektur.
Von 2015-17 unterrichtete sie Master- und Bachelor-Studiengänge am Institut für Medien und Design der TU Braunschweig und war für den Aufbau und die Leitung des Robotic Design Labs verantwortlich. Sie war Adjunct Professor für CAAD an der Detmolder Schule für Architektur und Innenarchitektur (2019-2020), wo sie mehrere Kurse im Rahmen des internationalen Masterprogramms MID for Computational Design unterrichtete.
Derzeit ist sie Lehrbeauftragte am Lehrstuhl für Digitale Methoden in der Architektur (dMA) an der Leibniz Universität Hannover und unterrichtet das Seminar „Roboter in der Architektur”.

Lena Gieseke ist Professorin für Visuelle Medientechnologien im 2016 eingerichteten Studiengang M.A. Creative Technologies an der Filmuniversität Babelsberg Konrad Wolf und als dessen Dekanin für die Entwicklung des Curriculums verantwortlich.
Sie promovierte an der Universität Stuttgart in der Arbeitsgruppe Visual Computing der Fakultät für Informatik mit der Dissertation „Kontrollmechanismen für die prozedurale Generierung visueller Musterdesigns”. 2015 verbrachte Lena Gieseke vier Monate als Gastwissenschaftlerin bei Adobe Research in San Jose, USA. Bevor Lena Gieseke 2012 in die Wissenschaft zurückkehrte, arbeitete sie mehrere Jahre als Softwareentwicklerin und 3D-Künstlerin in der Industrie für visuelle Effekte und 3D-Computeranimation.

Die Berliner Firma KleRo GmbH Roboterautomation (Holger Klempnow, CEO und Torsten Berendt, Head of Project Planning) wurde 2005 als Fachbetrieb für Industrieautomation gegründet. Automatisierung durch Robotik ist die Kernkompetenz der KleRo GmbH Roboterautomation.