İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ Esra GÜRBÜZ
Anabilim Dalı : Bilişim
Programı : Mimari Tasarımda Bilişim
EYLÜL 2009
MİMARİ TASARIMDA BELİREN SİSTEMLER
EYLÜL 2009
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
YÜKSEK LİSANS TEZİ Esra GÜRBÜZ
(523061009)
Tezin Enstitüye Verildiği Tarih : 04 Mayıs 2009 Tezin Savunulduğu Tarih : 10 Eylül 2009
Tez Danışmanı : Prof. Dr. Gülen ÇAĞDAŞ (İTÜ) Diğer Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Arzu ERDEM (İTÜ)
Yrd. Doç. Dr. Şebnem Yalınay ÇİNİCİ (YTÜ)
ÖNSÖZ
Tez çalışmam süresince desteğini, anlayışını, değerli fikir ve önerilerini esirgemeyen, araştırmalarımı destekleyen saygı değer hocam Prof. Dr. Gülen Çağdaş’a sonsuz teşekkür eder ve saygılarımı sunarım.
Jüri üyelerim, Prof. Dr. Arzu Erdem ve Yrd. Doç Dr. Şebnem Yalınay Çinici’ ye değerli katkıları, fikirleri ve gösterdikleri anlayış için teşekkür ederim.
Bugünlere gelmemi sağlayan, desteklerini benden esirgemeyen ve her zaman yanımda olan saygıdeğer anneme, babama ve ablam Jülide’ye;
Çalışmalarım süresince bana gösterdiği anlayış ve destek için sevgili eşim Emre’ye; teşekkürlerimi ve sevgilerimi sunarım.
Eylül 2009 Esra GÜRBÜZ
İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ ...v İÇİNDEKİLER ... vii KISALTMALAR ... ix ÇİZELGE LİSTESİ ... xi
ŞEKİL LİSTESİ... xiii
ÖZET... xv
SUMMARY ... xvii
1. GİRİŞ ... 19
1.1 Tezin Kapsamı ...19
1.2 Tezin Amacı ...20
2. YENİLİKÇİ TASARIM YAKLAŞIMLARI ve ARAÇLARI ... 23
2.1 Algoritma Kavramının Tanımı ve Tasarım Alanında Kullanımı ...26
2.1.1 Algoritmik mimarlık ... 26
2.1.2 L-sistemler ... 31
2.2 Parametrik Tasarım Yaklaşımları ...37
2.3 Evrimsel Tasarım Yaklaşımları ...45
3. BELİREN SİSTEMLER VE MİMARİ TASARIM ... 50
3.1 Belirmenin Tanımı ...50
3.2 Mimari Tasarımda Beliren Sistemler ...51
3.3 Beliren Sistem Uygulama Alanları ve Örnekleri ...56
3.3.1 Eğitim alanında belirme ve tasarım yaklaşımları ... 56
3.3.2 Mimari tasarım pratiğinde belirme ve tasarım yaklaşımları ... 70
4. BELİRME VE MİMARİ TASARIM ÜZERİNE ... 81
KISALTMALAR
AI : Artificial Intelligence (Yapay zeka)
CAD : Computer Aided Design (Bilgisayar Destekli Tasarım) CAM : Computer Aided Manufacturıng (Bilgisayar Destekli Üretim)
ÇİZELGE LİSTESİ
Sayfa
Çizelge 2.1 : L- sistemlerin; üretken ve yorumlayıcı süreçlerini gösteren çizelge ... 32
ŞEKİL LİSTESİ
Sayfa Şekil 2.1 : Dünyanın bitlerden oluştuğunu ifade eden imaj ve hücresel özdevinim
sonucu oluşan imajlar. ... 30
Şekil 2.2 : K. Hopkins tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında üretilen fractallar. ... 35
Şekil 2.3 : M. Synder tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algoritmalar ile üretilmiş bir çalışma. 36 Şekil 2.4 :J. Paek, C. Santos tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algortimlar ile üretilen dikey yapılar.. 36
Şekil 2.5 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘Recursions’ adındaki model . ... 37
Şekil 2.6 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘3-D Game of Life’ adındaki model . ... 37
Şekil 2.7 : ‘Lychnis coronaria’ adlı bitkinin, Kaligari Üniversitesi’nde, L-Studio isimli bir yazılım ile geliştirilen ile gelişim modelinden imajlar . ... 40
Şekil 2.8 : Brandon Pavel Hladík tarafından 2005 yılında, parametrik modelleme ortamında, L-sistemlerle oluşturulan, ‘‘Phyllotaxic Component Growth’ adındaki dijital modelin 3 aşamalı büyüme durumu. ... 41
Şekil 2.9 : Modelin üretim aşaması, perspektifi , kesiti ve planı . ... 42
Şekil 2.10 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri . ... 43
Şekil 2.11 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri. ... 43
Şekil 2.12 : eiFORM yazılım ile geliştirilen kubbevari strüktür. ... 46
Şekil 2.13 : Greg Lynn, Embryological Ev, 1999 . ... 47
Şekil 2.14 : Swiss Re Merkez Ofis Binası, Londra ... 48
Şekil 2.15 : Beijing Havaalanı, Beijing, Çin . ... 49
Şekil 2.16 : Smithsonian Enstitüsü, Washington, ABD ... 51
Şekil 2.17 : Smithsonian Enstitüsü, strüktürel analiz çalışmalarından imajlar ... 51
Şekil 2.18 : Evrimsel biyoloji, hesaplama ve hesaplamalı bilimler ilişkisini gösteren diyagram ... 52
Şekil 2.19 : Evrimsel tasarım köklerini, hesaplamalı bilimlerden, tasarımdan ve evrimsel biyolojiden alır. ... 53
Şekil 2.20 : Bir tasarım problemi için oluşturulmuş çözüm kümesi . ... 53
Şekil 2.21 : Ev tasarımının, 4’lü kümeler halinde gelişen/ evrimleşen süreci. Daire içine alınmış olanlar, ebeveyn ve çocuklardır.. ... 55
Şekil 3.1 : Danie Coll, Bant morfolojiler, Londra, 2004–05. ...65
Şekil 3.2 : Danie Coll, Bant morfolojiler, Londra, 2004–05. ...65
Şekil 3.3 : Neri Oxman, Edimsel Morfolojiler: The Vertical Helix, Londra,. ...66
Şekil 3.4 : Metapatch isimli projenin, Rice Mimarlık okulunda sergilenen bir prototipi, 2004.. ...68
Şekil 3.5 : Bileşenlerin farklılaşması ve çoğalmasını gösteren modeller . ...69
Şekil 3.7 : GENR8 ile üretilen yüzeyler . ... 72
Şekil 3.8 : Genr8 ile geometrik analizler sonucu üretilen yüzeyler. ... 73
Şekil 3.9 : GENR8 ile üretilen yüzeyler . ... 74
Şekil 3.10 : Pnömatik sistem ve yüzey noktaları . ... 72
Şekil 3.11 : Pnömatik sistem ve üretilen nesiller . ... 76
Şekil 3.12 : Sarmal kule çalışması, gelişim şeması. ... 79
Şekil 3.13 : Sarmal kule çalışması. ... 80
Şekil 3.14 : Parazit yapılar . ... 81
Şekil 3.15 : Jyväskylä Müzik ve Sanat Merkezi kafes strüktürü ve performans analizleri . ... 82
Şekil 3.16 : Jyväskylä Müzik ve Sanat Merkezi kafes strüktürü ve performans analizleri ve fiziksel modeli . ... 82
Şekil 3.17 : Sundsvall Performans Sanatları Merkezi mevcut binaya yaklaşım . ... 83
Şekil 3.18 : Sundsvall Performans Sanatları Merkezi tasarımı . ... 84
Şekil 3.19 : Garak balık pazarı tasarımı, Kore... 84
Şekil 3.20 : Garak balık pazarı, fonksiyona göre bölümleme , Kore. ... 84
Şekil 3.21 : Garak balık pazarı, fonksiyona göre bölümleme , Kore . ... 72
MİMARİ TASARIMDA BELİREN SİSTEMLER ÖZET
Bilgisayarın mimari tasarımdaki rolü ne olmalıdır sorusu uzun yıllardır sorulan bir sorudur. Bilgisayarın tasarım için bir araç olmaktan çıkıp bir ortam haline gelmesi ile pek çok yeni tasarım anlayışı ve kavramı ortaya çıkmıştır. Bu disiplinlerarası ortamda (bilgisayar destekli tasarım (CAD), bilgisayar destekli üretim (CAM) ve bilgisayar destekli mühendislik (CAE) gibi ortaya çıkan yeni kavramlar ve anlayışlar yeni sistemlerin doğmasını ve ön tasarım aşamasından üretim aşamasına kadar olan tasarım sürecinin yeniden ele alınmasını sağlamıştır.
Günümüzde pek çok tasarımcı geleneksel yöntemlerle başladıkları tasarımlarına bilgisayar ortamında devam ediyor veya tasarımlarını görselleştirmek veya dijitalleştirmek için bu ortamı kullanıyor. Bilgisayarı bir araç olarak kullanmak genel anlayış iken insan beynine paralel bir düşünce sistemi olarak görmek ve kullanmak yenilikçi tasarım anlayışları ile gelen bir düşüncedir. Yenilikçi tasarım yaklaşımları, yeni tasarım süreçlerini ve düşünme pratiklerini de beraberinde getirmiştir. Bu yaklaşımlar, yeni tasarım süreçlerinin, ifade yöntemlerinin ve üretim teknolojilerinin gelişmesine olanak sağlamıştır.
Bu tez kapsamında ele alınan, yenilikçi tasarım yaklaşımlarından; beliren sistemler, son yıllarda mimari tasarım alanında, sıkça kullanılır hale gelmiştir. Mimarlıkta, farklı etmenlerin ve disiplinlerin bireysel olarak değil de, bir bütün olarak nasıl ele alınabileceği ve mimari tasarım sürecinde form, malzeme ve davranış birlikteliğinin nasıl sağlanabileceği sorularının cevabını beliren sistemler ile aramak mümkündür. Sistemin bütüncül yaklaşımı ile mimari tasarım sürecinde mekansal ihtiyaçlar, form üretimi, malzeme sistemleri ve uygulama teknolojileri, performans kapasiteleri bir bütün olarak ele alınır ve her biri üretken bir mekanizma olarak sürece dahil edilir.
Bu tez kapsamında, beliren sistemlerin bütüncül yaklaşımı mimari tasarım eğitimi ve pratiği alanlarındaki örnekler üzerinden incelenerek geleceğe yönelik öneriler geliştirilmiştir.
EMERGENT SYSTEMS IN ARCHITECTURAL DESIGN SUMMARY
The role of computation in architectural design has been discussing for the last two decades. Using computation as a media in design field, rather than a tool opens up new design and manufacturing approaches. The development of new fields like; CAD (Computer Aided Design), CAM (Computer Aided Manufacturing), CAE (Computer Aided Engineering) offers possibility to rethink the design process.
Today most of the designers, first start designing with traditional methods and afterwards use computers as a tool for digitalizing and visualizing. While the general tendency is modifying traditional techniques to benefit from digital technology and using computer as a tool, with the development of new generative design approachs, we start to deal computer as a parallel thinking system. New design approaches brought together new design processes, practices and though new visualiton techniques, production technologies.
Emergent systems, as one of new design approaches which are handled in the content of this thesis, are used frequently nowadays in architectural design. With emergenct systems we can find solutions for the problem of organizing different agents and layers as a whole, synergy of form, material and behaviour, during design process.
In emergent systems, form-finding processes, spatial requierements, material systems, production technologies and performance capacity are managed as a whole and also individually each one as a generative agent.
In the content of this thesis, emergent systems’ integrated approach are explored via examples from architectural design education and practice. Afterwards through these axamples some suggestions about design future are proposed.
1. GİRİŞ
Bilgisayar destekli tasarım (CAD) araçlarının, tasarım alanında kullanılmaya başlaması ile yeni tasarım teknikleri ve süreçleri oluşmuştur. Tasarımcılar bu tekniklere adapte olmaya çalışırken genel eğilim; bu araçlardan yararanmak amacıyla geleneksel tasarım yöntemlerinin değiştirilmesi, adapte edilmesi yönündedir. Bazı tasarımcılar, bilgisayarı bir soyutlama aracı olarak kullanırken, Karl Chu, Greg Lynn, Kostas Terzidis gibi isimler bu ortamın üretken sürecinden ve potansiyelinden yararlanarak kendi tasarım ortamlarını oluşturmaktalar.
Tasarım çok bileşenli bir sistemdir. Geleneksel yöntemlerle tasarımcının tüm bileşenleri ve parametreleri aynı anda ele alması mümkün değildir. Ancak yenilikçi yaklaşımlarla; bilgi, veriler, kısıtlamalar,hatta sezgiler bile dijital tasarım sürecine dahil edilebilmekte, yeni tasarım ve düşünme süreçleri belirmektedir.
1.1 Tezin Kapsamı
Bu tez kapsamında; son yıllarda, mimari tasarımda kullanılan yenilikçi tasarım yöntemleri ve daha detaylı olarak; beliren sistemler incelenmektedir. Beliren sistemlerin bütüncül yaklaşımının tasarım sürecinde nasıl rol oynadığı, mimari
tasarım pratiği ve eğitim alanında nasıl kullanıldığı örnekler üzerinden
araştırılmaktadır.
Tezin ikinci bölümünde, günümüzde kullanılan yenilikçi tasarım yaklaşımları ve araçları daha detaylı bir şekilde ele alınmıştır. Öncelikle, algoritmaların mimari tasarımda kulanımının önemine değinilerek, algoritmik mimarlık örneklerine ve L-sistemlerin mimari tasarımda kullanım örneklerine yer verilmiştir. Ardından, parametrik tasarım yaklaşımları incelenmiş ve John Frazer’ın evrimsel tasarım yaklaşımlarından yararlanılarak, evrim ve biyoloji gibi kavramların mimarlıkta kullanımlarına değinilmiştir.
Bu tezin ana teması olan beliren sistemler, mimari tasarım eğitimindeki ve mimarlık pratiğindeki kullanım örnekleri üzerinden incelenmiştir.
1.2 Tezin Amacı
Hesaplamalı teknolojilerin gelişimi, mimari tasarıma bilgisayar destekli tasarım araçlarının kullanımı olarak yansımıştır (Testa, O’Reilly, Devyn Weiser, Ian Ross, 2001). Yenilikçi tasarım yaklaşımları, yeni tasarım süreçlerini ve düşünme pratiklerini de beraberinde getirmiştir. Bu yaklaşımlar, yeni tasarım süreçlerinin, ifade yöntemlerinin ve üretim teknolojilerinin gelişmesine olanak sağlamıştır.
Modelleme ve animasyon araçlarının gelişimi ile yeni formlar yaratmak, karmaşık
geometrilere hakim olmak mümkün hale gelmiştir, hatta programlama betikleri ile
yazılımların sınırları dışına çıkılıp, kişisel yaklaşımlar geliştirilmiştir. Bu yazılımlar;
karmaşık bir formun oluşumu için gerekli tüm bilgilerin kodlanarak hesaplanabilir
hale gelmesini ve bu hesaplamaların fiziksel üretim alanında da kullanılmasını
sağlamaktadır. Bu sayede pek çok süreç ve teknik aynı anda ele alınabilir, tek bir
sonuca değil, sonuçlar kümesine ulaşılabilir; sistemler ve bileşenler arası
performansa odaklanılabilir. Bu yaklaşımlarda amaç genel olarak; tasarım üreten bir
yazılım geliştirmekten, en iyi başlangıç durumlarını bulmaktan öteye giderek sistem
ve parçalar arasındaki ilişkileri ortaya koymaktır.
Bu tez kapsamında ele alınan, yenilikçi tasarım yaklaşımlarından; beliren sistemler, son yıllarda mimari tasarım alanında, özellikle de mimari tasarım eğitiminde sıkça kullanılır hale gelmiştir. Mimari tasarım pratiği ve eğitim alanı bu konuda işbirliği içinde çeşitli çalışmalar yapmakta ve bu tür çalışmalar ele alınan sistemin gelişmesine, düşünsel ve pratik anlamda farklı uygulama alanları bulmasına olanak sağlamaktadır.
Beliren sistemler; mimari tasarımın çok bileşenli, karmaşık kurgusunun ve doğrusal olmayan sürecinin ilişkiler bağlamında daha geniş bir çerçeveden ele alınmasını sağlamaktadır. Günümüzde yaygın olan tasarım sürecinin (ön tasarım aşamasını takip eden uygulamaya yönelik çalışmaların yapıldığı süreç) aksine beliren sistemler, tasarım ve üretim sürecini bir bütün olarak ele alır. Sistemin tüm bileşenleri ve etmenleri var olmayı, oluşmayı sağlar. Belirme, hiçbir zaman parçalarla tekil olarak ilgilenmez, sistem için önemli olan; parçalar arasındaki bütünsellik, birliktelik,
ilişkiler ağı ve süreçtir. Beliren sistemlerin bütünselliği, sistemi meydana getiren parçaların sahip oldukları bireysel özelliklerin toplamından daha fazlasıdır. Doğa ve biyolojideki evrimsel yapılar beliren sistemler için örnek teşkil etmektedir. Sistemin bütüncül yaklaşımı, mimari tasarım alanında, form malzeme, strüktür veya geometri, doku, davranış birlikteliği olarak yorumlanabilir. Mekansal ihtiyaçlar, form üretimi, malzeme sistemleri ve uygulama teknolojileri, performans kapasiteleri bir bütün olarak ele alınır ve her biri üretken bir mekanizma olarak tasarım sürecine dahil edilir.
Bu tez kapsamında mimari tasarım eğitimi ve mimari tasarım pratiğinden beliren sistem örnekleri, sistemin bütüncül yaklaşımı kapsamında incelenmiştir. Yenilikçi tasarım yaklaşımlarının mimari tasarım süreci, düşünme pratiği ve üretim teknolojileri üzerine getirdiği yenilikler, beliren sistemler üzerinden ele alınarak tartışılmıştır.
2. YENİLİKÇİ TASARIM YAKLAŞIMLARI ve ARAÇLARI
Bilinen ilk hesaplamalı tasarım araçları ekran ile kağıdı, fare ile kalemi taklit
etmekteydi ve mimari dili çeşitli kütüphaneler ve önceden tanımlanmış mimari
elemanlarla kısıtlamaktaydı. Robert Aish; “Kapı, pencere, duvar gibi mimari
kelimelerin dijital karşılıkları da tamimiyle aynıydı. Belki o dönemde uygulanabilen
sadece bu kadardı. Ancak bunun sonucunda, hayli sınırlı olan bu dijital ortamın daha
etkin ve sınırsız olarak kullanılabilmesi için daha az geleneksel bileşenlerden oluşan,
daha serbest mimari geometrilere imkan tanıyan bir ortamın geliştirilmesi gerektiği
ortaya çıktı. Bugün, parametrik tasarım araçlarının farkı; kurgunun çok daha soyut
olması ve aynı zamanda sistemin “genişletilebilir” olması yani tasarımcının kendi
sözlüğünü ve kütüphanesini oluşturabilmesi ve önceden tanımlı geometrilere bağlı
kalmaksızın, tasarım araçlarını kendinin geliştirebilmesidir. Kuşkusuz bu
gelişmelerde, algoritmaların, CAD yazılımlarında betikler olarak kullanılmasının
etkisi yadsınamaz. Algoritmaların, mimari tasarımda kullanılması ile pek çok yeni
tasarım araç ve yaklaşımları ortaya çıkmıştır. Tezin bu bölümünde, yenilikçi tasarım
başlığı altında algoritmalar, algoritmaların tasarım alanında kullanımı, parametrik ve
evrimsel tasarım yaklaşımları ele alınacaktır
2.1 Algoritma Tanımı ve Tasarım Alanında Kullanımı
“Her şey algoritmadır” (Chaitin, 2003).
Şekil 2.1 : Dünyanın bitlerden oluştuğunu ifade eden imaj ve hücresel özdevinim sonucu oluşan imajlar (Chu, 2006)
Tasarım araçlarının, tasarım sürecindeki etkisi büyüktür. Kullanılan aracın ulaşılabilirliği, kullanım rahatlığı, başka araçlarla entegrasyonu ve kullanıcının araca olan yatkınlığı süreci ve sonucu etkileyen faktörlerdir. Bir tasarım aracı veya ortamı olarak bilgisayarın tasarım sürecindeki rolü yıllardır süregelen bir tartışma konusudur. Bu konuda varılan ortak görüşlerden biri; günümüzde bilgisayarın çoğunlukla bilgilerin dijital ortama aktarılması için bir araç olarak kullanılması, ancak tasarım problemlerinin çözümünde bir işbirlikçi olarak kullanılmamasıdır. Tasarımcı, tasarım kararlarını beyninde aldıktan sonra, bu kararların görselleştirilmesi ve depolanması için bilgisayarı kullanır. Ancak bilgisayar, tasarımdan üretime kadar olan sürecin tasarlandığı bir ortam olarak kullanılması durumunda, tasarım dünyasına yeni olasılıklar ve bakış açıları getirmektedir. Bilgisayarın bu süreçteki yeri düşünüldüğünde, tasarım problemi, tasarım süreci ve sonuç ürün gibi kavramlarının yeniden ele alınması gerekmektedir. Terzidis, tasarım sürecinde bilgisayarı beynin bir uzantısı olarak değil, farklı yeteneklere sahip bir ortak, işbirlikçi olarak görmek gerektiğini savunuyor. “Bilgisayar insan beynin farklı versiyonu değil, aynasıdır.” (Terzidis, 2006a) .
Tasarım süreci doğrusal bir akış içermez; bu süreçte her zaman geri dönüşler olur. Bu süreç içerisinde bazen sezgisel, bazen rasyonel kararlar alınabilir. Pek çok kuramcıya göre; sezgisel yaklaşımlar, kara kutu yaklaşımı tasarımın temelini oluşturur. Yani tasarım ve gelişim süreci çok özneldir. Ancak bu durum tasarımın, rasyonel bir tutarlılığa sahip olmasına karşıt değildir (Terzidis, 2006a). Eğer tasarımı bir süreç olarak ele alırsak; sezgisel yaklaşımların ve rasyonel kararların bu süreçte, bir noktada birleşmesi gerekir. Topografyanın potansiyelleri, yapılı çevre, mimari program gibi veriler ve tasarımcının yaratıcı düşünceleri birleşir. Geri beslemeler, kurallar ve kısıtlamalara bağlı değişiklikler ve geri dönüşler tasarım sürecinin doğasında vardır. ‘Doğrusal olmayan ve tasarımcı odaklı olan bu sürece, bilgisayar bir karar destek sistemi olmaktan öte, bir tasarımcı olarak nasıl dahil edilebilir?’ sorusu, insan ve makine arasında nasıl bir etkileşim olması gerektiğinin cevabını verir.
Bilgisayar ile olan işbirliği sayesinde insan düşüncelerinin sınırları aşılıp, algoritmalar ile geleneksel düşünme mantığının dışına çıkılabilir, fikirler paralel anlamda veya farklı yönlerde geliştirilebilir. Bilgisayarda uygulanan algoritmik
prosedürler ve beynin düşünme sistemi aslında benzerdir. Nasıl prosedürlerde kurallar ve kısıtlamalar varsa, insan beyni de tasarım sürecinde belirli kurallar ve kısıtlamalar kullanır. Ancak bilgisayarın ve insan beyninin bu kuralları ve kısıtlamaları uygulayış şekilleri farklıdır. Tasarım sürecinde yaratıcı çağrışımlar; bilgilerimiz doğrultusunda, kurallar ve kısıtlamalarla kontrol altın alınır. Üretken bir materyal olarak algoritmaların, yaratıcılık üzerindeki etkileri kaçınılmazdır.
Algoritma; belli bir durumdan başlayarak sonlu sayıda adımlarla, belli bir sonucu elde etmenin yöntemini tarif eden, iyi tanımlanmış kurallar kümesidir. Algoritmalar; bir problemin gramere ve sözdizim kurallara uyularak, cümlelerle ifade edilmesidir. Bazen sonucu belli bir problemi çözmek, bazen de iyi tanımlanmamış, sonucu belirsiz problemleri çözmek için kullanılan algoritmalar, olası çözümler sunabilecek yollar tanımlarlar ve bilgisayarlar tarafından çalıştırılabilirler. Bilgisayar tarafından algılanabilen bu cümleler, yani algoritmalar insan ve bilgisayar arasında bir arabulucu görevi görür. Bir başka deyişle; bilgisayarın bir problemi nasıl çözebileceğini ve insan düşüncelerinin algoritma ile nasıl ifade edilebileceğini gösterir. Algoritmalar her zaman olasılıklı sonuçlar aramaya veya çözüme yönelik olmayabilir, örneğin; doğal bir sürecin nasıl işlediğini gösteren benzetimler de olabilirler.
Algoritma yazım süreci de kendi içinde bir algoritmadır. Programlamacı insan, ilk algoritmayı kurar ve ardından orijinal algoritma, başka algoritmalar yaratır. Algoritmanın ana fikri bir insana ait olsa da, algoritmalar; tanımlayan, açıklayan ve bir seri işlem yapan ve bunların sonucunda da başka işlemler tanımlayan süreçlerdir. Bazen orijinal kodun amacından ve olası sonuçlarından uzaklaşılarak farklı sonuçlar elde edilebilir ve rastgele durumlar oluşturacak kodlar, tahmin edilemeyecek sonuçlar doğurabilir (Terzidis, 2006).
Tasarımı, algoritmalar gibi belirli bir sorunu çözmeye yönelik prosedürler bütünü olarak ele almak mümkündür. Çünkü tasarım; akılda belirlenen bir amaç için alınan kararlar bütünüdür. Bu kabule göre; her kararın arkasında bilinçli bir akıl vardır. ‘Eğer kararları bilinçli bir akıl yerine bilinçsiz etmenler alsaydı ne olurdu ve bu durumda amaç, kaynağı ile ilişkilendirilmek yerine süreç ile ilişkilendirilebilir miydi?’ soruları algoritmaların, tasarım sürecindeki rolüne ve önemine referans veren sorulardır (Terzidis, 2006).
Tasarımda kullanılacak algoritmaları kurgularken, tasarım sürecini de kurgularız ve tasarıma dair ipuçları elde ederiz. Algoritmaları; beynin yapabileceği işlemleri daha hızlı ve daha fazla olasılık üreten süreçler olarak kullanmak yerine, insan beynine paralel işleyen, tamamlayıcı bir süreç olarak kabul edebiliriz. Yeni kavramlar, formlar, fikirler üreten birer tasarım aracı olarak yorumlayabiliriz. Geleneksel tasarım sürecinde karar verme mekanizması tasarımcıdır ve kontrol onun elindedir. Algoritmik süreçlerde ise; başlangıç durumuna, izlenecek yola, genel kurguya yazılımcı veya tasarımcı karar verse de sonuç ürün onun kontrolü altında değildir. Yani algoritma insan beyninin yorumlanmasından öte düzenlenmesi, araştırılması ve kodlanmasıdır (Terzidis, 2006).
2.1.1 Algoritmik Mimarlık
Terzidis, ‘Algoritmic Architecture’ adlı kitabında, “algotecture” terimini, algoritmaların, mimarlıkta kullanımına işaret etmek amacıyla kullanmıştır. Algoritmalar sonucu belli olan veya olmayan pek çok problem için çözüm stratejileri oluşturur. Mimari tasarımda da farklı çözüm yolları vardır, sonuç değişkendir, ucu açıktır ve kesin değildir. Tasarım böyle bir yapıya sahipken kodlar, standartlar, sabitler ve hesaplamalı değişkenlerle, dijital ortamda, tasarıma nasıl alternatifler sunulabilir sorusu akla geliyor. Ancak algoritmalar her zaman sonuca yönelik olmayabilirler, çözüm yolları önerebilir, bir süreç tanımlayabilirler. Bir algoritma, örneğin; A noktasından B noktasına hangi yoldan gidilmesi gerektiğinden öte hangi yollardan gidebileceğini söyleyebilir, süreci tanımlayabilir. Bazı karmaşık, muğlak ve ucu açık sorunlar vardır ki; insan beyni bunları çözme konusunda yeterli olmayabilir; böyle durumlarda bilgisayar sistemleri ve insan beyni arasındaki etkileşimli bir ilişkiye ihtiyaç duyulabilir (Terzidis, 2006).
Günümüzde genel olarak mimarlar, bilgisayarı üretmek, tartışmak ve farklı formları eleştirmek için bir araç olarak kullanmaktalar. Bilgisayarlar bir araç olarak nitelendirilmekte, çünkü bu süreçlerde birer asistan gibi kullanılmaktalar. Hâlbuki bu hesaplamalı araçların hepsinin temelinde, programcılar tarafından yazılan, bilgisayarın aritmetik ve mantıksal yeteneğini kullanarak, sonuç üreten algoritmalar yatmaktadır (Terzidis, 2006).
Ticari yazılımlar, son yıllarda bu duruma farklı bir boyut kazandırmıştır. Bazı mimarlar bu yazılımlar aracılığıyla farklı arayışlara girerek, sınırları zorlarken, bazıları bu tür programların sınırları içinde kalıp, yazılımın imkan verdiği ölçüde onları kullanmaktalar. Tasarım sürecinde kullandığımız yazılımlar gün geçtikçe gelişse de, hepsinin kendi içlerinde bazı sınırlamaları ve zorlukları vardır. Bu yazılımlar, özellikle 3 boyutlu yazılım programları, farklı form arayışlarının görselleştirilmesine ve geometrilerin çözümlenmesine olanak sağlamaktalar. Ancak, tüm bu programlarda, kullanıcı programın sınırları dahilinde forma müdahale edebilmektedir. Tasarımcının analizleri, mimari programın gereklilikleri, program aracılığıyla form üretim sürecine yansıyamamaktadır. Bu duruma alternatif olarak; algoritmik mimarlık, bu tür programlara (örneğin: MEL, 3DMaxScript, ve FormZ 4.0) çeşitli betikler aracılığıyla yamalar yapılarak, yazılımın kısıtlamalarından kurtulmuş, farklı tasarım ortamları yaratmaktadır.
Tasarımcılar, bilgisayarı ve sunduğu olanakları farklı şekillerde kullanmaktalar. Pek çok tasarımcı, yazılımların sunduğu interaktivite olanakları ile sınırları kalırken, Karl Chu, Kostas Terzidis, George Liaropoulos-Legendre, Mike Silver and CEB Reas kendi tasarım araçlarını ve ortamlarını tasarlamayı tercih ediyorlar. Kostas Terzidis; tasarımcıların, betikler (script dilleri) kullanarak, 3 boyutlu yazılımların fabrikasyon limitlerinin ötesine geçilebileceğini ifade ediyor (Terzidis, 2006).
Kodun mimarideki yeri sorusunun cevabını verebilmek için, dijital tasarım araçları
gelişim sürecine bakacak olursak; 70’li yıllarda başlayan, fraktal ve biçim grameri
gibi kural tabanlı tasarım yöntemleri ile plan çözmeye yönelik eğilimler, bugün
yerini betiklerle algoritmalar yaratmaya, hibrid süreçler kullanma eğilimine
bırakmıştır. Önceleri mimarlar, algoritmalar aracılığıyla karmaşıklık seviyesini
azaltmaya çalışırken bugün algoritmalar ve hesaplamalı araçlar aracılığıyla
karmaşıklığın potansiyellerini keşfetmeye çalışmaktalar. 1980’li yılların başında,
matematikçi Stephen Wolfram, bilgisayar deneyimlerindeki karmaşıklık sorununu
hücresel özdevinimi temel alarak çözmeye çalışmıştır. Matematiksel formüller ve
tahminlere dayandırılmış, geleneksel bilimleri, karmaşıklık sorununu ele alamamaları
açısından eleştirmiş, doğal ve yapay, karmaşık süreçleri hesaplamalı olarak
uygulamıştır. Karmaşıklığın, karmaşık süreçler ve organizasyonlar sonucu oluştuğu
yaygın inancına karşın Wolfram, basit kuralların, yüksek derecede karmaşıklık
kuralları örnek göstermiştir. Wolfram’ın hesaplama çalışmaları daha önceki dönemlere ait “Alain Turing’’s Machine” (1936) ve Aristid Lindenmayer’ın
L-sistemler (1968) modellerine dayanmaktadır. Bu çalışmalar özellikle algoritmik
mimari ile ilgili tartışmalarda önemli bir yere sahiplerdir (Rocker, 2006).
Günümüzde de, Terzidis ve Chu araştırmalarını; olası ve tanımlanmamış
karmaşıklıkları çözebilecek kapasitede basit ve iyi tanımlanmış kurallara
dayandırmaktalar. Terzidis, algoritmik prosedürlerin, hesaplamadan ve
dijitalleştirmeden farklı olarak iyi bir soyutlama aracı olduğunu ve algoritmik
strüktürlerin, deneyimden ve algıdan bağımsız olarak soyut modeller üretebileceğini
düşünüyor (Rocker, 2006). Prosedürlerin, tasarım alanında kullanılmasının olumlu
tarafı; basit ve iyi tanımlanmış kurallardan, farklı karmaşıklık seviyesinde sonuçlar
üretmesidir. Terzidis’in Harvard Üniversitesinde verdiği bir ders kapsamında, K.
Hopkins tarafından yapılan uygulamada (Şekil 2.2), geometrik objeler, belirli örüntüler temel alınarak tekrar edilerek kopyalanmıştır. Başlangıç seviyesi ve uygulanan kurallar oldukça basit olmasına karşın sonuç ürün olarak oldukça karmaşık örüntüler elde edilmiştir.
Şekil 2.2 : K. Hopkins tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında üretilen fractallar (Terzidis, 2006)
Algortimaların mimari tasarımda kulanımı, geleneksel bazı kurallardan ve
kısıtlamalardan kurtularak, daha özgür bir şekilde form arayışlarına olanak sağlar.
Sonuç ürün yoruma açıktır. Bu kullanımın olumsuz olarak nitelendirilebilecek olan
formların tasarım için fazla soyut kalması ve aşağıdan yukarı bir süreç için çok
elverişli olmamasıdır.
Şekil 2.3 : M. Synder tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algoritmalar ile üretilmiş bir çalışma (Terzidis, 2006)
Ancak burada sorulması gereken soru, algoritmaların ne amaçla kullanıldığı ve nasıl
bir sonuç elde edilmek istendiğidir. Örneğin, L-sistemlerin kullanıldığı bazı
örneklerde de amaç farklı form arayışları iken, genetik algoritmaların kullanıldığı
durumlarda amaç, form –malzeme ve strüktür ilişkisini sorgulamak olabilir. Şekil
2.4’de gördüğümüz örnekte, dikey yapılar için çeşitli form ve strüktür denemeleri yapılmıştır.
Şekil 2.4 : J. Paek, C. Santos tarafından, 2005 yılında, Harvard Üniversitesinde, Terzidis’in bir dersi kapsamında algortimlar ile üretilen dikey yapılar (Terzidis,
Aşağıda gördüğümüz ve Brandon Williams tarafından üretilen örnekler, basit
kurallar ile algortimik olarak üretilmiş, farklı karmaşıklık seviyelerinde soyut
modellerdir.
Şekil 2.5 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘Recursions’ adındaki model (Rocker, 2006)
Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘Recursions’ adındaki bu
modelde; özyinelemeli prosedürler, belirsiz sayıda tekrar ederek önceden belirlenmiş
kurallarla kodları okur ve yeniden yazar. Her üretim kendinden bir sonrakini ve dolayısıyla tüm üretimi etkiler.
Şekil 2.6 : Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘3-D Game of Life’ adındaki model (Rocker, 2006)
Brandon Williams tarafından 2004 yılında üretilen, ‘3-D Game of Life’ isimli bu
modelde; hücresel özdevinim ve ‘Game of Life’ tasarımın temelini oluşturur.
Hücrelerden biri aktif olduğu an kodlar çalışmaya başlar ve üretim gerçekleşir
(Rocker, 2006).
Algoritmaların, CAD yazılımlarında betikler olarak kullanılması ile mimari
tasarımların biçimlendirilmesinde ve soyutlanmasında da kullanılmaya
başlamışlardır. Algoritmalar ile mimari tasarım kararları ve parametreleri
kodlanabilir, CAD yazılımları ile algoritmaların ürünleri görselleştirilebilir, fiziksel
üretim için veri elde edilebilir. Algoritmaların mimari tasarım sürecinde kullanımını,
geleneksel yöntemlerin dijitalleştirilmesine veya farklı form arayışına indirgememek gerekmektedir. Algoritmaların strüktüre edilmiş, rasyonel yapıları, indirgemeci bir özellik olarak algılansa da, algoritmalar insan zekasını ve hesaplamalı bilimlerin
yaratıcılığını birleştirerek farklı seviyelerde karmaşıklıklar yaratabilir, problemlere
farklı çözüm kümeleri oluşturabilirler. Bir başka deyişle; algoritmik tasarım,
hesaplamalı karmaşıklık, bilgisayarın ve tasarımcının yaratıcı tasarım olanaklarının
bir arada kullanılmasına olanak sağlar. Mimari tasarımda kullanılan, üretken
algoritmaları, L-sistemleri ve evrimsel algoritmaları birer tasarım aracı olarak kabul edebiliriz.
2.1.2 L-Sistemler
1968’de, Macar biyolog Aristid Lindenmayer çok hücreli basit organizmaların büyüme örüntülerini incelemiştir. Aynı yıl Lindenmayer veya L- sistem adı verilen, bu tarz basit organizmaların gelişimini tanımlayan, Chomsky gramerine dayalı, biçimsel dile sahip bir sistem geliştirmiştir. L sistem, karakter dizileri ile ifade edilen, belirli objelerden oluşan soyut bir strüktür, biçimsel bir gramere sahiptir. Bu
sistemin dört temel elemanı vardır; bir başlangıç noktası, kurallar ve sentaks dizisi,
değişkenler ve sabitler. Günümüzde halen bitki gelişimi ve mimari tasarım
alanlarında kullanılmakta olan bu modeldeki değişkenlik ve çeşitlilik farklı başlangıç
noktaları ile sağlanabilmektedir (Rocker, 2006).
Mimar ve programlamacı, Micheal Hansmeyer, L-sistemleri; üretken ve yorumlayıcı olmak üzere 2 sürece ayırıyor. Üretken süreç, karakter dizilerinde (string) harflerin önceden belirlenmiş kurallara göre yer değiştirmesidir. Yorumlayıcı süreç; yine
önceden belirlenmiş kurallarla, yerleri değişen harflerle yeni dizilerin oluşturulmasıdır. (http://www.mh-portfolio.com/Algorithms_Architecture/p11s.html, 2009)
Çizelge 2.1 : L-sistemlerin; üretken ve yorumlayıcı süreçlerini gösteren çizelge.
Süreç örnekleri
Üretken Süreç Yorumlayıcı Süreç
Girdiler:
• Tekrar sayısı :3
• Başlangıç karakter dizisi : A • Yer Değiştirme Kuralı: A ABA B AC Yer Değiştirme Süreci:
0) A 1) ABA 2) ABAACABA 3) ABAACABAABACABAACABA Girdiler: • Karakter dizisi : ABAACABAABACABAAC ABA • Yorumlayıcı kurallar: A = İleri git B = Sağa dön C= Sola dön Görsel Yorumlama: B AAB A A AAC C A(…)
Biyologların ve bilgisayar mühendislerinin, bitkilerin çevresel koşullara göre değişmesi konusu üzerine yaptıkları ortak çalışmalar, enteresan sonuçlar vermiştir. Bu değişim ve gelişimler dijital olarak modellenerek, girdi değişimleri ile oluşan sonuçlar incelenmiştir. Bu tür gelişim modelleri, mimarlık için ve özellikle mimari dijital modeller için ilham verici bulunmuştur. Verilerin değişimi ile her seferinde farklı sonuçlar elde edilen bu tür bir model ile farklı mimari stratejiler ve metotlar geliştirmek mümkündür. Mimari ihtiyaçların ve seçeneklerin parametrik bir şekilde düzenlenmesiyle, çevresel verilere, malzeme ve performans ihtiyaçlarına duyarlı bir model elde edilebilir, sürdürülebilirlik gibi konulara yeni bakış açıları getirilebilir. Kaligari Üniversitesi’nden, Profesör Przemyslaw Prusinkiewicz ve ekibinin bitkilerin hesaplamalı büyüme ve gelişim modelleri üzerine, diğer disiplinlerle işbirliği içinde yürüttükleri çalışmalar, mimari tasarım alanında da kullanılabilme olanağına sahiptir. Bitkilerin büyüme ve gelişimini gösteren modeller, bitki geometrisini sürekli veya süreksiz bileşenler olarak kabul eden matematiksel ve mekansal modellere dayanır. Bileşenler bölgesel olarak bitki hücrelerini, genel olarak da düğüm noktalarını, filizleri, yaprakları kısacası bitkiyi bir bütün olarak içermelidir. Formu,
gelişimin bir sonucu olarak tanımlayan gelişimsel modellerde, gelişimi etkileyen değişkenler değiştirilerek sonuçlar aşamalı olarak izlenebilmektedir. Benzetimlerin ürettiği hesaplamalı veriler, imajlar ve animasyonlarla desteklenerek görsel açıdan daha anlaşılabilir bir hale getirilebilir. Professor Prusinkiewicz’e göre hesaplamalı modelleri kullanmanın pek çok avantajı vardır. İlk olarak gelişimsel mekanizmaların hesaplamalı olarak algılanmasına yardımcı olur, ikincil olarak da; gelişimsel farklı durumlar arasındaki etkileşimlerin anlaşılmasına yardımcı olur. Bu modeller ile mimari tasarımda, çevre ve sistem arasındaki ilişkiyi veya alt sistemler ve bütün sistem arasındaki ilişkileri pekiştirebilecek, analitiksel ve üretken yaklaşımlar geliştirilebilir. Bitki gelişim modellerinde, yer çekimi, yönelim gibi pek çok bileşen modele dahil edilerek bunların bitki strüktürüne etkisi ve engelleri görülebilmektedir. Bu tür modeller, metodolojik olarak geliştirilerek, mimari tasarım için uygulanabilir; tüm yapı sistemleri ve kabuk, pek çok değişken veri ile optimize edilerek en yüksek performans seviyesine ulaşılabilir. Örneğin yer çekimi etkisi ve strüktürel davranışlar birleştirilebilir, buna çevresel ve iklimsel faktörler (güneş enerjisi, yağmur suyu vb.) eklenebilir. Tasarım sürecinin sonunda her sorun için teker teker çözüm üretmek yerine, tasarım aşaması, yapısal kararların alımı ve üretim bir bütün olarak ele alınabilir. Bu sayede modeller, görselleştirmeden öteye giderek kararların alındığı bir süreç olmaya başlamaktadır (Hensel, Menges, 2006).
Şekil 2.7 : ‘Lychnis coronaria’ adlı bitkinin, Kaligari Üniversitesi’nde, L-Studio isimli bir yazılım ile geliştirilen ile gelişim modelinden imajlar (Hensel, 2006). Kaligari Üniversitesi tarafından geliştirilen yazılım ile bazı bitki karakteristikleri modellenebilmektedir; örneğin bitkilerin güneşe yönelimi veya güneş ışığından maksimum yararlanabilmek için geliştirdikleri mekanizmalar ve yapısal bazı özellikleri gibi. Mimari açıdan bakıldığında yapısal performans ile ilgili bu gibi özellikleri; güneş ışığından maksimum fayda sağlayacak şekilde yapının tasarlanması, yapıya yerleştirilecek enerji panellerinin yerlerinin tespit edilmesi veya iklimsel özelliklere göre bina kabuğunun tasarlanması olarak yorumlayabiliriz. Doğadan ve yaşayan canlılardan öğrenilenler iki şekilde yorumlanabilir; ilk olarak,
özellikler var oldukları ölçekte üretilerek aynı performans değerlerine ulaşmak. İkincil olarak da, doğada var olan özellikler yorumlanarak modüle edilmesi ve ihtiyaç duyulan ölçekte üretilmesi (Hensel, 2006).
Pavel Hladik tarafından 2005 yılında üretilen ‘Phyllotaxic Component Growth’
adındaki model (Şekil 2.8), L-sistem kullanılarak, parametrik modelleme ortamında
üretilmiştir. Çalışma, form arama deneyimleri ve elastik bir filenin küresel cisimleri
sararak geometrik ilişkiler tanımlaması ve parametrik bir modelin temellerini
oluşturması ile başlamıştır. Bir sonraki aşamada, parametrik tanımlamaları
uygulayan, büyüme algoritması parametrik modelleme ortamımda kullanılmaya
başlanmıştır. L-sistemlerin kullanımı; parametrik bileşenlerinin, dijital büyüme
süreci kurallarının okunması ve uygulanmasını, sonuç ürünün, mimari bir form ve
strüktür görünümüne kavuşmuşmasını sağlamıştır.
Şekil 2.8 : Brandon Pavel Hladík tarafından 2005 yılında, parametrik modelleme ortamında, L-sistemlerle oluşturulan, ‘‘Phyllotaxic Component Growth’ adındaki
dijital modelin 3 aşamalı büyüme durumu (Hensel, Menges, 2006).
Şekil 2.9, 2.10 ve 2.11’de görülen imajlar, Micheal Hensmeyer tarafından geliştirilen L-sistem tabanlı, algortimik modelin ürünleridir. Bu modelde, turtle grafik metotları, L-sistemlerle birleştirilerek, hibrid bir model elde edilmiş ve modüler, fiziksel çevre koşullarına uyum sağlayabilen bir tasarım geliştirilmiştir. Turtle grafikleri ile modelin çevresel koşullara göre hangi yöne doğru gelişebileceği belirlenmiştir.
Şekil 2.9 : Modelin üretim aşaması, perspektifi , kesiti ve planı, (http://www.mh-portfolio.com/Algorithms_Architecture/p13s.html,2009).
Hansmeyer çalışmalarında, doğadaki gelişim ve büyüme süreçlerini, mimari tasarım süreçleri ile L-sistemler aracılığıyla bağdaştırmaya çalışmıştır. Çalışmalarında L-sistemleri farklı metotlarla birleştirerek özgünlük, modülerlik, çevresel etkileşim ve uyum gibi kavramları tasarım sürecinin, L sistemler mantığı ile hangi noktalarda örtüştüğünü sorgulamıştır.
Aşağıda gördüğümüz çalışmalarda, Hansmeyer, L-sistemler ve Turtle grafiklerini
beraber kulanarak mimari örüntüler elde etmiştir. Şekil 2.9’daki çalışmada; Turtle
grafiği, her obje için çapları birbirinden farklı olan 16 daire çiziyor. Daireleri saran
sünüs eğrileri de, her dairede ve objede parametrik olarak değişiyor. Her objeyi
oluşturan dairelerin dış çeperleri birleştirilerek bir yüzey elde ediliyor. Bundan
sonraki aşamada Turtle grafiği ile objeler 60°’nin katları olacak şekilde, 6 yönde
Şekil 2.10 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri (http://www.mh-portfolio.com/Algorithms_Architecture/p13s.html,2009).
Yukarıda tariflenen çalışmanın ilk aşaması, başka bir çalışma için de temel
oluşturmuştur. Şekil 2.10’da görülen çalışmada, Hansmeyer objeleri oluşturan iki
daire katmanı tek yüzey oluşturacak şekilde birleşiyor. Her objeden, aynı noktada
fakat farklı ölçekte iki tane üretiliyor. Bundan sonraki aşamada yukarıdaki örnekte
olduğu gibi Turtle grafikleri ile dallanma sağlanıyor.
Şekil 2.11 : L-sistemler ve Turtle grafikleri ile oluşturulan parametrik modelin ürünleri (http://www.mh-portfolio.com/Algorithms_Architecture/p13s.html,2009).
Her iki çalışma da kullanılan hibrid sistem sonucunda; mimari tasarımın ön
aşamalarında kullanılabilecek, gelişime açık ve ilham verici mimari örüntüler elde
edilmiştir. Sistemin bir başka olumlu tarafı, fiziksel çevre verilerinin sisteme dahil
edilebiliyor olmasıdır. Ancak oluşturulan sistem ve elde edilen ürünler bu çalışma
kapsamında öngörülen bütünleşik tasarım süreci için yetersiz kalmaktadır.
Dış etkilere karşı duyarlı ve bu etkilerle içsel organizasyonun ve ilgili özelliklerin birbirleriyle iletişim içinde olduğu bir büyüme modeli, benzer süreçleri olan yapısal tasarımlar, ekolojik organizasyonlar ve ilişkilerin gelişimi için potansiyel taşır. Ekoloji, bir organizmanın bulunduğu çevre ile olan ilişkilerini, tekil organizmalardan, ekosisteme ve biyosfere kadar farklı ölçeklerde ve seviyelerde inceler. Bir organizma çevreden gelen uyarılara açıktır ve bu uyarılara cevap veren içsel veya dışsal etmenleri vardır. Bu hissetme, cevap verme ve büyüme süreçleri organizmanın bedensel, dokusal yapısıyla ilişkilidir. Bu tip modellemeler, teorik ve pratik açıdan biyologlar için yararlı olmalarının yanı sıra mimarlar ve kentsel tasarımcılar için de potansiyel taşıyan araçlardır. Yapısal açıdan bakıldığında bu tür modeller, tekil olarak yapıların araziye yerleşimleri, yapısal elemanlar ve bina kabuğu aracılığıyla çevreyle ve diğer yapılarla olan ilişkilerinin belirlenmesi yani tekil olarak yapı, yapı ve çevresi, yapının iç ve dış mekan organizasyonu gibi tasarım problemleri için potansiyel taşıyan araçlardır. Bu tür modeller geliştirilerek, yapının iç ve dış olarak ikiye bölünmesinin ötesinde, bir bütün olarak ele alınmasını sağlayan araçlar geliştirmek mümkündür. Genel olarak, bu tür yaklaşımlar yapılı çevre koşullarını ve oluşumlarını, malzeme ve bileşenlerden öte, çevre koşullarına duyarlı, sürece bağlı gelişim gösteren ilişkiler ürünü olarak yorumlar.
2.2 Parametrik Tasarım Yaklaşımları
Parametrik tasarım sistemleri, tasarım teorilerine, hesaplamalı teorilere ve obje
tabanlı yazılımlara bağlı olarak yeni bütünsel tasarım konseptleri ortaya koymaktalar.
Parametrik tasarımda, tasarımın şekli değil, parametreleri tanımlanır. Parametrelerin değişimi ile farklı birleşimler ve objeler elde etmek, eşitlikler ile objeler arası ilişkileri tanımlamak mümkündür (Burry 1999). Bu sayede objeler arası geometrik bağlar ve objelerin değişimler sonucu sergilediği davranışlar tanımlanabilir, belirlenebilir. Parametrik tasarım, geometrilerin algoritmik tanımları ile ilgilenir.
Parametrik tasarımda, geometriler parametreler ile belirlenir, yani geometrilerin değişimi parametrelere bağlıdır.
Parametrik tasarım, farklı çalışma alanlarında farklı şekillerde uygulanmaktadır.
Araba, deniz araçları ve uçak endüstrilerinde parametrik tasarım araçları uzun
yıllardır etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Araba, uçak ve gemi tasarımında
uygulanan parametrik tasarımın, mimari parametrik tasarımdan iki önemli farkı
vardır. Birincisi, konseptlerin ve görünüşlerin çok yavaş değişmesi, bir diğeri de tek
bir tasarımın küçük değişiklerle en az 10, en çok binlerce kere üretim için
kullanılacak olmasıdır. Bu nedenle, tasarımcılar en iyi ve uygun genotipi bunmaya
çalışır. Ancak mimarlıkda tasarım ve üretim durumu bu alanlardan çok farklıdır. Her
yapı kendine özgüdür, bu nedenle mimari tasarımda en uygun genotip geliştirmek
pek mümkün değildir Ancak bu durumun da çeşitli istisnaları vardır; stadyum gibi
kısıtlamaları ve kuralları çok tanımlı ve katı olan projeler, kuralların uygulanışı
açısından bu duruma örnek teşkil edebilir. Bir diğer örnek; Grimshaw’un, Waterloo
Uluslararası Tren Terminali gibi tek bir şekilden “çeşitler” üreten projeler olabilir.
Düşünsel sürecin dışa vurumu, genelleştirilmesi ve soyutlanması uçak ve gemi
tasarımında genotipi belirlemek için önemli olduğu kadar bir bina tasarımı içinde
önemlidir. Mimari tasarımda fark, alternatiflerin çok hızlı bir şekilde üretilmesidir.
Parametrik tasarım araçlarının işlevselliği, alternatif yapılanış arayışı ihtiyacı
açısından önemlidir. Bu nedenle, çeşit ve form üretimi açısından mümkün olduğunca
esnek bir sistem oluşturmak gerekmektedir (Menges, 2006 ).
Robert Aish, Lars Hesselgren, J Parrish ve Hugh Whitehead gibi isimler bu tür
gelişimlerin öncülerindendir. Yaklaşık 20 yıldır, SmartGeometry grubu üyeleri
hesaplamalı tasarım araçları ve teknolojileri konusuna öncü olmuşlardır. 1980’lerin
ortalarında, grup parametrik tasarım yaklaşımlarını ilk olarak Grimshaw’un
Waterloo Uluslararası Tren Terminali ve ‘Stadium for the Nineties’ projelerinde
uygulamışlardır. Lars Hesselgren, SmartGeometry grubunun amacının “yeni tasarım
yöntemleri üreten akıllı altyapılar oluşturmak” olduğunu söylüyor. Değişimin,
eksiltici değil, arttırıcı olması gerektiğini ve bu nedenle SmartGeometry grubunun
mevcut yöntemleri reddetmediğini; bu yöntemlere, daha kompleks geometriler
üretebilecek ve kontrol edebilecek bütünleyici sistemler eklemeye çalıştıklarını
belirtiyor. Geometrinin sadece “deneysel ürün” olarak ele alınmaması gerektiğini,
ihtiyaçlara karşılık verebileceğini savunuyorlar (Aish, Hesselgren, Parrish, Whitehead, 2006 ).
Dijital parametrik modelleme araçları ile geometrik ilişkiler, malzeme özörgütlenme özellikleri, fiziksel üretim teknolojileri gibi pek çok parametre tasarım sürecine dahil edilebilir. Malzeme davranışları, maddeleştirme süreçleri tarafından tanımlanan
dijital bileşenler, daha büyük kurgular oluşturmak üzere gelişime açık yüzeyler ve
geometrik strüktürler oluştururlar. Gelişime açık bu geometriler evrimsel
algoritmalar ile geliştirilerek pek çok sistem üretimi sağlanabilir. Sistem
bileşenlerinin, farklı ölçeklerdeki gelişimi ve evrimi, güneş ışığı, hakim rüzgar yönü
gibi dış etkiler ile beslenebilir. Parametrik kurguya dahil olan üretim ve yapım
sistemleri kısıtlamaları ve çevresel etkiler sistemin karmaşıklık seviyesini arttırır ve
farklı amaçlara ve performans ihtiyaçlarına cevap verebilecek özellikler kazanmasını
sağlar. Uygun analiz ve gelişim tekniklerinin birleşimi ile çevreye ‘duyarlı’ bir
tasarım süreci geliştirmek mümkün olabilir.
Mimari tasarımda parametrik yaklaşımların kullanımına verilebilcek örneklerden biri; Open source Mimarlıktan Kristina Shea’nın geliştirdiği, ‘Structural Shape Annealing’ adlı metot ve eifFORM yazılımıdır. Bu yazılım ile, uygulamaya hazır, kubbevari strüktürlerde (Şekil 2.12) pek çok varyasyon yaratmak mümkündür.
Şekil 2.12 : eiFORM yazılım ile geliştirilen kubbevari strüktür (Sprecher, A., Ahrens C., Neuman, E., 2005).
Bir örnekten çeşitler üretilmesine verilebilecek en iyi örneklerden birisi de Greg
Lynn’in Embiryolojik Ev projesi (Şekil 2.13) tasarımı olabilir. Embiryolojik Ev;
Greg Lynn tarafından, farklı müşteriler için tasarlanmış bir seri konuttur. Konutların
her biri farklı iklimlere ve arazilere uyum sağlayabilir. Yerleşim için minimum
Lynn, Embiryolojik Ev projesini; çeşitlilik, uyarlamak, süreklilik, esnek üretim ve
birliktelik kavramlarının güncel sorunlarını ele alan bir yaşam mekanı tasarımı
stratejisi olarak tanımlıyor. Geometrik limitleri serbest bırakan ve sonsuz sayıda çeşit
oluşmasını sağlayan bu sistem ile sadece bir veya iki tane Embiryolojik Ev örneği
değil, sonsuz sayıda ev üretilebiliyor. Ancak pek çok mimar henüz bu fırsatın
farkında değil; çünkü çoğu, tasarım problemini tek defaya mahsus olarak ele alıyor,
bir seri olarak değil. Pek çok mimar bu projeyi en ideali bulmak için yapılan bir
deney sanıyor; ancak üretilen tüm sonuçlar birbirine eşit ve en ideali yok.
Prototipleme aşamasında, Lynn’in ürettiği 6 örneğin her birinin kendi mekansal,
fonksiyonel, yaşamsal, estetik kısıtlamaları vardır. Projeyi tanımlarken Lynn
özellikle; ideal veya orijinal bir Embiryolojik Ev olmadığını, her örneğin kendi
içinde mükemmel olduğunu vurguluyor (Rocker, 2006).
Şekil 2.13 : Greg Lynn, Embiryolojik Ev, 1999 (Rocker, 2006).
Binalar, objelerden oluşan bir bütündür. Tasarımın değişmesi durumunda bu objeler
tekil olarak ve bir bütün olarak bu değişime cevap verebilmelidirler. Eğer tasarım
için esnek bir yaklaşım geliştirmek isteniyorsa, esneklik ve cevap verebilme gibi
özelliklerin yazılımın en temel düşüncelerini oluşturmaları gerekir. Bir diğer önemli
nokta da, bu yazılımı kullanan tasarımcının “esneklik” durumunu kontrol edebilmesi
ve soyut olarak cebirsel bir dille tasarımı düşünebilmesidir. Tasarımcının
anlayabilme ve aşina olabilme gibi ihtiyaçlarına düzgün bir gösterim ile cevap
verebiliyor olması önemli bir özelliktir. Tasarım amaçlarının kesin bir şekilde ifade
edilmesine yarayan bir yol veya tasarıma dair sezgisel düşünceleri farklılaştıran bir
araç mıdır? Tarihsel olarak mimarlık, sezgisel ve biçimsel düşünme biçimlerini
Foster and Partners tasarım ofisi, parametrik yaklaşımları, tasarım ve üretim
aşamalarında bir araç olarak kullanan ofislerden biridir. Swiss Re Genel Merkez
binasında (Şekil 2.14), tasarım ve detay üretimi problemlerine, çizimlerin tasarımı
yeteri kadar ifade edemeyeceği, üretim aşamasında problemler yaşanabileceği
düşünüldüğü için parametrik programlama ile cevap aranmıştır. Uygulanan
programlamada her katta kurallar aynı olmasına rağmen farklı sonuçlar, farklı
detaylar ortaya çıkmıştır.
Şekil 2.14 : Swiss Re Merkez Ofis Binası, Londra (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1004/Default.aspx).
Parametrik araçların kullanıldığı bir diğer proje; Pekin Havaalanı (Şekil 2.15)
projesidir. Pekin Havaalanının 3 km. uzunluğunda çift eğimli çatısının kontrol
mekanizması “power law” adı verilen matematiksel kurallarla sağlanmıştır. Law
eğrileri, değişim oranlarını geometrik ve matematiksel bir fonksiyon gibi davranarak
kontrol etmişlerdir. Bu sayede karmaşık geometriler, basit müdahalelerle kontrol
Şekil 2.15 : Beijing Havaalanı, Pekin, Çin (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1235/Default.aspx).
Bu tür parametrik ve düzenlenebilir tasarım yaklaşımları, ileri seviyede geometrik
kontrol, hızlı ve çeşitli üretim imkanı sağlar. Parametrik modelleme, iş akışını
düzenlemesi, değişen verileri hemen algılayabilmesi ve üretim ve performans analizi
için kesin, geometrik veriler sağlaması gibi özelliklerinden ötürü bir tasarım aracı
olarak algılanmaktadır. Ancak bu tür yazılımlar, tasarım sürecini hızlandırmak ve
içeriğini genişletmenin yanında, tasarımı düşünme tarzımnı da değiştirmektedir.
Topografya, yapılı çevre, iklim, kullanıcı, mekansal ihtiyaçlar gibi mimari tasarım ve üretim sürecinde etkili olan pek çok parametre vardır. Tasarımcı, tüm bu
parametreleri ele almaya çalıştığı tasarım sürecini, eskizler, çizimler ve modeller
aracılığıyla görselleştirir. Parametrik tasarım yöntemleri, bu yöntemleri, süreci farklı
bir şekilde ele alarak tasarlama sürecini ve düşünme şeklini değiştirir.
Düzenlenebilir üretken tekniklerin kullanımı ile tasarımcı, tüm parametreleri aynı anda kullanarak müdahale ve kontrol edebilir. Robert Aish, üretken teknikler
kullanım kültürünün dijital araç kullanımı paralelinde geliştiğine ve genel olarak
insan eylemlerinde, ‘yapmak’ tan ‘kontrol’ etmeye, ‘araçlar’ geliştirmeye ve bu
araçları kullanmaya yönelik bir değişim olduğuna dikkat çekiyor. Tasarım, yaratıcı
süreç sonunda alternatif olasılıkların, kullanım senaryolarının fiziksel olarak
tasarım problemine bazı farklılıklarla cevap veren benzer olasılıklar ortaya çıkar. Bu olasılıklara tasarım ortamında müdahale edebilmek, farklılıkları görebilmek fiziksel
sonuç ürünü de etkileyecek bir yaklaşımdır. Bu açıdan bakıldığında parametrik
araçları da kapsayan hesaplamalı tasarım araçları geliştirmenin mevcut tasarım
araçlarını geliştirmekten bir farkı olmadığı görülür (Menges, 2006). Burada önemli
olan bu araçların geliştirilmesi ve kullanım kültürü arasındaki ilişkidir.
Robert Aish, tasarımı, muğlaklığın keşfi ve açılımı olarak yorumluyor. Bu nedenle
hesaplamalı tasarım araçlarının, tasarımı statik bir şekilde ifade etmeleri yeterli
değildir. Bu araçlar, pek çok tasarım alternatifi oluşturan tasarım kurallarını ele
alabilmeli ve bu çözümler kümesi içinden üretilebilecek olasılıkların seçimini
kolaylaştırmalıdır (Aish, R., 2006). Sorun, bu tasarım kurallarının nasıl ifade
edileceği, üretimin ve seçimin nasıl gerçekleşeceğidir
Tasarım kurallarının ve üretim kısıtlamalarının hesaplamalı bir ortamda birleştirildiği
bir proje olarak Smithsonian Enstitüsü’nün, Patent Ofisi Binası avlusu üst örtü
tasarımı (Şekil 2.16) ele alınabilir. 2004 yılında, Norman Foster ve ekibi, avlu üst
örtüsü projesi için kendi tasarım araçlarını geliştirerek, karmaşık bir geometriye
sahip örtünün geometrisini kontrol edebilmişlerdir (Şekil 2.17). Tasarım kuralları,
kirişlerin ve kolonların yeri gibi kısıtlamalar ve birleşik geometrilerden oluşan bir
sistem ile kodlanmıştır. Üç yüzey, kolon işaretleri ve hesaplamalı betikler çatı
geometrisini kontrol etmiştir. Önceden belirlenmiş geometri, parametrik değerler ve
hesaplamalı betikler çok çeşitli ve detaylandırılmış çatı alternatifleri sunmuştur.
Betik, tüm tasarım fikirlerinin bir sentezi haline gelmiş ve tasarım süreci boyunca bir
eskiz aracı gibi kullanılarak farklı durumlara göre uyarlanmış ve değiştirilmiştir
(Whitehead, 2004). Bu tür yaklaşımlarda sadece programlama bilgisi değil, mimari
tasarım fikirlerine de ihtiyaç vardır. Yenilikçi yaklaşımlarda, mimari fikirler
geleneksel yöntemlerden farklı olarak, programlama dilinde kullanılabilecek şekillerde soyutlanmaktadır.
Şekil 2.16 : Smithsonian Enstitüsü, Washington, ABD (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1276/Default.aspx, 2009).
Şekil 2.17 : Smithsonian Enstitüsü, strüktürel analiz çalışmalarından imajlar (http://www.fosterandpartners.com/Projects/1276/Default.aspx, 2009).
Betik yazılımı ile binlerce farklı seçenek üretmek mümkündür. Bu nedenle sadece
sistem kısıtlamalarını iyi anlamak yeterli değildir, bunun yanında oluşan seçenekleri
geliştirmek için iyi bir stratejiye sahip olmak gerekir. Tasarım gelişim sürecinde
geribildirimleri bilgiye dönüştürmek sonuç ürüne ulaşım sürecini de kısaltacaktır.
Gelişimi ve karar verme mekanizmasını etkileyen bir diğer önemli nokta da 1:1
ölçekte yapılacak olan üretim ve buna bağlı olarak da malzeme seçimidir.
Bu örneklerdeki ortak nokta hesaplamalı tasarım olanaklarının bir araç olarak
kullanılmasıdır. Örneğin, Smithsonian Enstitüsü’nün, Patent Ofisi Binası avlusu üst
geometrinin dijital ortamda nasıl üretilebileceğinin yöntemleri aranmıştır. Yani dijital
süreç, ilk tasarım fikirleri ortaya çıktıktan sonra başlamıştır.
Hugh Whitehead’ın bu konudaki tasarımların ifade yöntemleri ve üretim ile ilgili yorumu “Tasarımcı provadan, yüklenici gösteriden sorumludur. Bizler ifade
edebildiklerimiz ve inşa edebildiklerimiz ile sınırlıyız. Şu anda karşı karşıya
olduğumuz problemlerin pek çoğu teknoloji ile değil, dil ile ilgili sorunlardır .”
(Menges, 2006). Bunu tasarımcı, yazılım ve üretici arasındaki iletişim olarak
yorumlayabiliriz. Tasarımcı kendini çizim aracılığıyla ifade eder ve tasarım ifade
edilebildiği ölçüde uygulanır. Dolayısıyla sonuç ürün, tasarımcı ve yazılım
arasındaki ilişkiye bağımlıdır. Ticari yazılımların gelişmesi ve çeşitlenmesi, herkesin
kendini ifade edebileceği bir araç bulmasını kolaylaştırmıştır. Şüphesiz ki
yazılımların gelişimi, mimarlıkta kompleks geometriye sahip yapıların tasarımını,
ifadesini ve uygulanabilirliğini arttırmıştır. Tüm bu gelişimlere rağmen, tasarımcı
yazılımın sunduğu olanaklarla sınırlı kalmak zorundadır. Ancak betiklerin ve
algoritmaların kullanımı ile bu sınırlamalar ortadan kalkmakta ve tasarımcılar kendi
çalışma ortamlarını oluşturabilmektedir.
2.3 Evrimsel Tasarım Yaklaşımları
Köklerini, hesaplamalı bilimlerden, tasarımdan ve evrimsel biyolojiden alan evrimsel tasarım, tasarımlar üreten bir süreçtir (Şekil 2.18). Bilgisayar destekli yazılımları, analiz yazılımlarını ve doğal evrimden alınan fikirleri birleştirir (Şekil 2.18) (Bentley, 1999).
Şekil 2.18 : Evrimsel biyoloji, hesaplama ve hesaplamalı bilimler ilişkisini gösteren diyagram (Bentley, 1999).
Şekil 2.19 : Evrimsel tasarım köklerini, hesaplamalı bilimlerden, tasarımdan ve evrimsel biyolojiden alır (Bentley, 1999).
Evrimsel tasarım yaklaşımları, insanlar tarafından kullanılan yazılım tabanlı
araçlardır. Bilgisayar tarafından gerçekleştirilen evrimsel tasarım, bilinçli bir tasarım
süreci değildir. Farklı tasarımlar üretebilen bir süreçtir sadece, ancak tasarımcının
yerini alamaz. Bu yaklaşımlar, tasarım problemi için bir çözüm kümesi (Şekil 2.20)
oluşturur, pek çok farklı fikir için tasarımcının bilgisini kullanarak çözümler üretir,
hatta yeni tasarım fikirleri oluşturur. Ancak evrimsel yaklaşımlar çok etkileyici
sonuçlar üretse de tamamıyla bağımsız ve otonom değillerdir. Tasarımın hangi
amaca hizmet edeceği, tasarım probleminin hesaplamalı ortama nasıl aktırılacağı
sorularına sadece tasarımcı cevap verebilir.
Şekil 2.20 : Bir tasarım problemi için oluşturulmuş çözüm kümesi (Bentley, 1999).
Doğal evrim, en iyi evrimsel tasarım sistemidir. İnsan tasarımları, karmaşıklık,
değildir. Doğadaki evrimsel tasarım çok yaratıcı ve mükemmeldir. Bu nedenle
evrimsel yaklaşımlar, pek çok farklı tasarım problemi için ilham vericidir. Doğadaki
evrimi mükemmel kılan; uygun genetik ve davranışsal adaptasyonlardır. Evrimsel
mimarlık, mimari form üretimi için doğadaki evrimsel modelleri temel alır (Frazer, 1995). Frazer, bu tasarım yaklaşımı ile ilgili olarak; ‘Mimari tasarım kararları, üretken kurallarla ifade edilir, bu sayede evrimleri ve gelişimleri hesaplamalı modeller ile hızlandırılabilir, test edilebilir’ yorumunu yapıyor.
Evrimsel algoritmalar, her aşamada evrim geçirerek, gelişerek çözüm kümeleri içinden en ‘uygun’ olanları bulmaya çalışırlar. 4 çeşit evrimsel algoritma vardır; genetik algoritmalar, evrimsel programlama, evrim stratejileri ve genetik programlama. Goldberg, evrimsel algoritmaları en esnek, en etkili ve kuvvetli algoritmalar olarak yorumluyor (Goldberg, 1989). Holland, bu özelliklerinden dolayı evrimsel algoritmaların, pek çok alanda problem çözmek için kullanımının yaygınlaştığından bahsediyor (Holland, 1992).
Genetik kodlar, evrimsel mimarlığın temelini oluşturur. En önemli özellikleri olan karakter dizisi benzeri strüktürleri, doğadaki kromozomlara benzetilebilir. Pek çok parametre, karakter dizisi benzeri bir strüktür olarak kodlanır ve değerleri üretim süresince değişir. Oluşan çok sayıdaki form arasından daha önceden belirlenmiş uyum kriterlerine göre seçim yapılır. Melezleme ve genetik değişime uğrayan parametreler ve seçilen formlar, yeni üretimlere en yararlı ve önemli olan özelliklerin geçmesini sağlar.
Evrimsel tasarım sürecinde parametrelerin değişmesi ve gelişmesi yeni çözüm
kümeleri üretir. Çözüm üretim sürecinde ‘en iyi’ aranır ve iyi olmayan seçenekler
sonlandırılarak çeşitli çözüm kümeleri oluşturulur. Şekil 2.21’de ev tasarımı için
oluşturulan çözüm kümelerini, seçilen ve sonlandırılan üretimleri görmekteyiz. En
iyi sonuçların oluşturduğu ‘çocuk’ lar, karakteristik özelliklerini küçük
değişikliklerle ebeveynlerinden miras alırlar; ardından çocukların ‘çocuk’ları olur,
uygun olmayan özellikler sonlandırılır ve bu süreç sonlandırılana dek devam eder.
Darwin’in Evrim Teorisine göre de, doğal evrimin en önemli 4 özelliği; üretim, miras, çeşit ve seçimdir. Evrimsel algoritmaların ise; süreci başlatmak, gelişim/evrim sağlamak ve sonlandırmaktır (Bentley, 1999).
Şekil 2.21 : Ev tasarımının, 4’lü kümeler halinde gelişen/ evrimleşen süreci. Daire içine alınmış olanlar, ebeveyn ve çocuklardır. (Bentley, 1999).
Genetik kodlama sürecinin en önemli özelliği dış kabuk formunun oluşumundan önce iç ilişkilerin kurulmasını sağlamasıdır. Bir diğer önemli özellik de; iyi tanımlanmamış ve çelişkili kriterlerin de var olması ve tüm kriterlerin işlenerek en ‘uygun’ olabilecek seçeneklerin üretilmesidir. Yapılı formun çevresi ile olan ilişkinin morfolojik ve metabolik olarak tanımlanması da bir diğer olumlu özelliktir (Kolarevic, 2000).
Evrimsel tasarım yaklaşımı; etkileşime açık, aşağıdan yukarı tasarım süreci için
uygun bir yaklaşımdır. Frazer’ın önerdiği evrimsel tasarım modeli form bazlı değil,
süreç bazlı bir yaklaşımdır. Evrim süresince fenotipler değil, genotipler geliştirilir (Arida, 2004). Evrimsel tasarım, tasarımlar üreten bir süreçtir ve ‘tasarımcı’ kimliği,
bugün kullandığımız anlamından farklı bir anlama sahiptir (Bentley, 1999).
Geleneksel metotlardan çok daha fazla tasarım ürünü üretebilmesi ve pek çok
parametreyi aynı anda kullanabilmesi, bu yaklaşımların farklı bir tasarımcı kimliğine
sahip olmasını sağlar.
‘Bilgisayarlar onlara tarif edilen işleri yaparlar. Bizler bilgisayarlarla programlar
aracılığıyla iletişim kurarız. Peki, bilgisayara, bizim tam olarak anlamadığımız bir
işlemi, sonunda ne üretileceğini bilmeksizin, kullanmasını tariflersek sonuç ne olur?
Bilgisayardan, tasarımları geliştirmesini istersek ne olur?’ diye soruyor Bentley
(Bentley, 1999). Evrimsel tasarım yaklaşımlarında bilgisayar, insan benzeri özellikler
kazanır, tasarımları geliştirir ve tasarım sürecine dahil olur. Bu süreç, bilgisayar
destekli tasarım olmaktan çıkıp hesaplamalı tasarım olmaya başlar.
Evrimsel tasarım yaklaşımlarının aşağıdan yukarı bir süreç içermeleri, tasarımın her aşamasında parametrelerin değiştirilebilmesine olanak sağlar. Süreç ve sonuç ilişkisinin önemli olduğu bu sistemde, herhangi bir değişiklik sonuca yansır.