• 名家观点

    从3D打印到4D打印 交互式设计带来的全新思考
    ——《3D Imperial》独家专访新西兰新锐工业设计师Nicole Hone

    2019-07-15来源:3D帝国网

      Nicole Hone(尼科尔·霍恩)

      工业设计师

      毕业于惠灵顿维多利亚大学

      工业设计创新硕士

      Weta Workshop数字化制造研习生

      现居新西兰惠灵顿和怀拉拉帕

      image©Nicole Hone

      交互与互动的历史可以上溯到早期人类在狩猎、捕鱼种植活动中的人与人,人与工具之间的关系。人类古代的的许多发明都蕴含着“交流与互动”的含义,而在科技信息化的今天,我们似乎无时无刻不在享受着现代交互设计所带来的数字化生活。

      在艺术领域,交互设计给了设计师更多的灵感与直观表达。新西兰惠灵顿的工业设计师Nicole Hone向人们展示了她的交互设计作品——“水生植物”,这是采用多材料3D打印技术设计的未来水生植物。原理是通过水中的气动膨胀,激活水生植物并转化为动态生物,Hone希望能够通过4D打印,加快对动态设计的探索。

      image©Nicole Hone

      《3D Imperial》:作为一名工业设计师是一种怎样的体验?

      Hone:我喜欢将想法形象化,并将其转化为可看到、触摸或可体验的最终产品,这是一个令人兴奋的过程。作为一名工业设计师,我看到的是数字技术的迅速发展正在改变着我们的“作品”、设计过程和生产方式。让我感兴趣的是数字工具提供的自由设计,以及数字过程与物理结果之间的关系,进而发现新的设计构想。

      作为设计过程的一部分,我也非常喜欢在我的领域之外学习新的主题。我从事的每一个项目都需要了解周围的环境。例如,在设计4D打印的水生植物时,我学习了植物形态学和解刨学,以及环境对于植物特征的影响。此外,我还研究了合成生物学是如何影响海洋和海洋生物的。

      当我在新西兰惠灵顿维多利亚大学学习工业设计时,我仍然没有想好用何种头衔来界定自己的职业,也许在艺术家和工业设计师之间……又或许为数字制造者。

      image©Nicole Hone

      《3D Imperial》:在您的很多作品中也运用到了4D打印,您认为该技术与3D打印有何关系?

      Hone:4D打印相较于3D打印而言,多出的第四个维度就是时间。这意味着所创建的3D打印对象,可实现某种移动或形状(外观)上的改变。4D打印提升了3D打印的概念,允许设计师将运动和功能编程到一个数字文件中的所有对象中。

      《3D Imperial》:为何会设计出4D打印的“水生植物”?

      Hone:我一直对大自然着迷,它激发了我的审美和设计理念。在这个项目中,我对植物学和海洋生物特别感兴趣,其中让我感到惊讶的是某些海洋生物如珊瑚的移动方式,我希望在我的设计中也能够反映出这种类似的特性。在打印初期,我发现材料在水中的表现更加平滑,因为脆弱部分得到了更好的支撑。在我进行硕士项目时,正逢新西兰国家水族馆重新设计计划,我想如果能举办一个以未来为焦点的展览,展示一个能与游客互动的移动模型岂不是非常酷的一件事。因此,未来水生植物——水生植物(Hydrophytes)的概念应运而生。

      除了个人兴趣外,从事3D/4D打印工作让我有机会探索多材料的潜力。现有的设计并没有充分利用3D打印技术(如Polyjet技术)的灵活性,有机运动的美学和应用还有广阔的探索空间。我的研究旨在通过4D打印研究一系列复杂的动作或情感表达,展示这种新技术在艺术和工业应用上的潜力。

      image©Nicole Hone

      《3D Imperial》:3D打印技术为您的生活和工作带来了怎样的变化?

      Hone:3D打印技术是一种基于数字技术的工具,需要熟练的3D建模技能。这与我所想象的三维设计方式是一致的,我喜欢将计算机作为这一过程的一部分。数字时代让我觉得自己被赋予了女性工业设计师的权力。这项技术让我实现了设计自由,尽可能的表现艺术性,帮助我实现了怪异而美妙的创作生活。

      《3D Imperial》:您认为诸如3D打印等新兴技术与传统工艺相比有何利弊?

      Hone:2014年,还在学习工业设计的我第一次接触了到3D打印技术。学校的设计学院非常支持新技术的探索,以及创新性设计理念和前瞻性思维方法的运用。刚毕业不久的我面对这个问题只能粗略的发表些观点。

      我认为3D打印最具代表性的价值就是实现设计自由,任何想要的形式类型皆可制造,同时提供了一种更为轻松且无限多变的数字创造能力。如PolyJet技术可以将不同属性的材料结合起来,以创建具有异构质量和高分辨率细节的设计,对象的行为和外观可以由设计师控制,如形状、灵活性、不透明度和颜色等。此外,新兴技术可以提高可打印材料的耐用性和应用范围,以及如何将它们结合在一起,在某种程度上来看,3D打印将有望超越原型制作,甚至可以发展成为一种更成熟的制造方法。数字材料开始展现出了与生物学想死的品质,是未来材料令人兴奋的迹象。而将基于体素的三维模型转换为可多材料打印的软件或数字工具将成为开发和设计者极具价值的得力助手。

      image©Nicole Hone

      《3D Imperial》:在WETA的研讨学习,给您的设计方向带来了怎样的变化?

      Hone:目前,我在WETA研讨会上开始了一份新工作,从事数字制造领域的研究。这为我继续探索多材料3D/4D打印,并考虑如何将这些数字工作流集成到电影和展览的设计过程中开辟了一条全新的道路。在WETA的研习,让我有机会探索体素打印(voxel printing),从而创建了更加直接的数据到实物转换过程,架起了连接物理数据和数字信息的桥梁。此外,还能接触到程序建模技术,以控制形式、材料和颜色的变化,同时兼顾对于运动的影响。

      注:体素(voxel),顾名思义,体积的像素。用来在三维空间中表示一个显示基本点的单位。类似于二维平面下的像素(pixel)。体素是三维空间中定义一个点的图象信息的单位。在平面中定义一个点要两个坐标X和Y就够了,而在三维世界中还要有一个坐标。光有位置还不行,还要有颜色等信息,这就是体素的含义。

      2017年,Stratasys率先推出了体素化的3D打印解决方案,其Polyjet系列的J750将多材料和高精度多色彩3D打印推向了一个全新的水平。随后惠普宣布将在2018年推出全彩3D打印系统能实现体素级别的分辨精度,从而实现快速制造。其他方面包括XYZ Printing的da Vinci彩色3D打印以及Mcor都纷纷达到了前所未有的色彩分辨率水平。

      image©Nicole Hone

      《3D Imperial》:您以为设计师是否应该突破现有技术的禁锢,去勇敢接受新鲜事物?

      Hone:对于设计师来说,接受并以未来的思维方式去面对开放的新技术是十分重要的。设计师对创新有着独特的眼光,能够更好的帮助人们与周围的世界进行互动。而作为一名设计师,我将自己视为技术和社会之间的调解人,可以创新当前技术的新应用,推测未来的用途,并与人们分享这些想法。我还认为,设计师在与专业之外的专家合作时,可以提供一个有价值的视角,帮助并影响新技术的发展。

      《3D Imperial》:目前正在尝试哪些新作,未来有怎样的发展方向?

      Hone:计算机生成对象(CGO)——多材料3D/4D打印在水生植物上的应用展示了计算机生成对象(CGO)的概念。CGO类似于CGI(电脑三维动画),主体都是数字化的,但不同的是,CGO是能够与周围环境自然互动的物理对象,并对重力、水波或水流等外力作出反应。受控的设计,以及不受控制的自身因素之间产生了巧妙的有机性能。数字生成的水生植物对于刺激的反应是自然的,符合现实世界的“规则”,而不是通过数字动画进行设计,增强了对现实对象的具体表现。

      在电影及展览行业中的应用——这种类型的3D/4D打印为电影和展览行业提供了优势,展示了该技术如何超越原型制作的方法。多材料3D/4D打印设计的电影道具有助于激发演员的真实反应,创造令人信服的交互环境。这些道具甚至可以用于宣传活动或电影周边的主题公园的设计。设计者可将这种数字文件用于数字动画和物理输出,也可在当代博物馆空间内创造沉浸式体验。例如,自然历史博物馆或水族馆可以采用4D打印动植物,为客人创造令人兴奋的互动体验。随着设计的水生生物多样性的提升,整个“生态圈”的特征和运动方式将呈现出多样化。

      3D/4D打印的未来——3D/4D打印技术将不断进步。随着全彩打印技术的不断提高,以及开发用于Polyjet打印和体素技术的新材料,为创造更复杂、更逼真和更大的4D打印对象提供了令人兴奋的机会。能够将传感器、3D打印与“智能”材料结合起来,甚至能够生长和进化的生物材料都将是令人着迷的。未来,4D打印应用或可以进一步扩展到机器人、建筑和医疗行业等其他领域。

      image©Nicole Hone

      《3D Imperial》:您想对《3D Imperial》的读者和您的粉丝说些什么?

      Hone:我很高兴有机会与全球观众分享水生植物项目。我很惊讶我的作品能受到如此关注,引来各领域学者的兴趣,如艺术家、设计师、工程师和科学家等,谢谢你们。

      编后语:

      新兴技术与高校的结合孕育了一批批高质量科研人才,他们勇于创新和探索,将创意变为现实,将现实延伸至未来。 Hone非常感谢惠灵顿维多利亚大学,在此,她接触到了全新的3D打印和4D打印技术,才有了作品“水生植物”。“我期待看到更多的大学高校能将这种新兴技术继续研究一下,以此来推动新西兰工业设计的发展。”

      Nicole Hone个人网站:www.nicolehone.com,更多关于惠灵顿维多利亚大学3D打印的研究,可访问官网www.made.ac.nz

      整理:Eri Chian@3D Imperial

      撰文:Kris Tsui@3D Imperial

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