为什么要在建筑领域进行研究和创新？在与建筑设计师 Jenny E. Sabin 的对话中，我们深入探讨了建筑研究与实践之间的关键联系。为了开发一种新模式，她的团队采用了跨学科方法，在这些领域之间建立联系，促进与科学家和工程师的合作。
通过观察自然的行为，这种方法将生物学和数学的发现融入设计过程中。经过系统的测试过程，这些见解被应用于项目的生成设计阶段，从而创造出适应性强、反应灵敏的材料解决方案。通过分析她的研究和设计策略，我们展示了她如何将研究成果转化为建筑实践。
结合数字工具进行综合设计
建筑和设计目前正经历着一场重大的范式转变。这种转变与数字工具和制造等新兴技术密不可分，它从根本上影响着传统的设计流程和建筑师的角色，以及我们构建和管理材料系统的方式。通过 3D 打印和机器人等变革性技术，建筑现在能够在一个综合场景中运作。在 Jenny E. Sabin 看来，定义工具路径或机器人操作的行为不仅能将材料性、几何形状和模式融入其中，还能将它们内在地嵌入设计过程。
对于萨宾来说，开发一种新的跨学科研究模式主要解决了三个问题。其一是我们与技术接触方式的转变，其二是技术如何影响我们在新的制造方式下进行设计和建造。第三个问题涉及可持续发展和气候危机对合作材料解决方案的需求。
从自然中汲取灵感，研究如何塑造生成式设计流程
在创建生成设计流程的过程中，她将大自然视为设计的典范。研究的主要目的是了解这些系统背后的过程和行为，而不是翻译可能构成美学形式的东西。通过研究大自然来反思我们当前的模式和环境，她的作品分析了大自然的物质性、几何形状、模式、事件和程序之间的内在联系。她的团队深入大自然，提取能够影响未来建筑设计的设计模型和工具。
驱动我的研究的一个基本问题是：建筑及其集成材料系统如何更像有机体，对当地环境做出响应和适应？——Jenny E. Sabin
将物质性融入研究和设计的每个阶段
整个研究过程以物质为导向。如何开展研究并将其与设计联系起来，首先要开发数字工具。这些工具包括以行为建模为重点的可视化和模拟，以及数据集。
第二阶段涉及建筑原型制作。考虑到并非所有生物系统都具有可扩展性，该过程通过将材料和形式纳入3D打印和机器人制造中来处理尺度问题。在第三阶段，根据建筑学考虑和生态建筑设计对开发的原型进行评估，分析如何将研究成果转化为建筑结构。
我们通常不是从解决某个特定问题开始，而是在整个研究过程中产生问题。这是一种不同的方法论，与生成性设计密切相关。——Jenny E. Sabin
将研究成果转化为建筑结构
除了在康奈尔大学的研究实验室与合作者和学生一起从事基础研究外，Sabin 还在自己的独立实验建筑工作室工作。这种实践使她能够将材料解决方案应用到有形结构中。为了体现这一过程，我们回顾了对结构色彩的研究和一个永久性展馆的建造。
作为之前由美国国家科学基金会资助的研究项目的一部分，eSkin 与材料科学家、生物学家和电气工程师合作，对结构色进行了研究。与基于颜料的着色不同，结构着色是在纳米尺度上进行的，涉及材料的纹理和几何形状，以及它们与特定波长光线的相互作用。这种现象可以在各种自然生物身上看到，例如蓝色莫弗蝶的翅膀或蜂鸟的羽毛。
通过改变图案、顺应性、几何形状和结构，该项目操纵了包括颜色、透明度和不透明度在内的材料特征。在这里，颜色的变化是由折射或干涉等光学效应产生的，而不是颜料的变化。这些颜色还取决于视角或人们对特定材料的定位。
这项研究与材料科学家和生物学家合作，开发出一种薄膜技术材料，这种材料可用作表皮，既能与现有建筑融为一体，也能与新的现代外墙建筑融为一体。
为了缩小从纳米尺度到建筑尺度皮肤之间的差距，研究小组采用了 3M 公司的二色性薄膜产品，将研究基于的有机聚合物的相同特性进行了转换和缩放。这样就可以创造出一个人体尺寸的外墙原型装置，它可以动态地改变颜色梯度，从不透明过渡到透明。
在开展基础研究的同时，该实践项目获得了康奈尔大学人类生态学院的委托，在康奈尔校园建造了一个永久性的展馆结构。通过加强研究和实践之间的交叉点，Polyform使团队能够将他们对结构颜色的研究应用到城市校园的规模中。
对于 Jenny E. Sabin 来说，“项目成为可能的示范者”。向公众展示这些会发光变化的结构，可以让他们体验到基于自然的解决方案的动态特性。
研究可持续建筑与美学的可能性
目前，Sabin 设计实验室主要研究建筑的可持续性和美学（SAA）。通过分析向日葵在自然环境中的行为及其向日性机制，该研究项目利用计算设计和三维打印技术开发了光伏建筑一体化（BIPV）。其目的是创建高度定制化的非标准滤光片和面板，以形成针对特定地点的非机械跟踪收集系统。
通过研究向日葵的内部行为，该过程对这些行为进行了建模，以了解如何对其进行类比提取。这就产生了一套可转化为项目的设计驱动力。通过利用 3D 打印和数字制造技术，这些模型有助于理解系统如何整合光和能量的动态。
研究的重点在于，美感和设计的意义对于形式和功能同样重要，这些概念之间没有等级之分。Jenny E. Sabin 认为，“正如在自然系统中一样，美与有机体的性能有着内在的联系”。
为了将这些发现应用于住宅项目，该项目旨在取代与建筑美学不符的传统屋顶太阳能电池板。它创造了非常规的太阳能电池板配置，不仅能最大限度地利用能源，而且美观大方。在较小的范围内，该研究还考虑了与便携式庇护所整合的可能性，提出了一种能够收集能源并提供照明或充电站的皮肤。
Jenny E. Sabin 的工作范围包括复杂空间数据集的可视化和模拟，以及解决各种材料系统中的工艺、制造和生产问题。这些系统包括机织、针织和编织纺织品、快速原型和三维打印陶瓷、生物塑料和水凝胶，以及喷水切割金属。
eSkin 的开发团队由康奈尔大学的 Jenny E. Sabin 和 Andrew Lucia（建筑学）、宾夕法尼亚大学的 Shu Yang（材料科学）、Jan Van der Spiegel 和 Nader Engheta（电气与系统工程）、Kaori Ihinda Stansbury 和 Peter Lloyd Jones（细胞生物学）组成。
Polyform 的团队成员包括：Jenny E. Sabin、项目经理 Dillon Pranger、设计和制作人员 Jordan Berta、Madeline Metawati Eggers、Charles Cupples、John Hilla、Byungchan Ahn 和 Michael Paraszczak。
SAA 的研究团队由 Alexander Htet Kyaw、Anita Lin、Begum Birol、Omar Dairi、Jeremy Bilotti、Allison Bernett、April Jeffries、Nicole Jenelle、Mariana Bertoni 和 Jenny E. Sabin 组成。
