Avangart tasarım süreci için kent morfolojisi kısıtlayıcıları ile bir simülasyon modeli

Teknolojinin getirdiği imkanlar sayesinde, günümüzde yapılaşmada biçimsel olarak farklılıklar yaratılmak istenmekte, bu doğrultuda standart geometrilerden uzaklaşan avangart formların yaratımı konusu olan biçim-bulma alanında birçok araştırma yürütülmektedir. Tez içinde örnekleri verilen bu araştırmalarla beraber mimarlık alanında birçok avangart formun hayata geçirildiği gözlenmektedir. Bu formlarla mimarlar, farklı olanı ortaya koyabilmekte, estetik anlayışlarını tatmin etmekte, üretimdeki limitleri zorlamakta, farklı malzemeler ile çalışma imkanını deneyimleyebilmektedirler. Mimarların bu bakış açısı, ilgili diğer branşları da harekete geçirmektedir. Bu farklı formların üretimi için birçok dalda ve farklı alanlarda çalışmalar yürütülmektedir. Örneğin 3 boyutlu yazıcılar ile organik formlar üretilmekte, hatta bu makinelerde cam gibi şeffaf malzemelerin kullanımı ile organik ve şeffaf formlar üretilebilmektedir. 3 akslı CNC tezgahlarının yerini döner başlı ve 6 akslı robotlar almakta, böylece forma sadece x, y, z aksları ile değil, farklı akslarla müdahale edilebilmektedir. Yani farklılaşan formların üretimi her alanı etkilemektedir. Tasarımcılar, tek tip yapılardan uzaklaştıkça ve farklı form kullanımlarına kaydıkça, kütleler büyümekte, fiziksel anlamda çevre ile daha ilişkili hale gelmektedirler. Örneğin yapıların bazı kısımları, peyzaj haline gelebilmekte, büyük çıkmalarla çevre yapıları etkileyebilmekte, ya da altyapı bileşenleri ile bütünleşik hale gelebilmektedir. Dolayısıyla artık mimarların tek bir yapıyı tasarlama yerine, fiziksel olarak bölgesel ölçekte tasarlamayı düşünmeye başladıklarını görmekteyiz. Bu tür projelerin, günümüzün teknolojisi ile, makro-ölçekte avangart hareketin öncülerinden sayılabilecek Archigram üyelerinin ve Metabolistlerin tasarladığı projeler gibi 1950'lerde önerilen ve ütopya olarak kalan projeler gibi olma durumu söz konusu değildir. NASA'nın açtığı mimari yarışmalar ya da yapay zeka ile kendi kendini inşa etmesi düşünülen projeler üzerinde çalışıldığı düşünülürse, dünya üzerinde birçok farklı tip projenin üretilebileceği çok olasıdır. Ancak yapılı çevrede proje üretimi, üzerinde dikkatli düşünülmesi gereken bir konudur. Archigram döneminden beri günümüze kadar yaratılan bütün makro-ölçekli avangart projelerde, kentteki var olan fiziksel çevre dikkate alınmamıştır. Bu tezde bu durum bir problem olarak belirlenmiştir ve makro-ölçekteki projelerde kentteki var olan fiziksel dokunun düşünülmesi gerektiği savunulmaktadır. Bu tür projeler, kentte merkezsizleşme yarattığı için kendi sınırlarını oluşturmaya meyillidirler. Ayrıca kentteki var olan, yüzyıllar boyunca kademe kademe oluşmuş, kentin fiziksel devamlılığı açısından önemli öğeleri yok etme eğilimindedirler. Tez kapsamında kentteki fiziksel devamlılığı sağladığı düşünülen öğeler, kent morfolojisi söylem analizi ve İngiliz, İtalyan ve Fransız ekollerinden kent morfologlarının söylemlerinin analizi yapılarak ortaya çıkarılmıştır. Bu analizler sonucunda kent morfolojisinin değişmez öğeleri, yol dokusu, topoğrafya, eşikler ve özel yapılar olarak belirlenmiştir. Belirlenen bu öğelerin makro-ölçekte yapılacak avangart tasarımlarda sabitler olarak düşünülmesi gerektiği sonucuna varılmış, ve bu doğrultuda tez kapsamında bir uygulama çalışması yapılmıştır. Bu uygulama çalışmasında bilgisayar destekli tasarımın alt dallarından biri olarak kabul edilen simülasyon ile tasarlama bir yöntem olarak belirlenmiştir. Morfodinamik ve morfogenetik tasarım yaklaşımları olarak sınıflandırılan ya da doğa ve biyoloji ile ilişkili tasarım yaklaşımları olarak bilinen, organik formların yaratılmasında doğanın bir metafor olarak kullanıldığı bu alanda simülasyon çalışmaları yapılmış, avangart form üretimleri öncelikli olarak gerçekleştirilmiştir. Morfodinamik yaklaşımda yapılan simülasyon denemelerinde Maya programında dinamik bir simülasyon olan nCloth avangart biçim-bulma için kullanılmış, morfogenetik yaklaşımda ise Rhino programının bir eklentisi olan Grasshopper ile çoklu etmen sistemlerinden sürü aklı betiği yazılıp, simülasyonu avangart biçim-bulma için kullanılmıştır. nCloth simülasyon çalışmalarında, tasarımcının biçimsel formasyonları belirli bir derecede önceden tahmin edebilir olduğu ve tasarımcının tasarıma müdahalesinin olabilirliği ortaya çıkmış, doğada olan bu gibi formasyonların çıplak gözle gözlenemediği ancak simülasyon aracılığıyla zaman faktörünün etkisinin yok edilip istenilen her karedeki biçimsel formasyonun elde edilebilirliği gözlemlenmiştir. Sürü aklı çalışmalarında ise tasarımda tasarımcının etkisinin çok azaldığı ve sürü aklı ile oluşan formasyonların özörgütlenme, belirme gibi özellikleriyle otonom davranışlar sergilediği ortaya çıkmıştır. Matematiksel kurala dayalı oluşan sürü aklı formasyonlarının beliren özellikte çıkardığı kompleks formasyonların biçim-bulma çalışmaları için, avangart tasarımın belirgin kriterlerine göre tatmin edici nitelikte olduğu gözlenmiştir. Bu gibi avangart biçim tasarımı süreçlerinde bütünden parçaya giderek tasarıma yaklaşıldığı sonucuna varılmış ve kavramsal tasarım aşamasında simülasyonların tasarımcı için eskiz görevi görebileceği gözlemlenmiştir. Makro-ölçekte yapılacak bu tip biçim-bulma çalışmalarında ise, önceden belirtildiği gibi, kent morfolojisi sabitlerinin dahil edilmesi gerektiği düşünülmüş ve nCloth ve sürü aklı biçim-bulma uygulamalarına kent morfolojisi analizleri sonucunda ortaya çıkarılan kent morfolojisi sabitleri dahil edilip simülasyon çalışmalarına devam edilmiştir. Makro ölçekte yapılan bu çalışmalarda tasarımcının morfodinamik ve morfogenetik yaklaşımları bir arada kullanmaya doğru yöneldiği ortaya çıkmıştır. Tezde, tasarımda çok yönlü yaklaşımın ve çok yönlü araç kullanımının yaratıcılık açısından olumlu olduğunun bilindiğinden bahsedilmektedir. Dolayısıyla çok yönlü yaklaşımın, birden fazla aracın bir arada kullanımının ve kavramsal tasarım aşamasında bütüncül düşünmenin, yaratıcılık açısından tasarımı daha verimli hale getirdiği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmaların verdiği sonuçlar doğrultusunda morfodinamik ve morfogenetik tasarım yaklaşımlarının avantajlarını birleştirmek adına bölgesel ölçekte kavramsal tasarım aşaması için karma bir yaklaşım önerilmiştir. Bu karma yaklaşımın uygulama çalışması için, tarih boyunca büyük kentsel değişimler görmemiş Cenova kentinin seçilmesi uygun görülmüştür. Öncelikle Cenova'nın genel olarak kentsel morfolojisinin tarihsel olarak nasıl geliştiği araştırılmıştır. Bu araştırmalara göre kentsel büyümenin olası olduğu ve kent morfolojisi sabitlerinin var olduğu bir yer tespit edilmiş ve bu yer uygulama çalışması alanı olarak seçilmiştir. Seçilen alanda çoklu etmen sistemlerinden sürü aklı kullanılmış ve bu çoklu etmen sistemine çevresel girdi olarak kent morfolojisi sabitleri verilmiştir. Geliştirilen betikte sürü aklı etmenlerinin morfogenetik olarak verilen bu çevresel girdilere göre kendilerini organize edip otonom davranışlarda bulunup beliren formlar oluşturmaları, tasarımcının morfodinamik olarak etmenlerin hareketlerini çevresel koşullara göre sınırlaması, simülasyonu formasyona göre istediği zamanda durdurması ve etmenlerin pozisyonlarına göre biçimlerin üretiminin kontrolünü sağlaması ile kavramsal tasarım aşamasında farklı tasarım yaklaşımlarının karma bir şekilde bir arada kullanılması önerilmiştir. Bu karma yaklaşımın, tek yönlü bir yaklaşıma göre yaratıcılıkta daha verimli bir yol olduğunun yanı sıra yapay zekanın yapılı çevredeki tasarımda belirli bir derecede kontrolünün gerekliliği sonucuna varılmıştır. Altı bölümden oluşan tezin birinci bölümü olan giriş bölümünde çalışmanın amacından, kapsamından ve yönteminden bahsedilmiştir. Bu bölümde, problemin tanımı, tezin sınırları, tezin özgünlüğü ve tezde kullanılan araçlar konuları üzerinde durulmuştur. Tezin ikinci bölümünde kent morfolojisi konusu İngiltere, İtalya ve Fransa ekolleri üzerinden incelenmiş ve bu ekollere göre, uygulama çalışmasında kullanılacak olan, kent morfolojisi sabitleri belirlenmiştir. Bu bölümde örneklenen kent morfolojisi modellerinin giderek farklılaşması, avangart geometrilere geçiş anlamında ele alınmıştır. Tezin üçüncü bölümünde günümüzde form bazında bir değişim olarak kabul edilen standart geometrilerden avangart geometrilere geçiş konusu üzerinde durulmuş, spesifik olarak bu konunun doğa ve biyoloji ile ilişkili modelleri üzerinde detaylı inceleme yapılmıştır. Tezin dördüncü bölümünde, tezin beşinci bölümünde yapılacak olan uygulama çalışmasında kullanılan simülasyonlara ilişkin gerekli teorik incelemeler ve tanımlamalar yapılmıştır. Tezin beşinci bölümünde uygulama çalışması yapılmıştır. Bu bölümde Cenova kentinde seçilen alan ile ilgili gerekli ön araştırmalar ve yapılan analizler de yer almaktadır. Alanda yapılan deneysel çalışmanın sonuç ürünleri ile birlikte, bu çalışmanın sonucunda yapılan spesifik çıkarımlar da bu bölümde yer almaktadır. Tezin son bölümü olan sonuç bölümünde ise modele ilişkin genel değerlendirme yapılmıştır.