Ausgewählte Projekte in Architekturoptimierung, Ästhetik und Human-in-the-Loop-Systemen

Mein Beitrag

Ich begleite und entwickle internationale Forschungsprojekte an der Schnittstelle von Architektur, Ingenieurwesen und Informatik – mit einem besonderen Fokus auf die Anwendung von Künstlicher Intelligenz zur Verbesserung von Entwurfs-, Planungs- und Konstruktionsprozessen.

Meine Expertise liegt in der Entwicklung intelligenter Werkzeuge und Systeme für:

• die Optimierung von 3D-gedruckten Tragwerkskomponenten,

• die interaktive Generierung und Steuerung von Entwurfsprozessen,

• sowie die Simulation komplexer Fassadenelemente.

Dabei kombiniere ich ästhetische Kriterien, strukturelle Effizienz und Nutzerinteraktion in Human-in-the-Loop-Systemen, die Designprozesse intelligenter, effizienter und zugänglicher machen.

Damit Sie besser entwerfen, planen und bauen können.

Kreativität und deren Eigenschaften im gestalterischen Prozess

Das Projekt „Kreativität und deren Eigenschaften im gestalterischen Prozess“ zielt darauf ab, die menschliche Kreativität zu erweitern und in der Praxis Experimente umzusetzen, die Rückschlüsse auf Motivation, Prozesse und Denkwerkzeuge in der Anwendung ziehen lassen. Hierbei werden philosophische Überlegungen zur Ästhetik von Kunst und Technologie genutzt, um Grundsätze für kreatives Handeln und dessen Eigenschaften, Merkmale und adaptiven Momente abzuleiten. Durch technische Forschung sollen Formen der Digitalität entwickelt werden, welche die Kreativität fördern. Dabei wird auch die Anwendung künstlicher Intelligenz zur Erarbeitung dreidimensionaler Lösungen mittels interaktiver Interfaces angestrebt.

Im Rahmen des Projekts sollen somit nicht nur neue Technologien erforscht werden, sondern auch ein tieferes Verständnis für kreative Prozesse gewonnen und wichtige Fragen aufgeworfen werden. Welchen Ausdruck behandelt das Grenzobjekt und wo findet es Anwendung? Inwiefern beeinflusst das Objekt oder sein Entstehungsprozess die Wirtschaft und Umwelt? Gibt es transformatives oder disruptives Potential, das umgesetzt werden kann? Wie wurden bisher die gewünschten Effekte erzielt und wie können sie zukünftig erreicht werden?

Darüber hinaus ermöglichen reflexive Praxis und Prozessdenken als innovative Lenkungsmechanismen den Designern, die Kontrolle über die Interaktion mit rechnergestützten Designprozessen mit Leichtigkeit und Intuition. Durch die größere Flexibilität bei der Steuerung von generativen Vorgängen in künstlicher Intelligenz und generative Design eröffnen sich endlose Möglichkeiten für die kreative Erkundung von Gestaltungs- und Lösungsräumen. Kurz gesagt, der Ansatz von Human-In-The-Loop steigert nicht nur die Effizienz, sondern setzt auch neue Akzente in der Kreativitätsforschung, indem prozessbegleitende Analyse Rückschlüsse auf menschliche und digitale Kreativität und deren Eigenschaften zulässt.

Smart Structures Project

Generatives Entwerfen für hocheffiziente Leichtbaustrukturen

Forschung über die Anwendung von Generativem Entwerfen zur Erzeugung hocheffizienter Leichtbaustrukturen. (mit Jane Burry und Andy Song; Rolle: Doktorand)

Im Smart Structures Project wurde das Potenzial generativer Entwurfsstrategien zur Entwicklung strukturell optimierter Leichtbausysteme untersucht. Ziel war es, mithilfe algorithmischer Methoden komplexe Geometrien zu erzeugen, die sowohl funktional als auch materialeffizient sind.

In Zusammenarbeit mit Jane Burry und Andy Song lag mein Fokus als Doktorand auf der Entwicklung und Evaluation rechnergestützter Formfindungsprozesse, die physikalische Rahmenbedingungen wie Lastpfade, Materialverhalten und Bauteilgrenzen berücksichtigen. Durch den Einsatz generativer Algorithmen, gekoppelt mit struktureller Analyse, konnten neuartige Leichtbauformen entworfen werden, die sowohl konstruktiv leistungsfähig als auch architektonisch anspruchsvoll sind.

Das Projekt trägt zur Weiterentwicklung integrativer digitaler Werkzeuge bei, die Gestaltung und Struktur in einem kohärenten Entwurfsprozess zusammenführen – als Grundlage für die nachhaltige Architektur von morgen.

Typogenetic Design

Künstliche Intelligenz für ästhetisch gesteuerte Formfindung im generativen Entwurfsprozess

Anwendung von Künstlicher Intelligenz zur Kontrolle von Generativen Prozessen in der Formfindung mit dem Ziel ästhetische Kriterien umfassend interaktiv zu erfassen. (mit Jane Burry und Andy Song; Rolle: Doktorand)

Das Projekt Typogenetic Design erforscht den Einsatz von Künstlicher Intelligenz zur gezielten Steuerung generativer Prozesse in der architektonischen Formfindung. Ziel ist es, ästhetische Kriterien nicht nur nachträglich zu bewerten, sondern sie als interaktive Einflussgrößen direkt in den Entwurfsprozess zu integrieren.

Im Rahmen meiner Dissertation in Zusammenarbeit mit Jane Burry und Andy Song entwickelte ich als Doktorand Methoden zur kopplung von maschinellem Lernen mit generativen Entwurfsalgorithmen. Durch den Einsatz lernender Systeme konnten ästhetische Präferenzen analysiert, interpretiert und als Feedback in die Geometriegenerierung eingespeist werden – etwa über Human-in-the-Loop-Strategien, bei denen Nutzerfeedback iterativ zur Verbesserung des Entwurfsmodells genutzt wird.

Das Projekt verbindet Designforschung, algorithmisches Entwerfen und KI-Technologie und schafft damit neue Grundlagen für dateninformierte, gestalterisch sensible Entwurfsprozesse im digitalen Architekturkontext.

Smart Nodes Project

Tragwerksoptimierung und 3D-Druck für strukturelle Komponenten

Erkundung von Optimierungsstrategien für die Anwendung von 3D-Druck für die Fertigung von Tragwerkskomponenten. (mit Jane Burry, Kristof Krolla und Nicholas Williams; Rolle: Tragwerksoptimierung)

Im Rahmen des Smart Nodes Project wurden innovative Strategien zur Optimierung tragender Strukturelemente für den additiven Fertigungsprozess erforscht. Ziel war es, die Potentiale des 3D-Drucks gezielt für die Produktion komplexer, lastoptimierter Verbindungsknoten und Bauteile in tragenden Strukturen zu nutzen.

In Zusammenarbeit mit Jane Burry, Kristof Krolla und Nicholas Williams lag mein Fokus auf der Tragwerksoptimierung. Dabei kamen rechnergestützte Methoden zur formfindenden Simulation, Lastverteilung und materialeffizienten Gestaltung zum Einsatz. Die entwickelten Knotenstrukturen wurden im Hinblick auf mechanische Leistungsfähigkeit, Materialreduktion und Druckbarkeit analysiert, bewertet und prototypisch umgesetzt.

Das Projekt leistet einen Beitrag zur Integration digitaler Entwurfs- und Fertigungsprozesse in der Architektur – an der Schnittstelle zwischen Gestaltung, Struktur und Technologie.