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方案/建造主持设计：王大嵩
参与教师：华好、李飚、唐芃、李力、杨波、李鸿渐
参与学生：段成璧、王颖旭、马昊、陈崚川、唐烨、程昱浩、田宇琪、刘思洁、景子健、刘江龙、李镜如、帅直、王潆杉、黄喆、赵雨婷、吴浩朴
课程名称：运算化设计与数控建造
展出活动：再造建筑学：运算技术与人工智能引发的变革暨东南大学米乐m6官网登录入口-瑞士苏黎世联邦高等理工大学米乐m6官网登录入口合作交流40周年纪念学术活动
建成时间：2024年11月
技术支持单位：
苏黎世联高等邦理工大学（ETH Zurich）米乐m6官网登录入口
东南大学建筑设计研究院有限公司
皇家墨尔本理工大学（RMIT）建构生形实验室（Tectonic Formation Lab）
浙江绍兴康微机器人有限公司
融境智造科技（南京）有限公司
澳大利亚Fologram有限公司
项目整体建成效果（摄影：王大嵩）
该项目是一座室内永久展示性建筑构造装置，于2024年在东南大学与苏黎世联邦理工大学合作交流四十周年学术研讨会上揭幕并投入使用。项目全称“形态融合：复合蔓生”（Morphusion: Composite Sprawling），旨在探索人工智能、复杂算法、机器人增材建造及混合现实技术在生成式建筑设计中的跨领域融合与协同应用。
“形态融合”概念源于“Morphological Fusion”，表达设计建造过程中多种前沿技术的整合目标；“复合蔓生”则进一步诠释了该装置的设计策略：通过将CNC切割与弯折的金属框架结构与机械臂三维增材打印技术结合，构建全新的复合建造体系。项目借鉴藤蔓生长的仿生机制，结合人工智能生成内容（AIGC）与自组织算法，创造了一种模拟自然生长肌理、具有有机复杂性和动态生命力的建筑构造表现形式（Architectural Tectonic Manifestation）。
装置的整体形态如同自然冰川的透明质感与藤蔓生长的有机形态交织，透过金属框架与透明材料的协调应用，形成了一种在光影作用下晶莹剔透的视觉效果。光线穿梭于装置内部，映射出流动且多层次的空间体验，赋予其独特的动感与张力。金属骨架自地面向上生长，沿墙面蔓生延展，其结构形态既体现了运算化技术的精密逻辑性，又融入了自然肌理的细腻纹理，呈现出一种生物动态生长的审美倾向。透明板材覆盖骨架表面，其复杂肌理与光影互动，通过反射和折射回应周围环境的变化，形成多层次、动态流动的空间体验。
该装置突破了传统建筑表现的技术与形式局限，以复杂结构、精细细节和多学科技术整合，展现了生成式设计在空间塑造与建构细节表达方面的潜力。同时，装置通过融合自然仿生与人工智能，传递了人类、自然与技术共生发展的未来愿景，为建筑构造创新研究提供了新的方向和实践参考。
This project is a permanent indoor architectural tectonic installation unveiled in 2024 during the academic symposium commemorating the 40th anniversary of collaboration between Southeast University and ETH Zurich. Named Morphusion: Composite Sprawling, the project investigates the interdisciplinary integration and collaborative application of artificial intelligence, advanced algorithms, robotic additive manufacturing, and mixed reality technologies within generative architectural design.
The term Morphusion, derived from Morphological Fusion, encapsulates the objective of unifying cutting-edge technologies throughout the design and construction process. The subtitle Composite Sprawling elaborates on the design strategy: merging CNC-fabricated and bent metal frameworks with robotic 3D printing to create an innovative composite construction system. Drawing inspiration from vine-like growth mechanisms, the project integrates AI-generated content (AIGC) and self-organizing algorithms to craft an architectural tectonic manifestation that replicates natural textures, characterized by organic complexity and dynamic vitality.
The installation's design harmoniously combines the crystalline clarity of glaciers with the organic fluidity of vine growth. By integrating metal frameworks and transparent materials, it achieves a radiant, crystalline visual effect accentuated by dynamic lighting. Light permeates the installation, generating multi-layered and fluid spatial experiences imbued with movement and tension. The metal framework rises from the ground, extending along the walls with computational precision and delicate natural textures. Transparent panels envelop the structure, their intricate surfaces interacting dynamically with light through reflection and refraction, creating a responsive, multi-dimensional spatial ambiance.
This installation surpasses traditional architectural constraints in both technology and form. Through the integration of complex structural systems, refined detailing, and multidisciplinary approaches, it demonstrates the potential of generative design for spatial and tectonic innovation. Moreover, by synthesizing biomimicry with artificial intelligence, the project envisions a future of symbiotic development among humanity, nature, and technology, offering valuable perspectives and practical pathways for advancing architectural tectonics.
项目Wings部分建成效果（摄影：王大嵩）
机械臂增材打印板细节（摄影：王大嵩）
机械臂增材打印板细节（摄影：王大嵩）
人与运算化智能的融合
Fusion of Human and Computational Intelligence
项目基于对自然生物形态与集群智能现象的数字化仿生研究，通过人工智能辅助生成设计与自组织算法，提出一种整体结构与细节纹理协同生成的设计方法。项目提取基于定性意图的设计关键词，利用人工智能扩散模型（Diffusion Model）生成风格化图像，并结合多种形态生成算法，从“集群涌现结构生成”和“AI辅助原型设计”和两个方面展开。
设计团队通过选取风格图像样本，提取几何特征并离散化为二维设计原型，并基于多段线映射算法，调整线段长度生成拓扑统一且形态多样的曲面，以实现3D打印外轮廓的精确控制。设计中采用流体集群智能算法，随机分布设计元素，形成复杂且有序的流体结构。在纹理细节上，通过生成式AI学习生物肌理形态，生成灰度图并映射为可编辑三维模型。通过训练自主机器学习模型调校和触发词权重调整，实现设计意图的精准表达，并适配机械臂增材制造。
该方法融合主观设计与算法赋能，突破传统审美范式，实现从设计到制造的无缝衔接，释放建筑形态与细节表现的创新潜力，开创建筑构造的新表达形式。
复杂建构体系和多元数字建造技术的融合
Fusion of Intricate Tectonic System and Digital Fabrication Technologies
项目采用了CNC切割与弯折的金属结构框架与机械臂增材建造技术相结合的复合建构体系，整合数字化建造技术，以实现复杂结构的高精度控制。
其中，金属框架由315个铝制构件组成，主结构铝构件分为标准原型件和定制连接件。框架结构生成过程中，采用多层级多智能体算法，通过自下而上行为实现结构闭环，并生成高效一体化的建图流程。项目还使用Karamba3D等结构性能计算工具，通过回溯与进化算法优化框架与墙面连接件的布局，实现材料利用率和结构应力性能的全局优化。
项目使用KUKA六轴机械臂增材打印环保塑料材料（PETG），打印了44块具有定制复杂肌理的半透明面板。通过拓扑优化与数字建造参数调整，解决了中空打印、悬挑打印等核心问题。结合一系列建造实验，项目优化了打印参数并开发了相应的几何控制算法，确保了建造过程的安全性和高精度打印效果。
虚拟数字模型和现实建造过程的融合
Fusion of Virtual Informative Model and Actual Construction Procedure
项目结合混合现实（MR）技术，探索虚拟数字模型与实际建造过程的高效融合，提升施工精度与装配效率。通过虚拟信息模型与物理场地的无缝对接，实现复杂结构的精准复现及施工全程的实时监控与动态调整。
在虚拟模型中设置四个定位点并开发编号系统，通过高亮显示选定构件，便于操作人员识别。建造过程中，利用Fologram平台进行空间校准，两台iPad协同辅助装配：固定设备投射整体模型信息，监控全局；手持设备展示局部细节，直接指导操作。这一基于混合现实技术的多设备协作方式显著提升装配效率与精确度，降低施工错误率，实现设计与建造的动态反馈与精准衔接，为复杂建筑施工提供了重要参考，推动生成式设计与数字建造技术的发展。
项目整体建成效果（摄影：王大嵩）
“形态融合：复合蔓生”项目通过跨学科协作，深入探索了人工智能、复杂系统算法生形、机器人增材建造与混合现实技术在生成式建筑设计中的应用潜力，建立了从概念设计到精准建造的完整工作流。这一流程以定性人为设计意图与定量运算智能的融合共生为核心，突破了传统设计与建造的局限，为复杂建筑构造的实现提供了创新性解决方案。同时，项目的研究成果为建筑设计和建造向更加数字化、智能化的方向发展奠定了基础，预示了在运算智能激变时代下先进建造技术与创新设计理念深度融合的广阔前景。
东南大学-苏黎世联邦高等理工大学数字建造节闭幕式
