طراحی داخلی هوشمند- بخش دوم
در طول قرن‌ها تمرکز طراحی داخلی به واسطه موج‌های پی‌در‌پی نوآوری‌های تکنولوژیکی تغییر کرده است. در دوره‌ی پیشا‌صنعتی ساختمان‌ها اساساً از اسکلت پشتیبان و پوسته‌ی محصور‌کننده داخلی ساخته می‌شدند. در این حالت طراحی داخلی بیشتر مربوط به سازه و سازماندهی فضایی بود. با انقلاب صنعتی، ساختمان‌ها دارای فیزیولوژی ای مصنوعی شامل سیستم‌های مکانیکی و الکتریکی پیچیده شدند، و طراحان داخلی به طور فزاینده‌ای دغدغه‌ی انتخاب و خرید تجهیزات تخصصی و سیستم‌های مجهز ماشینی برای پشتیبانی از فعالیت‌های خاص را داشتند. لوکوربوزیه، از اولین معماران مدرنیست، این وضعیت جدید و نگرش خود نسبت به آن را در توصیف خانه به عنوان یک “ماشین برای زندگی” خلاصه کرد. اکنون در قرن ۲۱، میکروالکترونیک‌های ارزان، نرم‌افزار و شبکه‌های دیجیتالی فراگیر به طور فزاینده‌ای آغازگر دوره‌ی طراحی داخلی هوشمند هستند.
ساختمانهای قرن ۲۱ دارای سیستم‌های عصبی مصنوع هستند. علم الکترونیک و نرم افزار به عناصر مهمی در راه‌حل‌های طراحی داخلی تبدیل می‌شوند و اکنون طراحان می‌توانند اتاق ها را به عنوان “روبات‌هایی برای تعامل با آنها” در نظر بگیرند.
طراحی داخلی با شبکه‌های دیجیتال
از اواخر دهه 1960 سیستم‌های دیجیتال به عنوان الگویی محبوب برای سیستم‌های طراحی داخلی پدید آمدند. توسعه این سیستم‌ها با اجرای شبکه‌های کامپیوتری اولیه در کسب‌وکارهای بزرگ، تحقیقات و تجهیزات آموزشی، همراه بود. در طول دهه‌های 1980 و 1990 ، استفاده از استانداردهای اترنت (Ethernet) و حلقه‌ی نشانهای (Token ring) ، همراه با محبوبیت روزافزون رایانه‌های شخصی و مراکز مختص امور مهندسی، منجر به گسترش شبکه‌های محلی (LAN) در محل کار شد. با آغاز قرن بیست‌و‌یکم، اتصالات شبکه دیجیتالی تقریباً در همه نوع فضاهای داخلی و مانند پریزهای برق در همه جا رایج شده بود.
این شبکه‌ها از نظر ویژگی‌های فیزیکی و نیازهای فضایی بسیار متنوع هستند. فیبر نوری ممکن است برای ارتباطاتی با سرعت بسیار بالا استفاده شود. فیبر نوری ضخیم است و نمی‌توان آن را در گوشه‌های تند و تیز ساختمان خم کرد، و اگرچه به راحتی در شیارها و درپوش‌های خاصی که در ساختمانهای جدید پیش‌بینی می‌شود، قابل جایگذاری است، با این وجود اضافه کردن آن به شیوه‌ای زیبا به فضاهای داخلی موجود، به راحتی امکان‌پذیر نیست. برای اتصالاتی با سرعت پایین‌تر از سیم‌کشی مسی کواکسیال و پیچ خورده استفاده می‌شود. این مورد در مقایسه با فیبر ملزومات نصب کمتری دارد، اما تعداد زیاد کابل‌ها ممکن است فضای زیادی را اشغال کند. شبکه‌های بی‌سیم (Wireless) نیاز به اجرای کابل را در همه جا کاهش می‌دهند، اما این روش محدودیت‌های دیگری نیز دارد: آنها همچنان به گیرنده‌های داخلی در فواصل نزدیک نیاز دارند، به طور کلی کندتر از شیوه‌های مبتنی بر استفاده از سیم هستند و احتمال ایجاد مشكل تداخل در آنها وجود دارد.
همچنین ایجاد شبکه، تقاضای قابل توجهی برای فضا- به ویژه در قالب کمدهای قابل دسترس- برای قرار دادن تجهیزات مربوطه ایجاد می‌کند. این فضاهای تأسیساتی در حال حاضر در طراحی فضاهای داخلی عنصر مهمی به شمار می‌روند.
نیاز فزآینده برای ارائه اتصالات شبکه‌ای در هر نقطه، و تأمین برق دستگاه‌های الکترونیکی دیجیتال، چالش‌های خاصی در طراحی داخلی ایجاد می‌کند. در برخی موارد تأمین منبع تغذیه و دسترسی به شبکه در اطراف محیط فضاها و شاید روی ستون‌ها کافی است. در صورت نیاز به تراکم بیشتر نقاط دسترسی، ممکن است لازم باشد شبکه های کف یا سقف را در سیستم دخیل کنید. کابل‌کشی را می‌توان از طریق پارتیشن های جداشدنی و سیستم های مبلمان نیز اجرا کرد، اما این امر پیچیدگی و هزینه‌ی احداث را افزایش می‌دهد و جداسازی و سازماندهی مجدد اجزاء را سخت‌تر می‌کند.
طراحی داخلی هوشمند
چیزی که باعث می‌شود یک ساختمان با سیستم شبکه به یک ساختمان هوشمند تبدیل شود، تعبیه سنسورهای الکترونیکی، محرک‌های رباتیک و کنترل هوش مصنوعی در شبکه است. بدین شکل ساختمان می‌تواند به طور مؤثرتری به ملزومات داخلی و شرایط خارجی متغیر واکنش دهد. این امر با کاهش هزینه میکروالکترونیک‌ها امکان‌پذیر می‌شود، زیرا هوش الکترونیکی در مجموعه وسیعی از دستگاه‌ها تعبیه شده است و این دستگاه‌ها به صورت شبکه‌ای کار می‌کنند.
سنسورهای الکترونیکی با چشم‌ها، گوش‌ها و سایر اندام‌های حسی موجودات زنده مطابقت دارند. میکروفون‌های متصل به کامپیوتر و دوربین‌های دیجیتال (به ویژه در قالب وب‌کم که به طور فزآینده‌ای در همه جا فراگیر شده است) بارزترین نمونه آنها هستند. سنسورهای فشار نه تنها امکان استفاده از صفحه کلیدها را فراهم می‌کنند، بلکه می‌توانند در کف و مبلمان تعبیه شوند تا مکان مبلمان و ساکنان را ردیابی کنند. سنسورهای موقعیت از سنسورهای مکانیکی و نوری موس رایانه‌های شخصی تا سنسورهای مافوق صوت و الکترومغناطیس که دقیقاً مختصات اجسام را در فضای سه‌بعدی ردیابی می‌کند، گرفته تا حسگرهای مبتنی بر سیستم موقعیت‌یابی جهانی (GPS) که خودروها، قایق‌ها و هواپیماها را ردیابی می‌کنند، را در بر می‌گیرند. سنسورهای حرکت وقوع یا عدم وقوع فعالیت در یک فضا را نشان می‌دهند. برچسب‌ها و نشانهای الکترونیکی و نوری، همراه با دستگاه‌های اسکنر خاص، امکان شناسایی اشیاء را فراهم می‌کنند. حسگرهای آب و هوایی می توانند دما، رطوبت و حرکت هوا را پیگیری کنند. سنسورهای شیمیایی تخصصی در تنوع بالایی ساخته می‌شوند. حسگرهای پزشکی – ایمپلنت، دستگاه‌های کنار تخت بیمار و حسگرهای غیر تهاجمی در محیط اطراف – می‌توانند وضعیت بدن شما را کنترل کنند.
محرک‌های رباتیک ماشین‌هایی هستند که تحت شبکه و تحت کنترل کامپیوتر قرار گرفته‌اند. آنها با دست، پا و سایر ارگانیسم‌هایی که موجودات زنده برای تحقق اهداف خود به کار می‌گیرند مطابقت دارند. البته نمایشگرهای رایانه‌ای، چاپگرها و دستگاه‌های خروجی صدا بسیار آشنا هستند. بدیهی است که اکنون هر وسیله خانگی ممکن است به عنوان یک عامل بالقوه روباتیک در نظر گرفته شود. روشنایی ، گرمایش و تهویه ، آب و فاضلاب ، نظافت و سیستم‌های امنیتی و ایمنی ساختمان‌ها نیز ممکن است با شبکه‌ها ادغام شوند. همینطور ممکن است محرک‌هایی که درها ، پنجره‌ها و پرده‌ها یا سایر وسایل حریم خصوصی و کنترل آفتاب را کنترل می‌کنند با شبکه ادغام شوند. علاوه‌بر‌این تعداد بیشماری از دستگاه تخصصی مانند ماشین‌آلات طراحی و ساخت (CAD/CAM) و روبات‌های جراحی به کمک رایانه کار می‌کنند.
نرم افزار کنترل، ورودی از سنسورهای الکترونیکی را به خروجی از محرک‌های روباتیک مرتبط می‌کند. در ساده ترین و مرسوم‌ترین شکل خود، یک دنباله ثابت از عملیات را مشخص می‌کند- برای مثال چرخه ماشین ظرفشویی یا مایکروویو. نرم افزار کنترل پیشرفته به منظور تعیین پاسخ مناسب به شرایط موجود، قوانین مرتبط با تصمیم‌گیری را اعمال می‌کند. بنابراین یک سیستم تهویه مطبوع ممکن است با تغییر خروجی خنک‌کننده، به تغییرات دما پاسخ دهد، یک سیستم آبیاری گیاهان آپارتمانی ممکن است با افزایش یا کاهش میزان عرضه آب به میزان رطوبت خاک پاسخ دهد، یک ماشین لباسشویی با تنظیم میزان مواد شیمیایی، ترکیب آن، چرخه شست‌و‌شو و … به عمل شست‌و‌شوی یک پارچه خاص و مسايل مرتبط به آن پاسخ دهد.
پیچیده‌ترین نرم‌افزارهای کنترل دارای قابلیت مشاهده و یادگیری هستند. به عنوان مثال، یک سیستم پیشرفته کنترل آب و هوا ممکن است الگوهای تغییر در شرایط آب و هوایی خارجی و رفتار داخلی کاربر را مشاهده کند، مدل‌های پیش‌بینی‌کننده را بر اساس این مشاهدات توسعه دهد و در نهایت نیازها را پیش‌بینی کند. بنابراین به جای اینکه فقط در مقابل کاهش دما واکنش نشان دهد، مانند عملکرد یک سیستم کنترل ترموستات ساده، مدل‌های پیچیده‌تر این میزان کاهش را پیش‌بینی کرده و با تنظیم میزان تولید گرما، عملکرد مؤثرتری خواهند داشت. حتی در یک حالت بسیار پیشرفته‌تر، نرم افزار کنترل پیشرفته ممکن است اقدامات چندین دستگاه و سیستم را هماهنگ کند. به عنوان مثال در یک صبح برفی زمستانی ممکن است با اقداماتی از قبیل بالا بردن گرما در یک زمان خاص، برقراری تماس‌های بیدارکننده در زمان‌های مناسب، روشن کردن چراغ‌ها، تنظیم وسایل آماده‌سازی صبحانه برای کار، پیاده‌سازی نسخه‌های شخصی‌شده اخبار روزانه، و روشن کردن ماشین، خانواده را بیدار کند.
نیازی نیست نرم‌افزار کنترل در طول عمر دستگاه ثابت باشد. دستگاه‌های کنترل‌‌کننده نرم افزاری ممکن است در صورت لزوم مجددا برنامه‌ریزی شوند- بنابراین نسبت به دستگاه‌های سیمی معمولی رایج در گذشته، انعطاف‌پذیری بسیار بیشتری را ایجاد می‌کند. در جایی که یک دستگاه به شبکه متصل است، برنامه‌ریزی مجدد ممکن است با دانلود نرم افزار جدید از اینترنت انجام شود.
این قابلیت‌های جدید اساساً نحوه پاسخگویی ساختمان‌ها به نیازهای ساکنان خود را تغییر می‌دهد. ساختمانهای دوره پیش‌صنعتی، همانطور که دیدیم ، بیشتر بر استراتژی‌های منفعل برای پاسخگویی به تغییرات محیطی و برآوردن نیازهای کاربران متکی بودند. ساختمانهای عصر صنعتی بیشتر از دستگاه‌های فعال الکتریکی و مکانیکی برای انجام این وظایف استفاده می‌کردند، اما به سیستم‌های کنترل دستی و ساده اتوماتیک وابسته بودند. فضای داخلی هوشمند قرن بیست‌و یکم به طور فزآینده‌ای سنسورهای الکترونیکی متنوع، محرک‌های روباتیک، هوش مصنوعی تعبیه شده در سیستم‌ها، شبکه و نرم‌افزارهای کنترل را برای ایجاد سیستم‌های توزیع پاسخگو به مسائل بسیار پیچیده، به شیوه کارآمدی ادغام می‌کند.
این متن ترجمه ای است از بخش طراحی داخلی هوشمند در کتاب Interior Design Handbook of Professional Practice
پروژه های گروه معماری کارند
مسجد و آرامگاه شهدای گمنام دانشگاه جیرفت
