數位製造 Digital Fabrication
Computational Design Thinking in the Digital Age
首先我很開心有機會去了瑞士蘇黎世聯邦理工學院 ETH Zürich -Eidgenössische Technische Hochschule Zürich ，有幸了認識來自台灣建築系以外的朋友們(努力跨出舒適圈)，而通常打開話題的第一步： “你好！我是____，就讀___系，請問你是讀什麼科系？” 由於我的Programme 是 "Architecture and Digital Fabrication" (MAS ETH DFAB)，Architecture對我來說不難解釋給大家聽，但我都會特別想要解釋關於Digital Fabrication(數位製造)的部分，我會用不同專業的切入角度來舉例解釋，進而連結到我所學的專業應用上，在這樣解釋給別人的過程中，我覺得很像不同國家的人在面對面的交流，是一種直接的闡述自己的文化讓他人理解，在解釋同時也了解對方的背景和想法，我很喜歡聽別人分享他們的想法，我也在練習“如何闡述自己的專業給不同領域的人理解”
>>>Digital fabrication is a type of manufacturing process where the machine used is controlled by a computer. Computational Design Thinking in the Digital Age
隨著科技的發展，不同的領域相互影響著，各種專業的探討不只要深入也跟著增加它的廣度，而設計思維如何跟著科技和技術的發展而改變是一直我放在心中的問題，科技和技術也縮短了數位與真實的距離，讓設計可以更多元的呈現在不管是虛擬的還是實體的。
在數位時代下的設計者，設計方法不局限於紙、筆，更多的工具能夠幫助思維上面的延伸，從3D建模軟體中含有參數化設計(Rhinoceros 3D/Grasshopper)等，也能夠透過編程progamming的方式進行，讓設計的過程更有跡可循，而在電腦輔助設計下，不同機器製成的方式來重新思考設計的可能性，讓設計更能夠配合機器的製造方法，達到電腦輔助製造，使數位的設計與實體的模型更為接近，也讓設計隨著所學的技能和工具而有新的思維。
>>>數位製造Digital Fabrication : 電腦輔助設計Computer-aided design (CAD)-> 電腦輔助製造Computer-aided manufacturing (CAM) ->原型製作
Prototyping>>>Computer-aided manufacturing (CAM) also known as Computer-aided Modeling or Computer-aided Machining is the use of software to control machine tools and related ones in the manufacturing of work pieces.
>>>Computer-aided manufacturing (CAM) also known as Computer-aided Modeling or Computer-aided Machining is the use of software to control machine tools and related ones in the manufacturing of work pieces
設計發展的過程以工作流程(Workflow)的方式呈現時，當與他人進行溝通時，或是想增進技術層面時，更能夠理解問題所在以及核心價值的限制處，幫助我們從發想設計的過程中，能夠找到最佳的策略和解決辦法，當更進一步了解各種機器的製造流程時，更能將材料系統、幾何設計、運算式設計、科技、技術等更能夠靈活的應用再一起，也透過跨領域合作中發現新的機會，讓設計領域多了許多斜槓思維，其他領域也可以有斜槓設計的思維。
設計研究的思考範圍：脈絡(Context)、使用者(User Experience/Human)、
機器與機器人(Machine/Robotics)、材料系統(Material System)、生物學(biology)、幾何設計(Geometric Design)、運算式設計(Computational Design)、科技(Technology)、技術(Techniques)、工藝( Crafts)...
Computational Design -> Digital Prototyping
從上述的研究範圍到設計思考整合出適合的應用方式，產出基本原型，一系列迭代的發生，試著將整個流程視為一個持續探索的過程，看似相同重複的步驟也可能隱藏著新的機會，當我們發展不一樣的設計方法和工具時，從中改善了製造流程，而思維上也跟進，能夠更有效的解決問題，縮短的產品生成的週期，快速的製造出原型(Rapid prototyping)進行分析，下一步便可將其系統化，達到大量製造Mass production和客製化customized，設計者可以制定系統設計Design System，將流程中的某個步驟開放給第三方來做決定，例如可訂製顏色的球鞋等。
>>>From design -> build -> test -> fix
To design -> analyze -> test -> buildWith a Digital Prototyping approach, we can also test design iterations quickly to assess whether they’re over- or under-designing components.
Computer-aided design -> Computer-aided manufacturing
配合不同的機器製成過程，生成出不同的裝配圖(Assembly Drawing)，像是Laser Cutter 雷色切割機、Plasma cutting 等離子切割機、Zünd Digital Cutter 數位切割機(震動刀)等機器，將3D模型拆解成不同的2D圖，透過機器製造後，在進行組裝；也有是工具路徑(tool path)的生成，CNC Milling Machine 3-Axis or 6-Axis 電腦數值控車床 3軸或6軸(Subtractive manufacturing)、3D printing 3D列印(Additive manufacturing)，透過路徑去進行加工製造出原型，有些軟體可直接生成路徑參數直接給機器執行，也有些設計輔助軟體是將整個從設計到製造的過程整合在一起；更深入的研究製造流程中，還有機器人製造Robotic Fabrication、多機器人協同Multi‑robot coordination等，這些需要建立起更穩定的系統，依照應用方式的不同，切入不同的研究方向，需要不同領域的共同合作，以上的原型製作都會以Building-Scale或是Mock-up為目標進行測試，因為很多設計的細節能夠在做實際模型的時候顯示出來，更能清楚地找到問題進行改進。
>>>Robotic Fabrication including field from Architecture and Desgin, Mechanical Engineering, Mathematics, Electrical Engineering, Computer Science, Robotics.
Manufacturing System and Design System
從研究、設計、製造到原型製作，這一整個過程不停的研究新科技以及技術的整合與應用，而當整個從設計到製造的系統發展越完善越穩定時，有機會達到半自動化或是自動化，整體的系統也會因為嘗試結合不同科技而有所不同，整體而言是一個優化的過程，這時候很需要跨領域的人們一起合作，依照研究類型和目標的不同，有不同的嘗試和探索，以下提供簡單的keyword大家如果有興趣可以收尋看看，很多兩年一次的conference都在今年2020發表，但遇上COVID-19轉為線上或是延後。
keyword : Digital Fabrication, Robotic Fabrication, Multi‑robot coordination
Robotic Fabrication in Architecture (ROB|ARCH),
Fabricate 2020 (2011, 2014, 2017, 2020)
Advances in Architectural Geometry (AAG)
Additional
當我在整理和重新思考數位製造Digital Fabrication的時候找到MIT一門熱門的課， How to make(Almost)anything? 這大概是數位製造的核心所在。
>>>如何製造(幾乎)任何東西?(How to Make (Almost) Anything?)
Isaac Chuang, and Neil Gershenfeld. MAS.863 How to Make (Almost) Anything. Fall 2002. Massachusetts Institute of Technology: MIT OpenCourseWare, https://ocw.mit.edu. License: Creative Commons BY-NC-SA.
我依舊非常感謝我的朋友有來看我最後論文的Presentation，雖然當下的我用極快的速度以英文發表，對我來說意義很大，還有來Robotic Fabrication Laboratory看我們怎麼實作，謝謝你們你們願意來了解我所學的領域，讓我有機會解釋Digital Fabrication給你們聽！！！
如果有任何問題，歡迎大家在下面留言～～～
