Während eines kurzen Besuchs in diesem Sommer führte Deena El-Mahdy einen Teil ihrer Forschung an der BTU Cottbus im Fachbereich Digitale Entwurfsmethoden in der Architektur unter der Mithilfe von Mohamed Abdelaziz, einem M.Sc.-Studenten, und unter der Aufsicht von Prof. Ilija Vukorep durch. Die Forschung konzentrierte sich auf Erd- und Lehmkonstruktionen zwischen traditionellem und digitalem Bauen, indem einige komplexe, 3D-gedruckte Geometrien mit einem weiterentwickelten Extruder mithilfe eines Roboterarms getestet wurden.

^{Deena El-Mahdy ist außerordentliche Professorin im Fachbereich Architekturingenieurwesen an der British University in Egypt. Sie hat ihren B.Sc., M.Sc. und PhD von der Universität Kairo erhalten, zusätzlich zu einem postgradualen Abschluss vom Institute for Advanced Architecture of Catalonia (IAAC) in Spanien, der sich mit 3D-Druck mit Erde beschäftigt. Ihre Forschungsinteressen umfassen digitale Fertigungsprozesse, 3D-Druck, Robotik, parametrisches Design, rechnergestütztes Design und additive Fertigungstechniken sowohl in der Ausbildung als auch im Bauwesen.Sie wurde 2023 mit dem BIM Africa Award in der Kategorie "Beste Frau in der afrikanischen Bauindustrie" ausgezeichnet und war in den Jahren 2019 und 2020 in der Endauswahl für den Tamayouz Award in der Kategorie "Rising Star, Women in Architecture and Construction".}

Das Fachgebiet hat sich erfolgreich um eine 22-monatige Förderung bei Zukunft Bau beworben. Das Projekt „Echtzeit Bauteilinventarisierung (EBI)“ wird ab September 2024 gemeinsam mit Benjamin Felbrich durchgeführt. Im Fokus steht die Grundlagenforschung zur Entwicklung eines tragbaren Systems zur Erfassung und visuellen Darstellung von Gebäudebeständen. Das System soll Sensordaten zur (Selbst-)Lokalisierung und KI-gestützte Echtzeiterkennung von Bauelementen kombinieren und unabhängig von Mobilfunknetzen und Cloudinfrastruktur funktionieren. Ziel ist die genaue Inventarisierung von Objekten wie Wänden und Türen und im weiteren Sinne die Dokumentation baulicher Merkmale und Schäden in Echtzeit.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat dem Fachgebiet Digitale Entwurfsmethoden Mittel bewilligt, um internationale Kooperationen zum Thema „Entwicklung von robotergestützten adaptiven bionisch inspirierten Architektursystemen“ aufzubauen. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Universität Tokyo und dem Ikeda-Labor unter der Leitung von Prof. Ikeda Yasushi durchgeführt. Geplant sind gemeinsame Workshops und Publikationen. Ein erster Workshop fand im Februar 2024 in Tokyo mit Forschern beider Universitäten statt. Der nächste gemeinsame Workshop wird im September an der BTU Cottbus stattfinden.

Das Fachgebiet Digitale Entwurfsmethoden hat erfolgreich EFRE-Mittel des Landes Brandenburg für die Anschaffung moderner optischer Technologien eingeworben. Ziel des Forschungsprojekts ist die Optimierung von Bauprozessen durch den Einsatz eines Laserprojektors, eines optischen Zielverfolgungssystems und eines Kamerasystems. Diese Technologien sollen die Präzision und Effizienz bei Bauprojekten steigern und dabei Kosten sowie Zeitaufwand reduzieren. Das Projekt konzentriert sich auf die Integration und Anwendung der Systeme in realen Bauanwendungen.

Am 5. Mai fand das AIAAF-Symposium (AI-Aided Architectural Fabrication) statt, das sich mit der Rolle von KI in der Planung und Konstruktion von Gebäuden befasste. Die Veranstaltung beleuchtete, wie KI für die Datenerfassung und das Datenmanagement im architektonischen Bauprozess eingesetzt werden kann und diskutierte mögliche Vor- und Nachteile. Die Veranstaltung wurde von Prof. Ilija Vukorep, Leiter des FGDE an der B-TU Cottbus-Senftenberg, in Zusammenarbeit mit Prof. Christoph Gengnagel von der UdK Berlin organisiert.

 AIAAF-Webseite

Unser Master-Absolvent Hadi Yazdi hat ein Beitrag auf der “Sustainable Build Environment D-A-CH” Konferenz 2022 in Berlin präsentiert. Das Paper “The Methods of Deep Learning and Data Analysis in Promoting Sustainable Architecture”, dass er an unserem Fachgebiet entwickelt hat, beschäftigte sich mit der computergestützten Analyse historischer Hofhäusern iranischer Städte und der, über Jahrhunderte dauernde Anpassung von Wohngebäuden an das dort herrschende Klima.

ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/363560678_The_Methods_of_Deep_Learning_and_Big_Data_Analysis_in_Promoting_Sustainable_Architecture

Am 13.-17. September 2022 präsentierte Anatolii Kotov das Papier “Spatial Agent-based Architecture Design Simulation Systems”, welches zusammen mit Rolf Starke und Ilija Vukorep geschrieben wurde. In diesem Papier wird eine neue Benchmarking-Methode für Reinforcement Learning (RL) in der Architektur vorgestellt. Das Papier kann unter folgender Adresse gefunden werden:

ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/363587878_Spatial_Agent-based_Architecture_Design_Simulation_Systems

CuminCAD: http://papers.cumincad.org/cgi-bin/works/paper/ecaade2022_176

Rolf Starke referierte auf der International Association of Structures & Architecture 2022 über das Paper “Towards artificial ossification for bone-inspired technical structures”.

ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/361903944_Towards_artificial_ossification_for_bone-inspired_technical_structures

Im Rahmen des 7. BTU-Transfertages prämierte eine Jury aus 7 Professor:innen und Vertreter:innen aus der Industrie forschungsbasierte Ideen mit insgesamt 4.000 €. Unser wissenschaftlicher Mitarbeiter Rolf Starke gewann den 2. Preis und den Publikumspreis für seine Idee "KIDD - Künstliche Ossifikation für den 3D-Druck". Er forscht an einem neuen, agentenbasierten Strukturoptimierungsalgorithmus, der sich direkt am biologischen Prozess der Ossifikation (dem Prozess zur Bildung von Knochengewebe) orientiert und möchte diesen auf Infill-Pattern in der additiven Fertigung anwenden.

Am 2. Juni hat Prof. Ilija Vukorep einen Vortrag an der digitalBau, der größten Messe für Digitale Lösungen am Bau, zum Thema der Verbindung der Forschung und Praxis im Bereich digitaler Technologie gehalten. In der anschließenden Podiumsdiskussion hat er sich mit Kollegen über die Bedeutung und Hürden beim Einsatz digitaler Prozessketten in der Planung und im Bau unterhalten.

Am 13.05.2022 wurde Prof. Ilija Vukorep mit seinen Partnern im Büro LOMA architecture.landscape.urbanism Petra Brunnhofer und Wolfgang Schück für Digitale Innovation in der Landschaftsarchitektur für das Projekt “Sommerinsel” der BUGA Heilbronn 2019 ausgezeichnet. Den Preis überreichten Frau Sonja Rosa-Bantheim von r+b Landschaftsarchitektur und Alexander Meyer von ComputerWorks.

Bei einer Feierstunde im Staatstheater Cottbus erhielt Dr. Thu Thu Trang Nguyen den Max-Grünebaum-Preis 2021 für ihre Dissertation „Förderung von Nachhaltigkeit und Resilienz in Vietnams schwimmenden Gemeinden: Die Bewertung innovativer Wohneinheiten und Materialien zur Anpassung an den Klimawandel“. Ihre Forschungsarbeit untersucht verschiedene Strategien zur Wasserbesiedelung in ihrem Heimatland Vietnam. Ihre Arbeit wurde von Prof. Ilija Vukorep und Prof. Horst Stopp betreut.

Die zweijährige Forschungsarbeit am Lehrstuhl mit dem Titel: Cyber Physical Systems - CPS 3D Betonfassaden - Verfahren zur robotergesteuerten Herstellung von 3D Betonfassadenelementen unter Berechnungen eines "Cyber Physical Systems" gefördert vom BMWi und durchgeführt zusammen mit der Firma GtecZ (www.gtecz-engineering. com) fand seinen Abschluss in einem Bericht über die Ergebnisse des Projekts, in dem Spritzbeton in Kombination mit Robotersteuerung und Sensortechnologie eingesetzt wurde.

Im September präsentierte Anatolii Kotov auf der eCAADe 2021 das Paper „Architectural gridworld“. Das Papier stellte erstmalig ein Testbed für Architekturanwendungen im Bereich von Reinforcement-Learning-Systeme vor. Die Konferenz wurde vor Ort in Novi Sad, Serbien, abgehalten.

ResearchGate: https://www.researchgate.net/publication/354436920_Gridworld_Architecture_Testbed

Das Symposium AI Aided Architectural Fabrication (AIAAF), das im Jahr 2019 stattfand, wurde in Form eines Proceedings online veröffentlicht mit den gesammelten Beiträgen mehrerer internationaler Forscher und Praktiker zu KI-Themen in der Architektur.

Am 29. März fand ein PhD-Kolloquium mit den externen Jurymitgliedern Prof. Paul Nicholas von der CITA/Kopenhagen und Prof. Anssi Joutsiniemi von der Aalto University/Helsinki statt. Die Doktoranden Mateusz Zwierzicky und Anatolii Kotov stellten ihren aktuellen Forschungsstand vor und erhielten Feedback des Gremiums.

Wir haben ein Kapitel "Maschinelles Lernen in der Architektur" im Buch The Routledge Companion to Artificial Intelligence in Architecture veröffentlicht. Es fokusiert sich auf aktuelle praktische Ansätze, Methoden und Instrumente für angewandte KI/ML in Architektur und Design.

DOI: 10.4324/9780367824259-7

Dr. (Eng.Arch.) Judyta Cichocka wird im Rahmen eines DAAD-Stipendiums an präselektiven- und Vorschlagsmethoden in Zusammenhang mit Formoptimierung und Formfindung forschen. Diese KI-Methoden sind in der Architektur nicht weit entwickelt und könnten ein wichtiges zukünftiges Entwurfswerkzeug werden. Sie studierte in Wroclaw, Wellington und an der MIT. Zum Sommersemester 2020 hielt sie an der BTU ein Workshop zu Optimierung von Tragwerken.

Prof. Vukorep hat einen Beitrag auf der 2020 Digital Concrete online Konferenz zum Thema "Robot-Controlled Fabrication of Sprayed Concrete Elements as a Cyber-Physical-System" geliefert, welcher auch in einem Springer Proceedings veröffentlicht wurde.

Biegeaktive Strukturen sind in der Lage große Bewegungen auszuführen, ohne dass dabei aufwendige mechanische Konstruktionen zum Einsatz kommen müssen.

Zusammen mit dem Bioinformatiker Dr.-Ing. Thomas Hinze wurde am FG die Masterthesis von Alexander Melcher zum Thema der Modellierung, Simulation und Optimierung der inneren Struktur von Bauteilen nach dem biologischen Vorbild des Knochenaufbaus betreut.

Das MWFK des Landes Brandenburg (EFRE-Mittel) fördert das Fachgebiet "Digitale Entwurfsmethoden" in der Erweiterung des CNC-Labors durch 2 x sechsachsige Roboter der Firma Universal Robots UR10.

Das Forschungsprojekt befasst sich mit dem Thema seilbewegter paralleler Roboter (CableDriven Parallel Robots) in Bauproduktion und Architektur.

Die wissenschaftliche Arbeit "Decode - Reverse Engineering Abstract Art" wurde auf der 'shapes of logic', einer internationalen Konferenz für parametrisches Design in Wroclaw, im März 2015 mit dem Best Presentation Award ausgezeichnet.

Das Ziel des Projektes war die experimentelle Entwicklung von wasserdurchströmten Bauteilen aus Beton für Zwecke der Heizung und Kühlung von Räumen.

Im Rahmen der internationale Bauausstellung Bau 2013 in München wurden Fassadenmodule aus Beton mit integrierten elektronischen Bauteilen entwickelt und ausgestellt.

Die interaktive Fläche ist eine Fläche, die ihre Form verändern und Druckimpulse aufnehmen sowie wiedergeben kann.

Im Rahmen des Entwurfsprojektes -Umsiedlung und Umbau in Industrie- und Schrumpfungsgebieten- wurden städtebauliche Muster vorhandener Siedlungen decodiert.