コンピュータが導く建築構造のデザイン

力学を追究した形

どんな建物も重力に逆らうことはできません。そのため、自由に形を作るのは実はとても難しいのです。そんな中でも人類は昔から、ドームやアーチのように、重力の流れをうまく利用して、工夫を凝らした建築を生み出してきました。日本での代表例は、1964年の東京オリンピックのために建てられた代々木の国立競技場です。屋根がケーブルでつられたこの建物は、力学的な合理性と素晴らしいデザインを併せ持っています。本来なら滑らかな曲面になるはずの屋根を、あえてシャープに引き締めることで、美しさと機能を両立させたのです。こうした建築を支えたのは、当時の最先端の構造理論と、熟練した施工職人たちの技術でした。

コンピュータによる構造計算

昔はコンピュータがなかったため、計算できる形は左右対称や円形など、単純なものに限られていました。しかし現在は、コンピュータによって複雑な形も計算できるようになり、デザインの自由度はぐんと広がっています。とはいえ、実際に建物が成立するためには、物理のルールに従わなければいけません。そこで役立つのが、「最適化問題」と呼ばれる数学的な考え方です。これにより、デザインアイディアを力の流れに合った無理のない形に導きます。こうした研究は「形態創生学」と呼ばれ、建築に新しい発想をもたらしています。

建築とAIがつくる未来

これからの建築は、AIやコンピュータを使った自動設計がさらに発展していくと考えられています。現在の建設業界は、少子高齢化の影響で設計者や職人の数が減少しており、業務の効率化が求められているからです。そのため、将来の設計者は、自分の手でデザインを描くというより、コンピュータに指示を出して設計を進めるディレクターのような役割に変わっていくかもしれません。その時に必要になるのが「数理データサイエンス」などの新しい知識です。数学やプログラミングの力を使って、デザインと合理性を両立させる、それが未来の建築のあり方かもしれません。

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先生情報 / 大学情報

鹿児島大学工学部建築学科建築学プログラム准教授横須賀洋平先生

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建築構造力学

メッセージ

建築物は、ただ新しい技術や最新のデザインだけで成り立っているわけではなく、歴史の中で積み重ねられてきた知恵や工夫がたくさん詰まっています。例えば、先進的な建物を支えている構造技術も、多くが昔の建築から発展してきたものです。私自身も、東京オリンピック競技場の設計に携わった建築家の子息から教えを受け、建築の歴史の重みや魅力を知りました。新しいことにアンテナを張り、それと同じくらい過去にも目を向けてみましょう。過去の英知を学ぶことが、未来をつくるヒントになるはずです。

鹿児島大学に関心を持ったあなたは

鹿児島大学は、日本列島の南に位置し、アジアの諸地域に開かれ、海と火山と島々からなる豊かな自然環境に恵まれた地にあります。この地は、我が国の変革と近代化を推進する過程で、多くの困難に果敢に挑戦する人材を育成してきました。このような地理的特性と教育的伝統を踏まえ、鹿児島大学は、学問の自由と多様性を堅持しつつ、自主自律と進取の精神を尊重し、地域とともに社会の発展に貢献する総合大学をめざします。