Termin środowisko responsywne został po raz pierwszy użyty w 1977 roku przez Myrona Kruegera jako środowisko, w którym komputer zauważa i podąża za ruchami użytkowników odpowiadając inteligentnie poprzez złożony wirtualny oraz dźwiękowy przekaz. Definicja środowiska responsywnego została ponownie sformułowana w 2010 roku przez zespół badawczy Uniwersytetu w Eindhoven w następujący sposób: Środowiska responsywne to przestrzenie fizyczne wzbogacone przez inteligentne otoczenie, na przykład media i technologie, w celu zapewnienia interaktywnego, bogatego, unikalnego i zmiennego doświadczenia użytkownika.

ZOBACZ RAPORT – „Środowiska responsywne w architekturze”

Podsumowując różne definicje można stwierdzić, że środowiska responsywne są przestrzeniami bądź obiektami, które wzbogacone przez technologie cyfrowe, są zdolne do reagowania na zmienną aktywność człowieka bądź parametry otoczenia. Ogólną charakterystyką środowiska responsywnego jest więc dialog z otoczeniem, który jest możliwy dzięki zdolności odbierania, przetwarzania i reagowania na informacje.

Środowiska responsywne
Videoplace, Myron Krueger, źródło: http://www.inventinginteractive.com

Geneza ruchu

Środowiska responsywne są następstwem XX-wiecznych fascynacji ruchem i technologią. Badania zależności między czasem a przestrzenią trwały od stuleci i początkowo bazowały na odkryciach Newtona. W 1905 roku Einstein sformułował teorię względności, która radykalnie zmieniła dotychczasowy sposób pojmowania tych zależności. Nastąpiło nasilenie eksperymentów artystycznych związanych z ruchem. W 1912 roku Georges Braque stworzył obraz Martwa natura z fajką, będący materializacją idei symultanicznego patrzenia, która wkrótce przerodziła się  w kubizm. Artyści tego nurtu eksplorowali teorię ciągłości przestrzeni, stając się inspiracją dla futurystów. Futuryści zafascynowali się technologią i szybkością wprowadzając dynamizm również do architektury. W 1919 roku Władimir Tatlin zaprezentował swój projekt Pomnika Trzeciej Międzynarodówki, który miał być ogromną stalową wieżą z poszczególnymi elementami w ciągłym ruchu. W tym okresie zaczęła formować się też sztuka kinetyczna, widoczna w pracach László Moholy-Nagy. Eksperymentowano również w teatrze i balecie – Oscar Schlemmer w 1922 zaprezentował Balet Triadyczny (mechaniczny), w którym podkreślał znaczenie geometryzacji ruchu i mechanizacji ciała pozostających w związku z przestrzenią otaczającą tancerza.

Jednak dopiero w latach sześćdziesiątych ruch stał się jakością również w architekturze. W 1958 roku Yona Friedman opublikował swój manifest mobilnej architektury, która miała zaspokajać potrzeby mobilnego społeczeństwa. Materializacją tej idei jest La Ville Spatiale – otwarty system architektoniczny, w którym wszystkie elementy są ruchome i zmienne, dopasowujące się do aktualnych potrzeb użytkownika. Całość składa się z elementów umieszczanych w modularnej siatce, zawieszonej wysoko nad ziemią między systemem filarów. Tak powstały krajobraz miejski i potrzeby jego mieszkańców mutują i przenikają się nawzajem. Analogiczny sposób myślenia zaprezentował Peter Cook z grupy Archigram w 1964 roku w swoim projekcie Plug-in City – mieszkalne jednostki podłączają się do centralnej, infrastrukturalnej mega-maszyny. W efekcie powstaje stale rozwijająca się mega struktura, zawierająca mobilne mieszkania i usługi przenoszone za pomocą gigantycznych żurawi. Ron Herron w koncepcji A Walking City poszedł jeszcze dalej – przedstawił wizję ogromnego miasta-robota będącego w ciągłym ruchu. Eksperymenty z mobilną architekturą praktykowano na całym świecie i tak w latach sześćdziesiątych uformował się ruch metabolistów w Japonii. Wierzyli oni, że miasta i budynki nie powinny być statycznymi jednostkami, lecz organicznymi i ciągle ewoluującymi strukturami, które umożliwiają stały rozwój.

Środowiska responsywne
Alloplastic Architecture, Behnaz Farahi, źródło: https://archinect.com

Początki architektury interaktywnej

W tym okresie, oprócz eksperymentów i fascynacji ruchem, pojawiła się i zaczęła rozwijać cybernetyka. Jednym z przełomowych postępów technologicznych, które umożliwiły jej powstanie było wynalezienie systemu zdalnego sterowania w latach pięćdziesiątych. Dekadę później intensywne badania nad interaktywnością maszyn prowadził Gordon Pask, cybernetyk który jako pierwszy przyczynił się do rozpoznania i zdefiniowania interaktywnej architektury. W latach siedemdziesiątych sformułował Teorię Konwersacji (Convesation Theory), gdzie wyobrażał sobie relacje między człowiekiem a maszyną jako formę obustronnej konwersacji, podczas której uczestnicy uczą się o sobie nawzajem. Praca ta do dzisiaj stanowi fundament interaktywnych i responsywnych środowisk.

Mniej więcej w tym samym czasie Gordon Pask oraz jego koledzy zaczęli współpracować z architektami, przenosząc idee z cybernetyki na przestrzeń. Jednym z bardziej sławnych współpracowników był Cedrik Price, którego prowokacyjne zdanie Technology is the answer, but what was the question? kwestionujące wpływ technologii na architekturę jest cytowane do dzisiaj. Price wprowadził termin architektury antycypacyjnej (Anticipatory Architecture), czyli powstającej w wyniku nieokreślonego, elastycznego procesu odpowiadającego na zmienne potrzeby użytkownika. Stworzył wiele wizjonerskich projektów, m.in. Fun Palace w 1961 roku, gdzie program dostosowywał się do zmiennych potrzeb użytkowników, stając się późniejszą inspiracją dla Richarda Rogersa przy projektowaniu Centrum Pompidou. Cedrik Price kierował się przekonaniem, że architektura powinna być żyjącą, ciągle ewoluującą strukturą.

Środowiska responsywne
Fun Palace, Cedric Price, źródło: Mathews S., The Fun Palace: Cedric Price’s experiment in architecture and technology, Intellect Ltd 2005

Bazując na dorobku Gordona Paska rozwijały się rozważania teoretyczne dotyczące architektury responsywnej. Pracowali nad nią między innymi William Brody, Charles Eastman czy Nicolas Negroponte, a ich rozważania koncentrowały się wokół przestrzeni i użytkowników jako systemu informacji zwrotnej. Później idee Paska rozwijał John Frazer, twierdząc, że architektura powinna być żywa i ewoluująca. Równolegle do teoretycznej pracy architektów rozwijała się informatyka, z której narodziły się inteligentne środowiska w celu badania przestrzeni wzbogaconych o technologie komunikacyjne i obliczeniowe. W tej dziedzinie opracowano wiele technologii służących wykrywaniu ludzkich zachowań.

Jednym z pierwszych artystów wykorzystujących te narzędzia był Myron Krueger, który na przykładzie swoich interaktywnych instalacji rozwinął pojęcie środowiska responsywnego. W 1969 roku powstała praca Videoplace, która jako pierwsza rejestrowała ruchy widza i tłumaczyła je na przekaz graficzny, stając się pierwszym urzeczywistnionym środowiskiem responsywnym. Za pomocą kamer oraz czujników w podłodze instalacja rejestrowała, a z czasem nawet antycypowała ruchy uczestnika odzwierciedlając je na projekcji. Rok później William Zuk sformułował manifest architektury kinetycznej – Naszym zadaniem jest odmrożenie architektury by stała się płynnym, wibrującym, zmiennym tłem dla zróżnicowanych i ciągle ewoluujących trybów życia. Rosnąca, kurcząca się, pulsująca, zmieniająca się architektura będzie odzwierciedlać życie w danym momencie, stając się jego częścią.

Środowiska responsywne
ADA Intelligent Room, źródło: http://www.playart.org

Rozwój środowisk responsywnych

W tym czasie trwał rozwój mikroprocesorów oraz prace nad systemami zarządzania energią w budynkach. W latach osiemdziesiątych nastąpił przełom, gdyż pojawił się pierwszy osobisty komputer. W 1985 roku Nicholas Negroponte założył MIT Media Lab – jednostkę naukowo-badawczą zajmującą się cyfrowymi narzędziami do projektowania oraz mediami, w tym również architekturą. Rok później Toyo Ito zaprojektował Wieżę Wiatrów w Jokohamie zamieniając element systemu klimatyzacji w responsywną technologiczną rzeźbę. Struktura była kontrolowana przez dwa komputery, które modyfikowały intensywność i kierunek wewnętrznych źródeł światła w zależności od prędkości wiatru i poziomu hałasu wokół. W 1987 roku ukończono budowę siedziby Institut du Monde Arabe projektu Jeana Nouvela, gdzie zrealizowano jedną z pierwszych mechanicznych fasad. Za szklaną kurtyną umieszczono siatkę światłoczułych mechanizmów, które otwierają i zamykają się niczym przysłona aparatu, regulując ilość światła i ciepła dostającego się do wnętrza budynku.

Pod koniec lat osiemdziesiątych zaczęto wprowadzać technologie cyfrowe do przedmiotów codziennego użytku, a w latach dziewięćdziesiątych postęp technologiczny był już na tyle zaawansowany, że rozpoczął się boom prototypowania. Powstały pierwsze rozwiązania dla inteligentnego domu i biura, internetu rzeczy oraz interaktywnej architektury. W 1997 roku powstała instalacja Audio Grove w Tokio, która łączyła dźwięki i światło w kombinacje zależne od dotyku widza, tworząc za każdym razem unikatową melodię. Rok później na MIT stworzono Intelligent Room – pokój ze zintegrowaną technologią ułatwiającą użytkownikom wykonywanie codziennych czynności. W tym czasie zrealizowano też Water Pavilion będący dynamicznym, w pełni interaktywnym środowiskiem, gdzie media zapewniały ciągłą relację między użytkownikiem a budynkiem. Płynna forma pawilonu była powłoką dla nieustannie zmieniającego się wnętrza, które mutowało w reakcji na zachowanie użytkownika.

Środowiska responsywne
Audio Grove, Christian Moeller, źródło: https://christianmoeller.com

W ostatniej dekadzie XX wieku rozpoczęto badania nad tym jak telefony komórkowe i cyfryzacja zmienia nasze postrzeganie rzeczywistości oraz jakie relacje zachodzą między światem fizycznym a cyfrowym. Lata dwutysięczne obfitują w przykłady starające się zgłębić te relacje, zrozumieć użytkownika i jego zachowania. Ze względu na rosnące tempo zmian, zarówno technologicznych, socjologicznych oraz urbanizacyjnych, zapotrzebowanie na inteligentne i responsywne środowiska się zwiększa, a powstające rozwiązania są coraz bardziej zaawansowane.

ZOBACZ RAPORT – „Środowiska responsywne w architekturze”