Complexitate:
Definirea exactă a poziției, orientării și a geometriei unui component interdependent atât funcțional cât și structural a devenit o mare provocare, mai ales atunci când aranjamentul acestor componente este în mod egal important din punct de vedere al impresiei artistice, cât și al stabilității structurale. Astfel complexitatea procesului de construcție inclină către faza de proeictare mai degrabă decât cea de fabricație și asamblare.
Inspirație din natură:
Din ce în ce mai multe proiecte în arhitectură sunt realizate folosind metafore, sau chiar procese găsite în natură, țintind către realizarea unor structuri aparent non-repetitive. Exemple recente includ proiectul de înveliș „cuib de pasăre” („bird s nest”) a lui Herzog și de Meuron pentru Stadionul Național al Chinei (ARUP 2004), structura „spumă” („foam”) a Centrului Național Chinez de Natație, realizat de PTW Architects (Bull 2004), dar și fațada „fractalică” a Federation Square în Melbourne realizată de LAB Architecture Studio (Lab-Architecture 2001).
Pădure de stâlpi:
Proiectul pentru o stație de biciclete în fața gării din Groeningen se prezintă ca o relizare multidisciplinară a unei structuri non-repetitive în totalitate. Abordarea susținută de consultanța catedrei de CAAD al ETHZ, în strânsă legătură cu arhitectecții clădirii (KCAP) și inginerii de structură (ARUP) a fost aceea de a realiza o simulare dinamică parametrizată, cu posibilitatea utilizatorului de a interveni, bazată pe multi agenți pentru a realiza o structură a unei plăci cu coloane ce să pară a fi o „pădure de stâlpi” (Scheurer 2005a).
Model dinamic:
Algoritmul implicat în proiectul de la Groeningen este unul de găsire a unei soluții și de optimizare, bazat pe un algoritm genetic, în care fiecare stălp se comportă ca un agent independent ce trebuie să își găsească locul într-un mediu bine stabilit, astfel încăt să se conformeze atât criteriilor de stabilitate cât și a celor estetice.
Mediul simulării este cel al geometriei exacte ale plăcii de peste parcare ce este de o formă neregulată, conține găuri pentru copaci, dar și pentru rampe și scări, precum și traseele pentru biciclete și pietonale de sub placă, definind astfel limitele simulării și datele fixe ce intră în simulare. De asemenea au mai fost adăugate, în urma unor calcule structurale, distanțe maxime între coloane pentru diferite părți ale plăcii.
În acest mediu au fost apoi introduse coloane, ce se coporta independent, programate după reguli stricte de mișcare, de duplicare sau eliminare a unei coloane, pentru a răspunde în mod corespunzător cerințelor impuse. Printre cerințe enumerăm: coloanele să nu stea în drumul traseelor de biciclete și pietonale. Coloanele pot fi înclinate, dau au tendința de a ajunge la verticală. Fiecare coloană încearcă să se mențină la o distanță optimă de vecinii săi. Dimensiunea unei coloane, si a capacității ei portante este aleasă din trei dimensiuni posiblie în funcție de vecinii săi, ea putandu-se mări sau micșora, eventual generând încă o coloană dacă capacitatea portantă este insuficientă, sau putându-se elimina, dacă se dovedește necesar.
Simularea dinamică:
Modelul parcării, astfel programat, a fost apoi lăsat să ruleze, după o serie de iterații obținându-se un posibil rezultat. O altă cerință a arhitecților a fost aceea de a putea avea un model interactiv. Mai mult decât o serie de parametrii ce se puteau controla pentru a genera alte soluții, arhitectecți au dorit posibilitatea de a interacționa cu modelul în timpul simulării. Astfel ei puteau controla manual coloanele, le puteau elimina, le puteau crea, sau le puteau muta oriunde în model.
După ce au stabilit forma dorită, simularea a ajuns într-un stadiu cvasi-static. Fiind o simulare dinamică, în care fiecare agent implicat „trage” într-o parte, și fiind o căutare într-un spațiu soluție, un singur echilibru optim nu este niciodata găsit, algoritmul oferind multiple variante de soluții. Echipa de arhitecți apoi a ales cateva variante posibile ce au fost supuse unui riguros calcul structural și cu, doar, mici variații locale a fost adoptat un model.