DESIGN METHOD AND PROCESS 02/设计过程和方法
传统意义的结构是固定的、死的，这是因为它们的节点是固定的、死的。灵活的节点对于未来结构的发展和参数化设计的实现是至关重要的课题。
▼材料
结构创新在于节点，节点创新在于材料。我们对橡胶、硅胶、木头、纸管等一系列材料进行测试，设计了不同形式可动的灵活节点。由木头制作出来的灵活节点脆性很大，可承受的扭力很小。最终选择了浇铸硅胶制作成的软性节点。硅胶相较于橡胶更加柔韧，并且比纸和木头的吸附性更强。纸管比木头要轻得多，这就可以大大减少整个结构的自重，从而减少建成后整体结构的下沉程度。更有利的是，因为纸管是中空的，我们可以把互动的电子元件隐藏在里面。但是，中空纸管的接触面却是有限的，不足以和硅胶形成强度高的连接。因此我们设计了另一种零件——暗榫来抓紧纸管和硅胶，更有效地提高了节点的力学特性。
▲节点探索
经过一系列单元节点测试，我们制作了等比例模型，进行模拟测试，深入了解硅胶节点结构系统的特性。对于节点我们尝试将纸管直接和硅胶浇筑在一起，但这种直接浇筑连接的方式对于真正建造搭建是不现实的，预制节点的概念成了改变整个搭建逻辑的一个关键点。另外，等比例模型的灵活性完全超出了我们的预计，需要更稳定的结构系统控制和支撑硅胶的节点。
▼结构
我们开始用QQ糖和牙签做一些结构模型测试组装的顺序以及结构稳定性和灵活性之间的平衡。三角形单元是一种稳定的二维结构，但是在三维中就需要用一个支撑结构在第三个维度起支撑作用。双层结构系统，或者说是桁架结构太过坚硬，而且结构之间的空间是不可达的，是一种对空间和材料的浪费。对于单层结构系统，我们用支撑结构连接两个三角形单元，从而形成了一个菱形单元。菱形单元交错连接起来，我们相信这种结构能够维持灵活性与稳定性之间的平衡。
最终确定罟坶（GUME）的结构是一个使用标准化节点的参数化结构。罟坶结构系统中有三个主要结构成员。穹顶层是用标准化节点连接不同长度的纸筒预组装完成的。底部基础使用的是固定在地面的、被弯折到固定角度的铝管。在场地上的搭建过程，加入支撑结构使整个结构站立起来。另外，我们还有一个备用的支撑结构，在结构外部使用绳子提供拉力，可使结构更加稳定。但是最终建成模型没有使用这种支撑结构，也能稳定站立和摇摆。
▲结构模型
为了解决因结构自重导致的下沉和不稳定的问题，我们使用袋鼠插件（Kangaroo）的反重力模拟功能确定最终结构形态。在确定平面形状和节点数量之后，计算机将优化结构形态并给出所有纸管的长度。
整体结构是由三个拱形组成的。罟坶由三个入口，三个完全相同的侧面。杆件包括了纸管和铝管，连接件包括了各种种类的硅胶节点。为了使结构稳定站立，结构系统是中心对称的。但是，为了使结构灵活可动，我们根据现场情况删减掉了一些支撑纸筒。这是一个很有意思的稳定性和灵活性之间的平衡实验。
▲建模
结构互动是我们对于罟坶最初的设计理念。作为一个结构装置，和整个结构的互动是前所未有的。作为一个结构系统，它的潜力将是无法估计的。它的灵活性，抗震性能，缓冲性能都值得做进一步的研究。
▲1∶1模型活动性实验
▼节点设计
我们设计了两种不同尺寸的木榫来作为硅胶和纸管之间的连接。节点分为三类，底部节点四种，支撑节点两种，标准节点一种。这些木榫和节点都是预制和标准的。
模具的设计和做工的好坏决定了节点是否能实现我们预期的设计。计算机数控机床可以很容易和精确地切割木头和泡沫。通过使用数控机床（CNC）技术，我们可以制作多种模具。为了能方便倒模，我们将模具设计成两个部分，并加入了几对榫卯，以使两部分紧密地咬合在一起。上面一半的模具有两个孔洞，一个是灌硅胶液体的洞，一个是排出空气的洞。雕刻成型之后，模具需要打磨光滑，以避免在浇筑过程中出现渗漏的情况。使用数控机床制作成的模具，可以批量浇筑节点，再经过预组装的过程，可以在场地快速搭建完成。节点本身是标准化的，灵活的，所以可以完全实现参数化设计对节点的要求。
▲节点模型制作和模具
▼搭建过程
第一步：预制零件。
1）纸管防水处理。
2）声光互动电子元件组装。
3）木榫切割制作。
4）标准节点模具——木材。
5）支撑和底层节点模具——泡沫。
6）浇筑。
第二步：预组装。
将标签对照表上的八个部分预组装起来。这个步骤包括了安装电子元件和将支撑纸筒的一端先连接到指定位置。
第三步：现场组装过程。
将预组装好的八个部分搬到场地上，将支撑纸筒的另一端连接到相应位置，撑起整个拱形结构。三个拱形部分依次组装好。最后我们把这三个拱形连接起来。罟坶小怪兽就这样站起来了！
罟坶是一种新的建筑结构，更可以说像一种活的物体。一般意义上的建筑物都是死的，静止的结构，而罟坶是活的。就像一个有灵活关节的骨架一样，这同时也意味着罟坶不可能是完美的稳定结构。事实上罟坶是可以和体验者在互动的时候摇摆和晃动的。它的表皮会缓慢变化拉扯和收缩，骨头会发出咯吱的响声，它的触须会颤抖。罟坶可以根据任何环境生成出合理的结构而站立起来。
▲搭建过程