Zborník digitálna architektúra 2010 - Fakulta architektúry STU

3. Magnetické kyvadlo
Ďalší príklad posobnia náhody v chaotickom
systéme je magnetické kyvadlo. Je podobný sústave
troch telies ale v tomto prípade sa jedna o 9
magnetov a kovovú gulicku.
Ak máme 9 magnetov uložených rovnomerne
na nejakej ploche a do ich magnetického poľa
vpustime kovovú guľôčku zavesenú na špagáte
tak výsledky nás môžu celkom prekvapiť. Guľôčka
sa začne správať výrazne neusporiadane, neustále
mení svoju polohu. Ak ju aj budeme púšťať
s presne toho istého bodu niekoľko krát za sebou,
vždy bude jej dráha iná a nepredvídateľná.
Dôvodom je prílišná zložitosť vzájomného pôsobenia
9 magnetov a tiež náhodné správanie sa
malých častíc, kde ich celková sila v tomto prípade
magnetického poľa osciluje okolo nejakej
strednej hodnoty ale nikdy nie je rovnaká a tým
pádom každý magnet pôsobí v každej danej chvíli
na guľôčku inak a preto sa táto nemôže pohybovať
usporiadane. Pritom sa pohybuje podľa platných
rovníc. Na kvantovej úrovni vlastne v prírode
fungujú mini generátory náhodných čísel.
4. Vývoj návrhu
Na ozrejmenie týchto princípov som potreboval
zvoliť relatívne jednoduchý systém, ktorý je ľahko
vnímateľný a každému známy. Rozhodol som sa
pracovat v 2D nakoľko mi išlo o pochopenie základných
spôsobov fungovanie týchto systémov.
Zvolil som si sústavu rovnobežných línií na podklade
40 x 15 cm. Mojim cieľom bolo ich ovplyvňovanie
rôznymi spôsobmi na dosiahnutie a
dokázanie chaotickosti príliš zložitého systému.
Inšpiráciou mi boli línie ktoré zanecháva prúd
vody v piesku na dne a taktiež vrstevnice. Na
týchto dvoch príkladoch podľa mňa dobre vidieť
nepravidelnosť a chaotickosť takýchto líniových
systémov. Napr prúdnice v piesku tam su pretoze
prúd molekúl vody prechádzal nejakou rýchlosťou
ponad piesčité dno. Určíte tam platili vsetky
fyzikalne zakony. Zaujalo ma na nich to že nikdy
nebudú rovnaké a zároveň na seba nadväzujú,
pretože sa všetky telesa navzájom ovplyvňujú aj
molekuly vody, ktoré dnom prechádzali záviseli
jedna na druhej a aj napriek tomu že sa správajú
náhodne ak si jedna molekula vyberie cestu , druha
je ňou ovplyvnená a zmení sa pravdepodobnst,
pre jej ďalší vyber.
48
V mojom príklade sa zaoberám hlavne pôsobením
väčšieho množstva atraktorrov, alebo posobicov,
teda predmetov, ktoré na systém pôsobia, bez
toho aby sa tento zrútil.
Takýto systém s viac ako dvomi atraktormi už
nevieme odhadnúť a keďže zmenením hodnoty je
jednom meníme a ovplyvňujeme cely systém. Rovnobežné
línie pôsobia ako siločiary silových poli
jednotlivých atraktorov.
Postupne som do systému rovnobežných línii
pridával činitele, ktoré tento jednoduchý systém
ovplyvňovali. Ako prvé to boli dva bodové atraktory,
ktoré od seba tieto línie odpudzovali a tým
ovplyvňovali celý systém. Pridaním len týchto
dvoch bodov vznikol systém navzájom sa ovplyvňujúcich
prvkov na jednoduchom základe. Do systému
v tomto prípade zatiaľ nebol vložený žiaden
generátor náhodných čísel. Systém bol teda ešte
ľahko predvídateľný a tým pádom ľahko ovplyvniteľný.
Keď som zvýšil silu atraktoru alebo jeho
rotáciu vedel som odhadnúť čo sa asi bude diať.
(Skript1).
V ďalšej fáze návrhu som do systému pridával
ďalšie atraktory, tým sa systém stal zložitejším,
keďže som sa posunul so sústavy dvoch telies
do sústavy štyroch navzájom sa ovplyvňujúcich
telies. Už bolo potreba voliť správnu silu odpudzovania,
aby sa celá štruktúra nezrútila sama do
seba a vytvoril sa tak príliš zložitý systém, ktorý
by bol pre človeka neodvímatelný.
Tento systém sa už nedal tak ľahko predvídať a
každá zmena hocijakej vstupnej hodnoty výrazne
ovplyvňovala pôsobenie ďalších atraktorov a tým
aj vzhľad celej štruktúry. Ani v tomto prípade sa
v skripte nenachádzal generátor náhodných čísel.
Jedna sa teda iba o ovplyvňovanie atrakčných bodov,
zmenou hodnoty ich sily, a rotácie. Napriek
tomu že v systéme nebol použitý random, systém
pôsobí a sprava sa chaoticky, práve koli nepredvidatelosti
vzájomného správania viac ako dvoch
navzájom pôsobiacich telies. (Skript2)
Nakoniec som do systému pridal ešte určitú
mieru chvenia, keďže som sa pokúšal narušiť plynulosť
línií ako to vidno napríklad pri vrstevniciach.
Toto chvenie spočívalo v tom že som dovolil
každému bodu náhodne sa vychýliť zo svojej
pôvodnej dráhy ovplyvnenej atraktormi, ale so
zachovaním spojitosti krivky. V tomto prípade
keď vstúpil do systému ďalší prvok, chvenie a ďalšou
vlastnosťou a to silou chvenia sa aj systém stal
ešte zložitejším. A ak by grasshopper mohol počítať
viac krát jeden skrípt tak by mala s každým
výpočtom podľa rovnakého skriptu vzniknúť iná