薅羊毛？怎么薅？薅什么羊的毛？

等等....此羊毛非彼羊毛，得捋顺了薅。

（左）清华大学新课题—未来人居城市设计 （右）同济大学对城市群交通布局的研究

这两年国内很多高校都开始重视未来城市的发展方向，比如以清华大学为首的新课题未来人居城市设计，还有同济大学对城市群交通布局的研究...

未来城市的发展与传统模式相比，体现在需要为人们提供更多的选择，需要更有活力。但未来城市的发展所代表的理性化和数据化，势必需要考虑一些具有理论设计基础的原理策略进行深化。羊毛算法就是其中之一。

所以今天康石石带大家从羊毛实验原理出发，看看这个羊毛到底是如何薅操作的：

一、羊毛实验是什么？

弗雷奥托Frei Otto在1988年首次进行了著名的羊毛实验（wool experiment），将干燥并且松弛交错的羊毛（如下左图）浸入到水中并且缓慢提出，从而得到湿润的羊毛（如下右图）。

羊毛实验（wool experiment）- 弗雷奥托（Frei Otto） 图片来源： 维基百科

湿润的羊毛由于彼此之间张力的作用吸附在一起，形成了多种转变为单一重叠的形态变化。

这个实验的意图在于减少各个目的点的直接路径的总长度，同时让绕圈因素维持在一个比较低的范围。

羊毛实验（wool experiment）- 弗雷奥托（Frei Otto） 图片来源： 维基百科

如上图很明显展示了将两点之间的直线变弯曲并适当重叠，会生成新的平面组合形式，若以此为城市的单元系统，会得到更具有体验性并由最短路径组成的城市细胞。

这么说可能比较抽象，下面来看一个具体的案例：

项目效果图 图片来源：Shampoo.com

上面这个项目是纽约哈德逊城市广场的未来住在单元的设计方案。

这个项目在设计的过程中，因为受到场地和城市要求等的限制，城区与曼哈顿哈德逊河存在一定的物理隔离，所以这个项目城市平面设计策略是通过城市礁提出一个高度相连接的三位住宅网络，通过依附必要的城市配套功能，例如商业和娱乐等功能，去除了城市内局部地面的不连续性和规划尺度的物理隔绝问题。

而该项目的设计策略利用的就是羊毛实验原理，通过对控制点张力和斥力的控制，形成新的城市肌理。这就是羊毛实验原理的作用，那么下面康石石通过几个步骤，再跟同学们简单介绍一下羊毛理论的具体操作方法：

二、羊毛理论如何操作？

第一步: 场地分析

同学们切记实际方案要从实际场地问题出发，如该项目是以城市功能和交通道路为出发点，分析场地中的热点地区和潜在节点。

场地分析 图片来源：Shampoo.com

想要运用羊毛理论，那么这种在卫星图上分析的表达风格是比较推荐的。

第二步: 提取控制点

场地控制点 图片来源：Shampoo.com

想要使用羊毛算法，同学们就需要获得一定的控制点网络。根据第一步得到的场地信息，推演出需要的重要的控制点，并将这些控制点分类，如上图红色，绿色和蓝色的点。

第三步: 对控制点计算

Kangaroo GH 插件模拟羊毛实验 图片来源：Shampoo.com

根据上一步得到的控制点网络，通过软件对每个点之间进行力的模拟，（如上图）我们可以看到通过对引力和斥力的改变，线的形状就会发生改变，从而生成新的交通网络和城市肌理。

这里康石石再给大家举个具体的例子，比如在城市尺度上，位于哈德逊广场周围的基础设施节点的规划被叠加到站点周围街道交叉口的每小时行人数量(上午、下午和总数量)的地图上，每个节点通过其最近的行人数量位置获得连接值。

Kangaroo GH 插件模拟羊毛实验 – 尝试 图片来源：Shampoo.com

玛雅毛发动力学中固有的组织逻辑可以被用来优化这些节点之间的连接路径网络，随后产生一系列地平面孔，这些孔将定义建筑垂直循环核心的位置和高度。

羊毛实验生成结果 图片来源：Shampoo.com

通过上图我们可以看到，通过对两点之间的线段赋予不同强度的引力和斥力，线的空间形态会发生改变从而生成新的系统网络体系。

这样做的设计策略是偏理性的，所有的数据是从实际出发并转化为一系列的控制点，通过羊毛实验模拟而得出结果。

除此之外，Zaha Hadid Architect （扎哈设计事务所）也用过羊毛算法理论生成新的城市肌理，感兴趣的小伙伴可以自行搜索—伊斯坦布尔城市设计去了解。

Zaha Hadid Architect （扎哈设计事务所） 图片来源：Pinterest

三、羊毛算法能具体应用到哪儿?

正如开头所提到的与传统模式相比，未来城市需要为人们提供更多的选择，更有活力。而未来城市的发展所代表的理性化和数据化，势必需要考虑一些具有理论设计基础的原理策略进行深化。羊毛算法就是其中之一。

羊毛实验应用 – 方案来源_Teng

再者，如同上文中我们提到的Zaha建筑设计事务所的方案，伊斯坦布尔城市规划设计，可以看到该方案的出发点同样也是出自弗雷奥托Frei Otto 1988年的实验，从而得到最小路径。

羊毛算法 伊斯坦布尔城市设计– 图片来源：ZahaHadid Architect

该项目根据对城市功能调研、文化背景和方案探讨，确定了城市最短交通网络的概念。体现在方案上，就是集中排布的小型功能区块。

毛线算法 伊斯坦布尔城市设计– 图片来源：ZahaHadid Architect

然后，通过时间和力学参量对空间和功能的干预，生成不同的数据计算结果并应用于不同的城市规划结果。

通过毛线算法生成的结果切割空间 – 图片来源：ZahaHadid Architect

最后，羊毛实验的结果优化了交通网络的同时，也划分出方案初步的空间肌理，可以用对不同线条作为理论依据进行体块切割，在不改变空间组合形态的同时塑形，从而得出最终的方案平面和形体。

根据毛线算法模拟结果生成3D空间 – 图片来源：ZahaHadid Architect

当然以上只是对羊毛实验部分的部分介绍和具体案例的学习，康石石希望同学们能通过今天对“羊毛”的了解，能够在之后做设计的时更多的从理性角度出发，给予必要的设计原理或实验依据再谈设计策略。

汉艺学员Z同学 获宾大、南加州大学、雪城大学、华盛顿大学西雅图分校、华盛顿圣路易斯大学 建筑设计 MA offer

毕竟，过于主观的设计，往往并不能打动读者也并不能说服你的导师。最后，如果有对羊毛理论感兴趣的同学又或是有关于作品集创作和艺术留学的问题，欢迎私信向康石石咨询。