Formalizing Making In Design

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2016Bu tezde, fiziksel üretim ve yapma eyleminin bütünleşik çağdaş tasarım pratiklerinin bir bileşeni haline geldiği ve bu pratikleri biçim arayışının ötesine taşıyan bir kavramsal çerçeve önerilmekte ve görsel düşünce kadar yapma eyleminin de tasarıma dahil olduğu durumların sayısal tasarım düşünce ve pratiklerine entegrasyonu araştırılmaktadır. Görme eylemi, tasarımda önemli bir yere sahip, oldukça kişisel ve algıya dayalı bir eylemdir. Tasarımı akla dayalı ve görsel bir eylem olarak ele alan geleneğin tasarımcıları, tasarım süreçlerinde sıklıkla çizim, maket gibi soyut temsillerden yararlanır. Bu temsillerin tasarım üretkenliği ve yaratıcılığa katkısı, temsillerdeki şekillerin görsel algısında oluşan belirsizliklerden ve bu belirsizliklerin önünü açtığı çeşitlilikten kaynaklanmaktadır (Stiny and Gips, 1972; Schön, 1983; Goldschmidt, 1991; Suwa and Tversky, 2009). Statik sembolik temsiller yerine algıya dayalı, dinamik temsil mekanizmaları kullanan ve tasarımı genel bir akıl yürütme süreci olarak ele alan sayısal tasarım pratikleri, görsel algıdaki belirsizlikleri yaratıcı süreçlerin merkezine yerleştirir. Görsel hesaplama sürecinin her aşamasında algılananın değişebilmesi ve temsillerin tasarımcıya ve sürece has olarak yorumlanabilmesi bu süreçlerin sürekli devingen kalmasını sağlar. Tasarımcıların görsel düşünme süreçlerini temsil etmeye yarar kural tabanlı formalizmler (ör. biçim gramerleri) ise tasarımcıların kendi tasarlama süreçlerine dair farkındalık kazanmalarını sağlamasının yanı sıra, bunu başkalarıyla paylaşabilmelerine olanak veren görsel bir dil sunar. Aynı zamanda tasarım uzamının tasarımcının belirlediği çerçeve dahilinde sistematik olarak araştırılmasına olanak verirken algıya dayalı ve doğaçlama olmalarıyla, önden tanımlı ve evrensel temsillere ihtiyaç duyan bilgisayar destekli sayısal tasarım yaklaşımlarından ayrılır. Tasarım sürecinde fiziksel üretimin temsil değil keşif amaçlı yapıldığı, dolayısıyla biçimin malzemeye dayatılmadığı, aksine yapma eylemi sonucunda ortaya çıktığı alternatif bir tasarım yaklaşımında, görmenin yanında çeşitli duyu-motor deneyimler tasarım sürecinin aktif bir bileşeni haline gelmekte, görsel algıdaki belirsizliklere ek olarak, yapma eylemine, kullanılan araçlara ve malzeme davranışına dair belirsizlikler süreci zenginleştirmektedir. Tasarımda egemen olan ontolojik yaklaşımların zihin ve bedeni, düşünsel ve fiziksel olanı birbirinden ayırmasına karşın bu tez, fiziksel olana dair belirsizliklerle zenginleşen tasarım süreçlerinin akıl yürütme olarak ele alınmasının önünde bir engel olmadığını, tasarımda yapma eyleminin de hesaplanabilir olduğunu göstererek ortaya koymayı amaçlamaktadır. Bu kapsamda, yapma eyleminin tasarım pratiklerinin bir bileşeni haline geldiği durumlarda, görsel düşünme süreçlerinin yanı sıra yapma süreçlerinin formalizasyonu araştırılmakta ve tasarımcının yapma sürecini hesaplama olarak ifadelendiren üretken bir formal yöntem önerilmektedir. Dijital üretim araç ve teknolojilerinde meydana gelen gelişmeler ve bu araçların yaygınlaşan kullanımı, düşünsel üretim kadar fiziksel üretimi de tasarım araştırmalarının parçası haline getirmeye başlamıştır. Buna paralel olarak yapma eyleminin sayısal tasarım düşüncesiyle ilişkisi, sıklıkla dijital üretim araç ve teknolojilerinin tasarımda kullanımı üzerinden araştırılmaktadır. Bu araç ve teknolojiler, dijitalden fiziksele geçerken belirsizlik yerine kesinlik ve önden tanımlı temsiller gerektirir. Oysa tasarım, süreçte ortaya çıkan, ön görülemeyen keşiflerle zenginleşir. Önerilen kavramsal çerçevede, yapma eylemindeki belirsizlikler bu tür keşifleri olanaklı kılar ve değerli görür. Bu teknolojilerin kullanımında ortaya çıkan, dijital olarak önden belirlenmemiş, beklenmedik izler, biçimler, üretim süreçlerinin kusurları değil, zenginlikleri olarak görülmektedir. Yapma eyleminin sayısal tasarım düşüncesiyle ilişkisi ise kullanılan araçlar üzerinden değil akıl yürütme süreçleri üzerinden tanımlanır. Böylece dijital üretim araç ve teknolojilerinin dayattığı katı formalizmler yerine geçiçi ve dinamik temsillerin tariflediği, algıya dayalı formalizmlerin önü açılmakta, tasarımcının öznel duyu-motor deneyimleriyle çeşitlenen yapma süreçleri sayısal tasarım düşüncesinin parçası olabilmektedir. Formalize edilebilen yapma süreçleri analiz edilebilir, tekrarlanabilir, geliştirilebilir, paylaşılabilir; dolayısıyla içkin ve kişisel olan yapma bilgisi dışsallaştırabilir. Formalizasyonlar hem tasarımcının kendi tasarlama ve yapma süreçlerine dair farkındalık kazanmasını sağlar, hem de bu süreçleri başkalarıyla paylaşmasına olanak verecek bir zemin ve dil oluşturur. Böylece tasarımcı, tasarım fikrinin altında yatan ilişki ve kuralları belirleyebilmekte, sürece müdahale edebilmekte ve gerekirse bu ilişki ve kuralların varyasyonları üretebilmektedir. Sonuç ürünler karşılaştırmalı olarak incelenebilmekte, süreç ise deneme ve yanılmalar üzerinden değil tüm sonuçların birbiriyle ilişkilenebildiği sürekli araştırmalar olarak ele alınabilmektedir. Sayısal formalizmler geriye dönük analizler için de kullanılabilir. Analitik ve sistematik yaklaşım, bütünü oluşturan parçaların, ilişki ve kuralların keşfine olanak verebilmektedir. Belirsizlikleri içerebilen formal bir yaklaşımın, sadece yaratıcı tasarım ve yapma süreçlerine değil, duyu-motor deneyimleri içeren her türlü sürece katkı sağlayabileceği öngörülmektedir. Tezde, gündelik hayattan kesitlerle bu yaklaşımın karşılığı örneklenmekle birlikte araştırmanın odağını yaratıcı tasarım süreçleri oluşturur. Fiziksel müdahalede kullanılan araçlar, malzemeler, fiziksel müdahalenin türü gibi etkenler göz önünde bulundurulduğunda tasarımda yapma eylemi çok farklı şekillerde ele alınabilir. Yapma eyleminin hesaplanabilirliğinin ortaya konulmasının amaçlandığı ve formalizasyonun araştırıldığı, teorik çerçeveyi destekleyecek farklı vaka çalışmaları yapılmıştır. Vaka çalışmalarında örneklemler, gerek üretim yönteminin getirdiği, gerekse araştırmacının belirlediği bir takım kısıtlamalar dahilinde üretilmiştir. Bu kısıtlamalar, çalışmanın esas hedefi olan, yapma sürecinin hesaplama olarak ifadelendirildiği üretken bir formal yöntem araştırmasında kapsamı belirlemektedir. Kağıt ve karton gibi plaka malzemeler kullanılarak yapılan ilk grup çalışmada, plaka malzemelerde açılan düzenli, tasarlanmış (literatürde Dukta tekniği olarak bilinen) kesiklerin yüzeylerin esnemesine ve dolayısıyla tasarım kararlarına etkisi araştırılmıştır. Esneme fiziksel nitelik olarak hesaplanmış, bu çalışmalarda araştırılacak yapma eylemi işlenmiş malzemeyi bükme, kıvırma, eğme gibi fiziksel etkileşimlerle sınırlandırılmıştır. Bu etkileşimleri tarifleyen ve süreç-sonuç ilişkisini görünür kılan kural setleri oluşturulmuştur. Plaka malzemeler, bilgisayar ortamında iki boyutlu olarak oluşturulmuş örüntülerle kesilererek işlenmiştir. İşlenen malzemenin yüzeyinde açılan kesikler, malzemenin dijital ortamda öngörülemeyen; ancak fiziksel müdahalelerle keşfedilen esneklik, geçirgenlik gibi algıya dayalı özellikler kazanmasını sağlamakta, malzeme yüzeylerinde farklı dokuların oluşmasına ve alt parçaların uzamsal konfigürasyonlarında değişimlere olanak vermektedir. Dolayısıyla dijital olandan fiziksel olana geçişteki belirsizliklerin araştırılabilmesi için de iyi bir örneklem grubu oluşmaktadır. Bu vaka çalışmasında örneklemi oluşturan tasarımcı araştırmacının kendisidir. Problemin tanımı eylemin temsiline odaklı olduğu için, farklı tasarımcılardan gelecek çeşitli girdiye araştırmanın bu aşamasında gereksinim duyulmamıştır. Tek bir tasarımcı, seçilmiş malzeme ve tekniklerle yeterli çeşitliliği sağlayabilmiştir. Bu araştırmanın temel oluşturduğu diğer vaka çalışmalarında örneklem grubu farklı tasarımcılarla genişletilmiştir. Tasarım eğitiminin ortamı olan tasarım stüdyolarında, tasarlanan ürünün tasarım sürecine dair bir iletişim esas olduğu için, yapma eyleminin formalizasyonu, özellikle yapma eylemi odaklı bir tasarım eğitimi için önemlidir. İkinci grup vaka çalışmalarında örneklem grubu farklı tasarımcılarla genişletilmiş ve tasarımda yapma sürecine formal ve sayısal düşünceyle yaklaşımın tasarım eğitimi ortamlarına katkısı bir çalıştay üzerinden araştırılmıştır. Çalıştayda, tasarım öğrencileri iki gruba ayrılmış, ilk grup, yukarıdaki vaka çalışmasında tarifli olan sürece benzer bir araştırma yaparken, diğer grup örme eyleminin formalizasyonunu araştırmıştır. Örme eyleminde sonuç ürünü sayısal parametrelerden çok fiziksel parametreler belirler. Çalıştayda örgü yüzeyler elektronik bir örgü makinesiyle oluşturulmuştur. Örgü makinesi, yapılan fiziksel müdahalelere belirli kısıtlamalar ve standartlar getiren ve bu şekilde örme araştırmalarının odağını netleştiren bir arayüz olarak düşünülebilir. Katılımcılar örgü makinesiyle yaptıkları deneyler sonucunda elde ettikleri verilerle üretken kural setleri oluşturabilmiş, örme sürecini, süreçte keşfettikleri özellikler üzerinden formalize eden bir yöntem oluşturabilmiştir. Bu vaka çalışması, yapma eylemi odaklı bir tasarım eğitimi için önem taşımaktadır. Özetle, bu tezde tasarımın yapma eylemiyle şekillendiği yeni bir kavramsal çerçeve oluşturulurken, bu çerçeveyi geçerli ve sürdürülebilir kılmak için formal bir metodoloji önerilmektedir. Yapma eyleminin sadece sezgisel olarak yapıldığı durumlarda yapma bilgisi içkin ve örtük bir bilgi olarak kalmaktadır. Bu bilginin paylaşımını olanaklı kılacak formal bir dil hem tasarımcının kendi süreçlerine dair farkındalığının artması, hem de başkalarına bu bilgiyi aktarabilmesi için önemlidir.This thesis proposes a theoretical framework for integrating making as a constitutive part of the contemporary design practices, and explores their computability, challenging the long existing understanding of design as an immaterial and intellectual activity. Seeing is a very personal and perceptual act with ubiquitous role in design. The creativity and productivity in visual design processes are due to the uncertainties prevalent in seeing and the plurality emerging thereafter (Stiny and Gips, 1972; Schön, 1983; Goldschmidt, 1991; Suwa and Tversky, 2009). Computational design practices, which consider design as a general reasoning process, make use of unique abstractions instead of determinist and symbolic representations. In these practices, uncertainties of seeing constitute the core of creative processes. With the visual ability to see shapes differently at each occurrence, these computational processes are continuous and dynamic. Computational formalisms that represent seeing and visual thinking in design (i.e. shape grammars), establish a common ground to talk about design as a visual calculation process and elevate the awareness of designers for their own design activity. While enabling the exploration of design spaces in a systematic way, these rule-based formalisms, due to their perceptual and improvisational aspects, are different than computational design approaches that make use of universal and predetermined representations imposed by the computers. In the alternative design framework proposed, where form is not imposed upon matter but emerges through the making process, besides seeing, different sensory-motor experiences actively shape the design outcome. Therefore, along with the uncertainties in seeing, uncertainties concerning the making activity, the tools employed and the material behaviors enrich the design process further. Despite the dominant ontological approaches in design that separate mind and body, and ideation and materialization, this thesis puts forth that, making integrated design processes can also be considered as reasoning, thus can be computable. The main objective of the thesis is to delineate that making can be formalized with the sensory aspects and indeterminacies it consists of to support creative processes such as design. With the advent of digital fabrication tools and technologies, material practices commonly reappear at the center of design activity. In parallel, there is a growing tendency to explore the computability of making through the use of these tools and technologies. However, the technical interfaces of digital tools offer rigorous and imposed formalisms that handle known material properties and necessitate accuracy, control and predetermined representations. The theoretical framework established in this thesis, on the other hand, elevates uncertainties in making as a creative design endeavor. Therefore, the computational aspects of making in design are sought not through the tools used but through the underlying reasoning processes. As such, computational formalisms that represent unique perceptual processes and the idiosyncratic sensory-motor experiences of the designer become an intrinsic part of computational design thinking. Being able to express a process in a formal way shows a deep understanding of the process and the resulting formal description is useful in communicating this understanding to others. Making processes, once formalized, can be analyzed, repeated, developed, communicated and shared, thus the knowledge in making can become explicit. Becoming aware through formalisms also enables intervening in the process, such as making variations in the procedure or in the parts. This way, the emergent outcomes can be appreciated. Instead of denoting the processes as trial and error, they can be seen as constant explorations, where every outcome is an intrinsic part of the whole and is related to the others. Formalisms are also useful for retrospective analyses to discover the process by looking at the final outcome, thus to extract the parts out of the whole when and where it is relevant. While a formal approach that can handle uncertainties can be useful for various making processes, the focus of this study is limited with the design context. To support the theoretical framework proposed in this thesis study, several cases where material manipulations are formalized through unique visual abstractions are realized. The first case in which sheet materials gain variable flexibility by staggered, regularly arranged incisions, referred as the dukta technique, explores the effect of material manipulations on design ideation. The variability depends on changes in material specifications, design specifications of the cuts, and the physical interventions employed. Unexpected spatial configurations emerge when dukta samples are materially manipulated. These are open to discovery only through making. The case study on dukta involves two discrete but interrelated stages. In the first, the visual rules employed in the generation of existing dukta patterns are depicted. In the second stage, through several explorations involving physical transformations of the material samples in 2D and 3D, physical interventions on the material samples are formalized through case specific abstractions. The samples in this case are generated by the author. The case is by choice simple and embody controlled actions that can easily be traced. Considering these cases as exemplary formalisms that explore the computability of making through unique abstractions, further cases where the sample group is widened through the works of other designers are realized. The formal approaches that support making can be especially valuable in design studio environments where communicating ideas is necessary for learning. In the second set of case studies, the contribution of a formal approach to design education is explored by a workshop conducted with graduate design students. The participants in the workshop are divided into two groups. The first group worked on cutting slivers on sheet materials to attribute them variable flexibility, similar to the first case presented above. The second group worked with a knitting machine to knit surfaces of varying densities. The participants, after thorough experimentations of the machine knitting process, were able to generate generative knitting rules and to develop a formal method to denote their unique discoveries of knitting. These cases provide support for a making-centered design learning.DoktoraPh