IMMANENCE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES & CHAOS

105
IMMANENCE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES &CHAOS Mario Alberto Benavides Bermúdez Research work for the OFFICIAL MASTER ON BIODIGITAL ARCHITECTURE Director: Prof. Alberto T. Estévez PhD. l’Escola Tècnica Superior d’Arquitectura – ESARQ Universitat Internacional de Catalunya Barcelona, Spain December 2009

Transcript of IMMANENCE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES & CHAOS

IMMANENCE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES & CHAOS  

Mario Alberto Benavides Bermúdez             

Research work for the 

 

OFFICIAL MASTER ON BIODIGITAL ARCHITECTURE Director: Prof. Alberto T. Estévez PhD. 

            

l’Escola Tècnica Superior d’Arquitectura – ESARQ Universitat Internacional de Catalunya 

 Barcelona, Spain December 2009 

To my mother. 

                   

            

IMMANENCE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES & CHAOS MARIO ALBERTO BENAVIDES BERMÚDEZ 

RESEARCH WORK FOR THE OFFICIAL MASTER ON BIODIGITAL ARCHITECTURE 

DIRECTOR: PROF. ALBERTO T. ESTÉVEZ PhD. L’ESCOLA TÈCNICA SUPERIOR D’ARQUITECTURA – ESARQ 

UNIVERSITAT INTERNACIONAL DE CATALUNYA BARCELONA, SPAIN ‐ DECEMBER 2009 

TABLE OF CONTENTS 

INTRODUCTION...........................................................................1

Immanence and Concept ................................................................ 2

A “brief” introduction to current affairs ......................................... 4

BIOMIMETICS ................................................................................ 16

Studio 1 – Nature conceptualized Architectures .......................... 17

Studio description...................................................................... 17

Exercise I – Intertwined Tower.................................................. 17

Exercise II – Trabecular Tower................................................... 28

Exercise III – A skin proposal ..................................................... 34

Concluding Notes....................................................................... 37

Studio 2 – Floral Obsession ........................................................... 38

Studio description...................................................................... 38

Exercise – A Butterfly House ..................................................... 40

Concluding Notes....................................................................... 46

GENETIC ARCHITECTURE ........................................................... 49

Studio 3 – Coded Architectures..................................................... 51

Studio description...................................................................... 51

Exercise – A museum: In itself, for itself and for others ........... 52

Concluding Notes....................................................................... 68

A SEARCH FOR MEANING .......................................................... 70

Chaos ............................................................................................. 70

An approach to chaos.................................................................... 84

CONCLUSIONS........................................................................... 92

BIBLIOGRAPHY............................................................................... 97

APENDIX I..................................................................................... 100

INTRODUCTION   1

INTRODUCTION 

The  objective  of  the  present  research  work  is  to  fulfill  the 

requirements  to obtain  the Official Master’s degree  in Biodigital 

Architecture  from  l’Escola Tècnica Superior d’Arquitectura ESARQ 

from  the Universitat  Internacional de Catalunya UIC.  It presents, 

develops,  investigates  and  further  analyzes  the  design  projects 

elaborated and possible implications of such design strategies. It is 

structured  in  5 main  chapters  comprising  a  general  and  specific 

introduction,  the  presentation  of  the  design  projects  in 

chronological order, a critical analysis of concerns emanating from 

the  studios  and  further  research  on  studio  and  other  related 

topics. 

The introduction states the objective of this research work, briefly 

introduces  each  of  the  following  chapters  and  their  general 

outline,  establishes  a  framework  of  reference  that  will  help  in 

grasping  the  outset  of  it  and  finally  highlights  current  affairs  as 

seen  from  the perspective of  the  lectures on  the master’s studio 

as  well  as  further  research  inspired  by  the  topics  analyzed  or 

introduced during lectures. 

The  chapter denominated Biomimetics encompasses  two  studios 

related to a mainly biomimetic approach to morphogenesis, each 

with  its  own  particularities.  The  first  studio  approach  to 

biomimicry  is more  scientific,  relying on bibliographical  research, 

even  scientific  research  as may be needed, with  the purpose of 

obtaining a morphological and structural understanding of natural 

forms  and  their  functioning.  The  second  studio’s  approach  Is 

based  on  a  topological  study  of  nature,  which  implies  spatial 

conditions and relations as well as the whole interaction between 

them. 

Understanding  genetics  as  code  and  specific  instructions, 

detached  from  its biological  implications,  the chapter designated 

Genetic  Architecture  explores  the  possibilities  of morphogenetic 

architectural  conception, with parameterized  self  replication and 

INTRODUCTION  2 

growth  through  simple  rules  of  engagement  such  as  cellular 

automata which may generate complexity from simple rules. 

Finally  the  chapter  named  A  search  for  meaning  analyzes  the 

possible  implications  of  the  knowledge  acquired  in  addition  to 

complementary  research  on  relevant  topics  and  elaborates  a 

frame  with  proposed  links  for  a  comprehensive  approach  to 

architecture. 

The Conclusion reflects on  issues pertaining to the entirety of the 

topics covered  in  the book and analyzes  their  implications  finally 

suggesting further research that may be carried out in the future. 

Immanence and Concept 

All  the  topics  discussed  in  the  master’s  program  represent  a 

distinct  point  of  view  from  where  each  individual  instructor 

structures his outlook and analysis  for  the  creation of  their own 

concepts directly related to the predicament of their own theory 

on architecture through the interrelation of this concepts and the 

whole  that  they create when combined  together and  that allows 

for  their communication and expression. As a departure point, a 

frame of reference to understand the wholeness of these points of 

view,  the  author  will  make  use  of  Gilles  Deleuze  and  Félix 

Guattari’s  (1993)  account  for  immanence  and  concept. Although 

philosophy’s  purpose  is  not  to  communicate,  as  put  forth  by 

Deleuze, as means  to  its ends,  it must create concepts  for  these 

actions  or  passions.  Even  though  the  author  perceives  a  certain 

skepticism from Deleuze in order to define philosophy, since such 

definition may box it in what could be a narrow cell that does not 

reflect  the  true  nature of  it,  never  the  less, without  speculating 

any  further  on  the motives,  said  definition  can  be  extracted  as 

follows: 

Philosophy is the art of forming, inventing, and fabricating concepts. 

But the answer not only had to take note of the question, it had to 

determine  its  moment,  its  occasion  and  circumstances,  its 

landscapes and personae, its conditions and unknowns. We will see 

IMMANENCE AND CONCEPT   3

that concepts need conceptual personae [personnages conceptuels] 

that play a part in their definition. Friend is one such persona that is 

even  said  to  reveal  the  Greek  origin  of  Philo‐sophy:  Other 

civilizations had sages, but the Greeks introduce these “friends” who 

are  not  just  modest  sages.  The  Greeks  might  seem  to  have 

confirmed  the  death  of  the  sage  and  have  replaced  him  with 

philosophers‐ these  friends of wisdom, those who seek wisdom do 

not formally possess it. But the difference between the sage and the 

philosopher would not be merely one of degree, as on a scale: the 

old  oriental  sage  thinks,  perhaps,  in  Figures,  whereas  the 

philosopher invents and thinks the Concept (Deleuze, 1993 p.8). 

Deleuze quotes Nietzsche on  saying  that,  “Philosophers must no 

longer  accept  concepts  as  a  gift,  not  merely  purify  and  polish 

them,  but  first make  and  create  them,  present  them  and make 

them  convincing.  Hitherto  one  has  generally  trusted  one’s 

concepts  as  if  they were  a wonderful  dowry  from  some  sort  of 

wonderland”  (p.11), which  indicates  that  nothing  can  be  known 

through concepts, unless they are created  in a context specific to 

them,  as  Deleuze  declares,  “a  plane  that  gives  them  an 

autonomous existence” (p.13). 

Deleuze,  additionally,  explains  that  a  concept  is  a multiplicity  of 

components and is defined by them, but it must also be noted that 

not  all multiplicities  of  components  are  concepts.  Concepts  are 

connected  to  specific  problems,  and  their  existence  would  be 

meaningless without  such  connection.  Therefore,  a  concept  is  a 

whole  because  it  encompasses  all  of  its  components,  but  a 

fragmentary whole, with an  irregular contour. Thus  the  idea of a 

concept is found as a matter of articulation.  

Philosophical concepts are fragments with irregular edges that are 

far  from being pieces of a  jigsaw puzzle  that  interconnect nicely, 

nevertheless,  there  is  coherence  among  them,  since  the 

philosophy  that creates  them, does so by  introducing a powerful 

whole which is unfragmented and includes all the concepts in the 

same  plane  of  consistency  which  is  defined  by  Deleuze  as  the 

“plane  of  immanence”  (p.39),  this  plane, must  not  be  confused 

INTRODUCTION  4 

with as a concept, or concept of all concepts,  it  is rather a plane 

that is populated by concepts and creates the contextual relations 

between  them. As  it has already been argued, philosophy begins 

with  the  creation  of  concepts,  with  this  in  mind,  Deleuze 

emphasizes  that a plane of  immanence has  to be understood as 

pre‐philosophical since concepts do not relate to  it as they would 

to other concepts, but to a non conceptual understanding. 

Concepts are concrete dispositions as parts of a machinery, absolute 

formeless  fragmentary  volumes,  while  the  plane  is  limitless  and 

shapeless, not a surface or a volume. Concepts are events, while the 

plane  is  the  horizon,  independent  from  the  observer,  concepts 

populate  the  plane, while  it  remains  indivisible,  though  it  has  no 

more regions than those populated by concepts  in such a way that 

the contact among concepts is guaranteed (p.42). 

As  will  become  evident  through  this  work,  each  approach  to 

architecture  although  there  are many  parallelisms,  represents  a 

distinct plane of architectural  immanence1 with  its own concepts, 

some of which will be borrowed  from one approach  to another, 

but what has to be kept  in mind  is that the  interpretation of the 

concept  is first and foremost related to the architectural plane of 

immanence in which it is acting. 

A “brief” introduction to current affairs 

Architectural  design  has  always moved within  the  technological 

possibilities that each era offered to the architect, in example, the 

development  of  the  roman  arch  allowed  for  greater  spans  that 

until then were undreamed about, the exploration and therefore 

the understanding of the arch later yielded a further development 

which  resulted  in  the pointed arch  typical of gothic architecture, 

this  meant  that  less  buttressing  was  required  and  therefore  it 

                                                       

1 The plane of  immanence described by Deleuze  requires an  independence of 

the  plane, while  an  architectural  approach  is  already  relative  to  architecture 

itself, the term Plane of Architectural Immanence will be used to differentiate it 

from Deleuze’s. 

A “BRIEF” INTRODUCTION TO CURRENT AFFAIRS   5

again evolved architectural design, but was  still bound by  forces 

acting under compression.  

Without attempting to detract from the major significance of the 

two examples mentioned before (and many others throughout the 

history  of  architecture),  the  Industrial  Revolution  was  of major 

significance for architecture, where before the architect only had 

at his disposal naturally available materials that had to be shaped 

by hand, and very  rudimentary metallurgy as well as glass work, 

now  industrial materials and  in general  the  steam engine meant 

less  human  effort  and  cheaper  production  in  series.  With  the 

massive introduction of iron and later steel into architecture, now 

the architect could think of members acting in tension. 

Today,  humanity  finds  itself  immersed  in  the  birth  of  a  new 

revolution,  a  revolution  of  information  and  data  management 

brought about by the  introduction of readily available computers 

with calculation capabilities never imagined before. 

The new  revolution,  the  Information Age along with  some of  its 

progeny, nanotechnology and genetic manipulation, not because 

they derive from  it, but simply because their development would 

have been unthinkable without  the aid of  computational power, 

coupled with  the ability  to  rapid prototype and  fabricate custom 

and individual pieces with the aid of such machines as CNC and 3D 

printers,  another  progeny  of  the  this  age,  are  once  again 

presenting  new  possibilities  to  develop  materials  that  will 

supersede  those  industrially  produced,  this  presents  completely 

new horizons and possibilities.  

Branko  Kolarevic  (2005a)  explains  that  the  drafting  instruments 

designed  under  the  Euclidean  geometry  tradition  were 

materialized as the straight edge and the compass witch allowed 

the  architect  to more  accurately  draw what  he  could  build,  but 

this also meant that he could only build what he could effectively 

draw, mainly straight lines and circles. Ironically this direct relation 

is  still  present  today,  which  means  that  the  architect  is  now 

INTRODUCTION  6 

limited by the capabilities of digital tools at his disposal, therefore, 

the urgency for an architect to become fully versed on such tools 

is evident. 

As Kolarevic points out,  the knowledge of production capabilities 

and  availability  of  digital  fabrication  equipment  enables  the 

maximization  of  the  benefits  each  particular  equipment  has  to 

offer,  he  further  mentions  that  “the  new  digitally  enabled 

processes of production imply that the constructability in building 

design becomes a direct  function of computability”  (2005a p.31). 

To  this  end  he mentions  that  the  fact  that NURBS  surfaces  can 

accurately describe complex surfaces, also means that they can be 

manufactured  by  means  of  CNC  processes  based  on  cutting, 

subtractive, additive and formative fabrication. 

These main  strategies are briefly described as  follows: Cutting, a 

fairly  straight  forward  process  that  can  be  achieved  with,  for 

example,  laser  and  water  jet  cutters,  where  the  material  is 

subjected to erosion by the cutting element. The subtractive, as its 

name  implies,  is  achieved  by  removing material  by mechanical, 

chemical  or  electrical  means,  being  the  mechanical  the  most 

common of all, it involves a milling router moving in both X and Y 

directions, and  in order  to produce  the  third dimension, also  the 

ability to displace along the Z axis, this  is known a three axis CNC 

machine, since the milling router  is fixed  in the Z axis,  it can only 

produce  elements  in  a  topography  like  manner,  by  adding 

rotational  capabilities  to  the milling  head,  thus  becoming  a  five 

(A) Panel milling with CNC machine at ESARQ‐UIC  

(B) and (C) finished panel 

Source: Photos and panel by the author. 

A.  B.  C.

A “BRIEF” INTRODUCTION TO CURRENT AFFAIRS   7

axis CNC machine,  it  is  then able  to axially work on planes other 

than  that  described  by  the  X  and  Y  axes.  Additive  fabrication 

involves the gradual adding of layers of material either by gluing or 

melting of each subsequent layer. Formative fabrication strategies 

involve the deformation with steam or heat  in order to mold the 

material into its desired shape. 

“In  contemporary  architectural  design” writes  Kolarevic  (2005c), 

“digital media  is  increasingly  being  used  not  as  representational 

tool for visualization but as a generative tool for the derivation of 

form and  its  transformation”  (p.13). Kolarevic draws attention  to 

new  design  strategies  that  are  derived  from  a  choice  of 

“generative  computational  method”  (p.13)  and  articulating  the 

internal  generative  logic.  On  the  subject,  Alberto  T.  Estévez2 

(2006a), notes.  

[…] new materials, new tools, new processes, must give necessarily 

new architectures…   But, according to whose mouth  it comes from, 

this  can  be  revolutionary  or  disastrous,  exciting  or  despicable, 

absolute  freedom  or  its  limitation.  […]  [Now  humans  have  the 

ability] to descend to a level of molecular action, affecting even the 

genetic  design,  in  the  programming  chains  that  later  develop  by 

themselves, alive natural elements. This,  in addition brings along a 

possible  direct  comparison  with  the  digital  cybernetic  world:  the 

design of programming  chains  that  soon after develop unattended 

into artificial computational elements (p.123)3. 

Estévez  (2006b)  further  foresees  the  development  of  a  genetic 

architecture  by  introducing  living  elements  as  part  of  the 

architectural  element  in  order  to  improve  the  physical  and 

structural  functioning where genetic engineering  can manipulate 

chromosomes  of  living  organisms  not  only  to  grow  organic 

materials  that  are  suitable  for  construction,  but  are  even 

genetically programmed to construct a living house. 

                                                       

2 Alberto T. Estévez is currently Director and Coordinator of the Official Master’s 

Degree on BioDigital Architecture at the Universitat Internacional de Catalunya. 

3 Translated by the author. 

INTRODUCTION  8 

His  first  steps  in  this  direction  are  reflected  in  his  Genetic 

Barcelona Project, the aim of this project is to develop plants that 

produce natural  light through genetic treatment,  introducing GFP 

(Green  Fluorescent  Protein)  in  the  DNA  of  lemon  trees.  This 

project’s aim is geared towards introducing a source of alternative 

urban  lighting, where bio‐fluorescent  trees will be planted along 

the streets and parks. In favor of the project, Estévez points to the 

fact that the city of Barcelona spends ten million Euros per year in 

street  lighting maintenance alone, without considering operating 

costs. 

In another article, Estévez  (2006c) distinguishes between a  literal 

genetic  architecture,  with  an  ecologic/environmental  approach, 

created by living organisms, and a metaphoric genetic architecture 

with  a  cybernetic/digital  approach,  produced  by  a  computer 

generated  genetic  code.  He  further  mentions  that  the  literal 

approach still has a long way to go, further developments as far as 

manipulating the genetic code are required in order to reorganize 

genes  responsible  of  growth,  size,  shape  and  if  necessary, 

strengthening  of  molecular  structure.  A  metaphoric  approach 

implies  working  with  calculations,  mechanized  construction 

techniques  that  are  commanded  from  a  computer  at  the office, 

and  hence  the  ability  to  change  or  update  projects without  the 

need to visit the construction site. 

As Estévez explains, the literal approach to genetic architecture is 

by  force of  its origin, necessarily biomorphic  architecture, which 

has  been  present  throughout  the  history  of  architecture,  in 

support of  this he mentions examples  that  include bone huts  in 

(A) and (C) Proposed use of genetically introduced GFP in trees. (B) left. Normal leaf, right. GFP leaf.  

Source: Estévez (2009) 

A.  B.  C.

A “BRIEF” INTRODUCTION TO CURRENT AFFAIRS   9

Mezhirich, Ukraine  from  the  year  twenty  thousand  b.c.  through 

ancient  Greece’s  Καρυάτιςi  to  nineteen  century’s  Antoni  Gaudí 

and  twentieth  century’s Santiago Calatrava. He argues  that even 

though  biomorphic  architecture  has  always  been  present,  it  has 

not been properly credited in reason that the modern architecture 

of the world has been dominated by rationalist functionalism. 

Estévez further adds that it was Gaudí who has shed the most light 

over  biomorphic  architecture,  referencing  to  his  spirals  an 

helicoids  proper  of  natural  growth  and  although when  thinking 

about his architecture, what first comes to mind are his skull  like 

balconies,  crosses  that  resemble  a  cypress  fruit  and  even 

legendary fish, he always projected in first instance on functional, 

spatial, structural and constructive requirements. The dragon and 

reptile shapes he projects are nothing more than a representation 

of a deeper baggage that the human being carries along and Gaudí 

introduces  to  his  architecture  with  very  explicit  intentions, 

reaching out to what is inherently a human need to dream. 

In a more pragmatic aspect, Estévez  points out that what is most 

structural about Gaudí,  is also what  is most biomorphic, his ruled 

surfaces,  parabolic,  hyperbolic  and  helicoidal  shapes  are 

structurally  sound, however,  they have not been  applied by  any 

other architect or engineer before him, only by nature. 

On  the  subject, Mark Burry4  (2004)  explains Gaudí’s work  in his 

final years concerning rational geometry and his extensive use of 

the  surfaces mentioned above, and  intersections between  them. 

On this matter, he emphasizes that what was most characteristic 

about Gaudí’s  use  of  this  surfaces,  “was  not  their  singularity  of 

use,  but  the  implication  of  their  interactions”  (p.26),  further  he 

explains some of these interactions as follows: 

                                                       

4 On March  2009 Mark  Burry  offered  a  lecture  to  the Master’s  class  on  his 

present work at the Sagrada Familia, where he currently works as a consultant. 

INTRODUCTION  10 

[…]The edges between surfaces are 3‐D curves of  intersection, and 

the  rulings  of  the  surface make  it  relatively  easy  to make  perfect 

joints. Where  three such  lines of  intersection  themselves  intersect, 

they  form  ‘triple points’.  Each hyperboloid has nine  variables  that 

govern  its  relationship  to  its  neighbors:  three  coordinates  that 

determine the  location of the collar; three degrees of rotation, one 

about  each  of  the  three  cardinal  axes;  and  three  constants  that 

define  the  elliptical  ratio  of  the  collar  and  the  steepness  of  the 

asymptote  that defines  the surface curvature. Clearly, the designer 

has  infinite  choices  available  that will  determine  the  suitability  of 

any  particular  combination.  It  is  an  extraordinary  and  sobering 

thought  that Gaudi possessed  the conceptual ability  to  juggle with 

all nine parameters (p.28). 

Burry speculates that Gaudí on realizing that the temple would not 

be  finished  in  his  lifetime,  began  work  on  plaster models  that 

would  serve as  reference  to complete  it, but unfortunately, very 

few have  survived  the  civil war, and most  that did  survive, have 

done  so  in  pieces.  In  light  of  this,  he  summons  up  all  the 

difficulties faced by the team  in charge of completing the temple 

as  far as coinciding surface  intersections when  facing  the  task of 

reconstructing such models, and therefore welcomes the arrival of 

Computer Aided Design and Modeling to the project. 

As  far  as  the  use  of  parametric  design  software,  Burry  (2005) 

states  that  it  is  not  so  much  the  efficiency  gained  by  their 

introduction, as much as the “opportunities to experiment at both 

a general or  formal design  level down  to  that of detailed design 

resolution”  (p.149).  Parameters  are more  than merely  numbers 

relating  to  Cartesian  geometry  and  the  ability  to  modify  the 

geometry by  changing numbers  instead of  completely  redrawing 

the whole geometry, since they include structural load resistance, 

lighting  conditions,  acoustics  and  any  others  that  can  be 

parameterized.  Hence,  in  Burry’s  opinion,  “parametric  design  is 

more accurately referred  to as associative geometry”  (p.149). He 

mentions  that  the  task  of  exploring  the  surviving models  of  the 

Sagrada  Familia  to  obtain  data  for  the  geometry  and  find 

parameter values for the hyperbolic paraboloids  in space, as well 

A “BRIEF” INTRODUCTION TO CURRENT AFFAIRS  11

as the nine parameters that rule the  form the nave windows has 

been greatly expedited and provided accurate results owing to the 

introduction of parametric modeling. 

“Digital  technologies are changing architectural practices  in ways 

that few were able to anticipate just a decade ago” states Branko 

Kolarevic (2005b p.3), in his view; the future is geared towards the 

integration of conception and production  in unprecedented ways 

through  the  use  of  digital  technology  and  the  architectonic 

possibilities  rising  from  them.  He  recognizes  that  to  a  culture 

trained  in  the  “certainties  of  the  Euclidean  geometry”  (p.6),  the 

emergence of curvilinear surfaces  represents problems  regarding 

its  “utterly  esoteric  and  spatially  difficult  to  comprehend”  (p.6) 

characteristics, and thus may regard them as just another fad, but 

mentions  that  such  surfaces  have  been  present  in  our  lives  for 

quite  a  few  years  by  now,  in  the  shapes  of  computers,  shaving 

razors  and  cars  to  name  a  few,  and  further  explains  that  those 

same  curvilinear  forms  have  been  present  in  Baroque 

architecture,  since  when  “architects  have  been  trying  to  go 

beyond  the  Cartesian  grid  and  the  established  norms  of  beauty 

and proportion in architecture” (p.4).  

Kolarevic  (2005c)  elucidates  that  the  introduction  of  digital 

modeling software allowed for the divergence from the Euclidean 

geometry volumes represented in Cartesian space by the ability to 

easily represent continuous curves and surfaces of the present use 

of  topological “rubber sheet” geometry  that can be described by 

NURBS,  which  can  further  be  parametrically  controlled,  or  by 

manipulating its handles and control points. 

The mathematical field of topology to which Kolarevic refers to, is 

described as follows: 

Topology  is  the  mathematical  study  of  the  properties  that  are 

preserved  through  deformations,  twistings,  and  stretchings  of 

objects.  Tearing,  however,  is  not  allowed. A  circle  is  topologically 

equivalent  to  an  ellipse  […]  and  a  sphere  is  equivalent  to  an 

ellipsoid.  

INTRODUCTION  12 

[…]One of  the  central  ideas  in  topology  is  that  spatial objects  like 

circles and spheres can be treated as objects in their own right, and 

knowledge of objects is independent of how they are "represented" 

or "embedded" in space. For example, the statement "if you remove 

a point from a circle, you get a line segment" applies just as well to 

the  circle  as  to  an  ellipse,  and  even  to  tangled  or  knotted  circles, 

since the statement involves only topological properties.  

Topology has to do with the study of spatial objects such as curves, 

surfaces,  the space we call our universe,  the space‐time of general 

relativity,  fractals,  knots,  manifolds,  phase  spaces  that  are 

encountered in physics, symmetry groups like the collection of ways 

of rotating a top, etc. 

Topology  can  be  used  to  abstract  the  inherent  connectivity  of 

objects while  ignoring their detailed form. For example, the figures 

above  illustrate  the  connectivity  of  a  number  of  topologically 

distinct surfaces.  In these figures, parallel edges drawn  in solid  join 

one another with the orientation  indicated with arrows, so corners 

labeled  with  the  same  letter  correspond  to  the  same  point,  and 

dashed  lines  show  edges  that  remain  free.  The  above  figures 

correspond  to  the  disk  (plane),  Klein  bottle,  Möbius  strip,  real 

projective  plane,  sphere,  torus,  and  tube.  The  labels  are  often 

omitted  in  such diagrams  since  they  are  implied by  connection  of 

parallel lines with the orientations indicated by the arrows.  

The figures illustrate the connectivity of a number of topologically distinct surfaces. 

Source: http://mathworld.wolfram.com/Topology.html 

A “BRIEF” INTRODUCTION TO CURRENT AFFAIRS  13

The "objects" of topology are often  formally defined as topological 

spaces. If two objects have the same topological properties, they are 

said to be homeomorphic […].  

Around  1900,  Poincaré  formulated  a  measure  of  an  object's 

topology,  called  homotopy  […].  In  particular,  two  mathematical 

objects  are  said  to  be  homotopic  if  one  can  be  continuously 

deformed into the other (Weisstein, Eric W.). 

In Topological terms, the simplest one sided surface is known as a 

Möbius  band,  which  can  be  easily  represented  by  joining  the 

edges of a paper  slip with half a  turn,  it becomes a  single  sided 

surface since, when following along one surface, the “other side” 

will eventually be reached without crossing the edges. If stretched 

or bent, it remains homeomorphic, while if both ends were joined 

without  the  turn,  resulting  in  a  tube,  would  be  a  topologically 

different shape with two sides (Polthier, Konrad. 2003). 

 

A  widely  accepted  misconception  regarding  topology  must  be 

clarified, because it is often the case that topological surfaces are 

represented  as  curved,  it  has  become  widely  accepted  as  a 

synonym  of  curved  surfaces, when  in  fact,  “topology  is  […]  less 

about  spatial distinctions and more about  spatial  relations”  (p.6) 

as explained by Kolarevic (2005a). 

A. Möbius strip stretched to half a Klein bottle. 

B. Full Klein bottle revealing a Möbius strip. 

C. Another configuration of a Klein bottle. 

B. and C. are homotopic. 

Source: http://plus.maths.org/issue26/features/mathart/index‐gifd.html 

A.  B. C.

INTRODUCTION  14 

Topologyii  is  further  explained  as  the  “topographic  study  of  a 

particular place; specifically: the history of a region as indicated by 

its  topography”  (Merriam Webster’s  Dictionary).  This  definition 

implies  a  factor  of  time,  specifically  the  passage  of  it  and  the 

signatures or scars  it  leaves behind. Which, when complemented 

with the previously discussed mathematical concept of topology is 

well  suited  for  the  study  of  a  living  or  growing  entity  or  the 

animation  of  form, which  is  explained    by  Greg  Lynn  (1999)  as 

follows: 

Animation  is  a  term  that  differs  from,  but  is  often  confused with 

motion.  While  motion  implies  movement  and  action,  animation 

implies  de  evolution  of  a  form  and  its  shaping  forces;  it  suggests 

animalism,  animism,  growth,  actuation,  vitality  and  virtuality.  […] 

What makes  animation  so  problematic  for  architects  is  that  they 

have maintained an ethics of  statics  in  their discipline. Because of 

their  dedication  to  permanence,  architecture  is  one  of  the  last 

modes of thought based on the inert. More than even its traditional 

role of providing shelter, architects are expected to provide culture 

with  stasis.  The  desire  of  timelessness  is  intimately  linked  with 

interests  in  formal  purity  and  autonomy.  Challenging  these 

assumptions by  introducing architecture  to models of organization 

that are not inert will not threaten the essence of the discipline, but 

will advance  it. Just as the advancement of calculus drew upon the 

historical mathematical developments  that preceded  it,  so  too will 

an animate approach to architecture subsume traditional models of 

statics into a more advanced system of dynamic organizations (p.9). 

Lynn further explains that the shaping of form can be achieved by 

the active environment  in which  it  is  situated, where  the virtual 

force  of  the  environment  contributes  to  its  shape,  where 

“topology allows for not just the incorporation of a single moment 

but rather a multiplicity of vectors, and therefore a multiplicity of 

times in a single continuous surface” (p.10). 

On  the  issue of parametrics, Kolarevic states  that  it provides  the 

designer  with  the  ability  to  produce  a  series  of  possibilities  by 

replacing  variables  of  a  single  schema,  “thus  replacing  in  the 

process  stable with  variable,  singularity with multiplicity”  (2005c 

A “BRIEF” INTRODUCTION TO CURRENT AFFAIRS  15

p.17), where  the parameters    are declared  rather  than  the  final 

shape  and  a  change  in  parameter  will  result  in  a  different 

configuration  of  the  same  object,  the  different  instances  of  the 

same object  can  also be  linked  through  ratios or equations  that 

determine  the  relationships  among  them,  thus  establishing  a 

complex  hierarchy  of  interrelations,  as  in  the  case  of  Nicholas 

Grimshaw’s Waterloo station, where the width and curvature are 

not  constant,  nevertheless,  with  the  application  of  parametric 

design,  it  was  possible  to  have  the  structure  curve  and  widen 

according to the parameters set by the site and the railroad track. 

Design  can  flourish  in  our  own  era  of  emerging  technological, 

biological, and environmental possibilities compatible in a sense of 

experimental,  aesthetic  potential.  In  the  past,  such  extrapolated 

forms  could  not  be  realized,  they  would  be  impossible  to 

structurally draw, engineer or build. Yet, now they can be drawn, 

they  can  be  engeneered,  and with  enough money,  they  can  be 

manufactured.  So  today,  designers  can  incorporate  ideas  of 

technical  innovation  and  material  development  into  current 

practice  and  understand  the  digital  and  computational  systems 

needed to produce them (Dollens 2006). 

 

BIOMIMETICS 16 

BIOMIMETICS 

A Biomimetic process, unlike merely  copying  forms  from nature, 

involves a deeper awareness and understanding of what goes on 

in  natural  processes.    Janine  Benius  (Benius  2005)  defines 

Biomimicry,  as  “learning  an  idea  from  nature  and  then  applying 

it”,  in  regards  to  it,  she mentions  that  humans  are  able  to  find 

solutions to their problems by learning from nature, where, as she 

points  out,  “there  are  3.8  billion  years  of  research  and 

development  and  10‐30  million  species  with  well  adapted 

solutions”.  She  further  mentions  that  it  is  not  about  a  slavish 

mimicking,  but  rather  taking  the  design  principles,  and  learning 

from  them.  This  includes  the  manufacturing  of  biomaterials, 

biomechanics  and  biological  single  species  systems  such  as 

schools, herds or swarms, and multispecies ensembles. Finally she 

concludes that the  importance of these solutions  is that they are 

solved  in context,  the earth, and  that  they are being carried out 

without producing any leftovers or toxic residue.  

In the context of architecture, it studies the structures of vegetal, 

animal  entities,  and  in  general  natural  forces  to  mimic  their 

composition and form in the creation of form and the production 

of  new  materials  by  studying  aspects  related  to  structure, 

branching, surface curvature, translucency, to name a few. 

A  visual  approach  to  biomimentics,  as  Dennis  Dollens  (2006) 

describes, is where:  

one can take an object from nature; a shell, a bone, a plant, a flower, 

a  leaf  and  start  looking  at  it  and  investigating  it  as  a  source  for 

design properties an then take those observations and draw them, 

or scan them, or section them under a microscope, and comprehend 

them as discrete elements that may have application to design work 

and thought (p.146).  

Very  much  the  same  way  that  Paxton’s  Crystal  Palace  was 

inspired. 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  17

Further, Dollens explains his own approach  to digital‐biomimetic 

exploration,  where  he  uses  software  with  the  capability  of 

producing forms based on botanical algorithms that “impart to the 

digital,  3D  design,  the  essence  of  a  growing  plant”,  where  the 

software’s growth parameters can be experimented with. 

The  algorithmic  nature  of  this  approach  lends  itself  to  the 

exploration of nature’s methods as far as air flow, shade and light 

patterns  as  part  of  building  design  that  are  “digitally  grown  for 

architecture with botanic properties” (p.147). 

The  biomimetic  approach  to  architecture  can  potentially  yield 

more  advanced  buildings  in  terms  of  esthetical,  material  and 

mechanical implications as far as sustainable technologies and the 

environment is concerned. 

Studio 1 – Nature conceptualized Architectures 

Studio description 

Led by Dr. Alberto T. Estévez , the aim of this studio is to study and 

use biomimetic principles  for  its conception and development of 

architecture,  the  task  is began by  selecting an organic entity  (or 

part of one), to be thoroughly researched and  investigated, once 

said entity is adequately understood (considering time constraints, 

studio  resources  and  last  but  not  least,  the  endlessness  of 

components  that  integrate  these  beings),  a  proposal  for  a 

skyscraper using morphological principles derived from the subject 

of choice, is to be presented. 

Exercise I – Intertwined Tower 

The  team  for  this  exercise  is  composed  by  Master  studio 

members:  Christian  Raun  and  the  author.  After  thorough 

examination of different possibilities, the Euplectella sponge, also 

known as Glass sponge is designated as the subject of choice.  

BIOMIMETICS 18 

Subject study 

Sponges  or  poriferans  belong  to  the  Porifera  phylumiii.  They  are 

among  the  oldest  multi‐cellular  animals  (metazoan),  these 

organisms are permanently attached by the base to the sea floor, 

With more tan 6000 species, their habitat ranges from tropical to 

polar  regions,  seawater  as  well  as  sweet  water.  Their  bodies 

consist of a thin outer  layer of cells and middle mass of cells, the 

inner  part  of  the  body  is  hollow  and  is  held  up  by mesohyl,  a 

substance  mainly  composed  of  collagen.  The  body’s  inner  and 

outer  parts  are  connected  by  channels  called  Ostia  and  an 

aperture on top of the body is called osculum.  

They don’t have nervous, digestive or circulatory systems, instead 

relay on a constant water flow, in to their bodies through the ostia 

and out through the osculum in order to obtain oxygen, food and 

eliminate  waste  material  and  carbon  dioxide,  despite  the 

simplicity  of  their  body,  are  extremely  efficient  at  obtaining 

bacteria and other food particles from the surrounding water. 

Even  though  Euplectella  (Hexactinellid)  belongs  to  the  same 

phylum,  it presents a distinctive variation;  it has a scaffolding  like 

skeleton  from where  the  living  tissue  is  suspended, a  skeleton  is 

Euplectella sponge displaying its characteristic scaffolding like skeleton from where the living tissue is suspended. 

Source: images.nbii.gov 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  19

the result of a mineralization process in living organisms resulting 

in a structure that shapes and holds the organism. 

 

As explained by John D. Currey (2005). Mineralization takes place 

in the body of most animals, usually with the purpose of skeletal 

support.  A  variety  of  minerals  serves  this  purpose,  the  most 

common  of  which  are:  calcium  carbonate,  silica  and  carbon 

phosphate.  One  feature  is  common  to  all  bio‐mineralized 

structures; they are highly hierarchical, meaning that the structure 

is different at different scales. 

Basic anatomy of the Euplectella sponge 

Source: siera104.com/bio/porifera.html 

BIOMIMETICS 20 

The deep  sea  sponge, Euplectella has  a  cylindrical  skeleton with 

several  levels  of  structural  hierarchy.  At  the  smallest  level 

(nanometer  scale),  Silica  particles  arranged  around  an  organic 

axial  filament,  at  the  following  level,  Spicules  are  formed  by 

alternating  layers  of  organic  material  and  silica,  next,  Larger 

spicules  are  formed  by  binding  the  smaller  spicules  together, 

following that, a grid  in circumferential,  longitudinal and diagonal 

is  formed  by  arranging  the  larger  spicules,  producing  a  stable 

structure  to  all  forms  of  loading,  finally,  the  grid  is wrapped  by 

helical surface ridges (Currey, 2005). 

Johana Aizenberg,  et al  (2005)  further  explains  that  the  spicules 

are  embedded  in  a  layered  silica matrix,  cemented  by  hydrated 

silica  and  that  such  organisms  have  evolved  the  means  to 

reinforce mineral materials that are inherently brittle into mineral 

(A) Entire skeleton Scale bar, (SB) 1 cm. (B) Lattice of vertical and horizontal struts with diagonal elements. Orthogonal ridges are indicated by arrows. SB 5 mm. (C) Strut composed of bundled multiple spicules SB 100 μm. (D) Fractured single beam revealing its ceramic fiber‐composite structure. SB 20 μm. (E) Junction area showing that the lattice is cemented with laminated silica layers. SB 25 μm. (F) Cross section through one of the spicular struts. SB 10 μm. (G) Typical spicule. SB 5 μm. (H) fractured spicule, revealing an organic interlayer. SB 1 μm. (I) Biosilica surface. SB 500 nm.

Source  Aizenberg et al (2005) 

(A) Consolidated silica nanoparticles deposited around a preformed organic axial filament. (B) Lamellar structure of spicule made of alternating organic and silica layers. (C) Bundling of spicules. (D) The node structure. (E) Cementation of nodes and spicules in the skeletal lattice with layered silica matrix. Fiber‐reinforced composite of an individual beam in the strut. (F) Surface ridges protect against ovalization of the skeleton tube. (G) Flexural anchoring of the rigid cage into the soft sediments of the sea floor. 

Source: Aizenberg et al. (2005) 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  21

and  organic  arrangements  by  layers  that  result  in  exceptional 

toughness and flexibility compared to the material alone. 

As far as the actual process of formation of the skeletal framework 

of D’Arcy Wentworth Thompson  (1992) describes  the process by 

which these intricate frameworks are built, arguing that the angles 

at which these spicules align themselves is not consistent with the 

crystallization  patterns  when  the  crystal  is  permitted  to  grow 

unrestrained, he speculates that the cells of the sponge may act as 

a  mold  trough  witch  the  crystallization  process  takes  place. 

Although he confesses his (and others) inability to fully explain the 

patterns, he offers a plausible theory by which the cells or vesicles 

by  which  they  are  conformed,  instead  of  being  arranged  in  a 

“closest packing”, are arranged in a “linear series”, and out of this 

arrangement  we  get  a  pattern  of  squares,  cubes  and 

parallelepipeda. 

James C. Weaver et al. (2007) explains that the lattice is principally 

composed  of  a  “series  of  overlapping  vertical,  horizontal  and 

diagonal  fibrous  struts. Forming a basic  square  lattice  reinforced 

with  diagonal  braces”  (p.98).  The  struts  in  the  vertical  and 

horizontal  directions  are more  ordered  than  the  diagonal  ones, 

which  to him  suggest  “fundamental differences  in  the origins of 

ordering  and  their  dependencies  on  the  underlying  constituent 

spicule  geometry”  (p.98). He  found  that  these  skeletal elements 

are non‐planar  in nature which enables  the creation of a circular 

shape without  introducing  stress  to  its  structure.  The  horizontal 

spicules overlap those of the neighboring spicule to assemble ring 

like  structures,  which  combined  with  another  ring,  creates  a 

composite overlapping structure.  

The combined rings retain the ability to move independently from 

each  other.  Although  a  fused  structure would  result  in  a  stiffer 

structure,  the  independence of  the  rings  allows  the  structure  to 

“dissipate energy during substantial loading events” (p.98). 

BIOMIMETICS 22 

These rings are in turn connected to other rings above and below, 

and  as  Weaver  points  out,  “construction  of  the  lattice  from 

cruciform spicules also facilitates growth of the skeletal diameter 

without changing the number of horizontal struts” (p.98). 

As  far  as  the  general  arrangement  of  struts,  Weaver  (2007) 

describes it in the following manner: 

The  relative  locations  of  these  two  supporting  strut  systems  are 

important for further stabilization of the underlying quadrate lattice. 

In  this  arrangement,  the  vertical  spicular  struts  are predominantly 

arranged on  the exterior  lattice  surface, while  the horizontal ones 

line  the  interior,  with  the  cruciform  spicule  grids  sandwiched 

between  the  two.  This  design  strategy  increases  the  toughness  of 

the  framework  by  providing  uniform  support  to  the  underlying 

structural framework (p. 100). 

He further points out that the square grid is developed during the 

flexible phase of growth, where  the ability  to deform  the  lattice, 

allows for lateral expansion. The diagonal spicule bundles and the 

diagonal ridge are only developed as the skeletal  lattice matures, 

in order to provide it with the necessary rigidity. 

While  the  vertical and horizontal  struts  follow nearly orthogonal 

patterns, the diagonal struts present a  less ordered growth path, 

nevertheless, they do follow the general path set by the horizontal 

Spicules from Euplectella aspergillum (A, B, C), show the non‐planar nature of these skeletal elements. Ring‐like structures (D) by overlap of the horizontal spicule rays. Two separate lattices (shown in blue and yellow) are juxtaposed to form the basic structural unit shown in (E). and repeated in (F). Horizontal and vertical offset of the two structures, all of the vertical elements become positioned on the exterior of the lattice and the horizontal components on the interior (G). Native skeletal lattice shown in normal (H) and color‐enhanced (I) versions. Scale bars: A: 5 mm; B: 500 lm; C: 1 cm; D: 5 mm; E: 5 mm; F: 1 cm; G: 2.5 mm; H: 1 mm; I: 1 mm. 

Source: Weaver (2007) 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  23

and  vertical  components,  and  produce  a  pattern  of  open  and 

closed cells, which determines where the ostia will be located. 

The diagonal ridge contributes to the stability of the structure by 

preventing the ovalization of the cylinder, as well as failure due to 

torsion. 

 

The Project 

The  “Intertwined  Tower”  is  conceived  as  a  structural  analogy  to 

the  Euplectella  sponge,  where  the  structural  integrity  of  the 

building  is  inspired  in  the  intricate  pattern  of  silica  crystal  strut 

arrangement  present  in  the  Euplectella’s  skeleton  and  the 

continuous  water  flow  through  the  body  of  the  sponge  also 

inspired  a  passive  ventilation  system,  which  although  is  not 

expected to cover the full requirements of the whole building, it is 

nonetheless expected to reduce the load on HVAC systems of the 

building.  The  overall  shape  of  the  building  topologically 

Vertical, horizontal, and diagonal reinforcement of the cylindrical skeletal lattice. which form an alternating open and closed cell structure (A). The horizontal supporting struts are predominantly positioned on the interior lattice surface and the vertical components are on the exterior (B). Each strut is in turn composed of a series of individual spicules bundled together (C). A comparative view of a similar region of the native skeleton showing the semi‐disordered nature of the diagonal components (D).  

Source: Weaver (2007) 

BIOMIMETICS 24 

corresponds  to  that  of  the  Euplectella  sponge,  but  has  been 

deformed in two ways, instead of having circular floor plans, they 

are oval shaped, with the  longest axis oriented along the path of 

predominant winds  in  Barcelona  and  has  been  squeezed  in  the 

middle and enlarged on  top  in order  to create more usable  floor 

space in the upper levels where the panorama is more desirable. 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  25

 

A. Each external structural level is set up in a polygonal manner to create a level unit. 

B. The units are offset and rotated in order to stiffen the external structure. 

C. Lateral stability is provided by the intertwining diagonal members. 

D. The intertwined members are cross‐braced to provide the necessary rigidity in all directions. 

 

 

E. Slabs have inner cavities to accommodate vertical systems  and serve to take horizontal loads. 

F. Internal structure, vertical circulation and mechanical systems are arranged along the central cavities. 

G. The member of the outer structure are arranged in vertical curvilinear and horizontal ovoid elements. 

H. Outside the horizontal and vertical struts is the diagonal spiraling strut system. 

 

Source: Studio group project. 

E. G.

F. H.

B. D. 

A. C. 

BIOMIMETICS 26 

 

A. 

D. 

E. 

C.B. 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  27

 

F. 

G. 

A. Typical sponge water flow scheme, where higher water speeds on top create a suction effect on the osculum. 

B. Instead of intaking fresh air through the skin, it is conducted under water for cooling purposes. 

C. The top is cup shaped to create a vacuum effect that extracts used air. 

D. Wind patterns prevalent in Barcelona as foundation for deformation. 

E. Topological deformations. 

F. Exterior perspective, where structural elements embrace the building. 

G. Interior perspective depicting the interaction between horixontal, vertical and diagonal elements. 

Sources:  

A, B, C, E, F and G. Studio group project. 

D. Weather tool trial software. 

BIOMIMETICS 28 

Exercise II – Trabecular Tower 

This  exercise,  carried  out  by  BioDigital Master  Studio members 

Effimia  Giannopoulu  and  the  author.  After  an  expedited 

examination  of  subjects  of  study,  the  team  selected  trabecular 

bone as the subject due to  its strength and yet allowing  for  intra 

tabecular space with amazing spatial qualities. 

Subject study 

In  its  interior,  bone  tissue  is  arranged  in  a  network  of  spicules 

called  trabeculaeiv,  and  enclose  spaces  filled with  blood  vessels 

and marrow. Trabeculae grow in a complex series of cross‐braced 

struts  arranged  in  a  continuous  order  so  as  to  provide maximal 

rigidity  with  the  least  amount  of  material.  Also  known  as 

Cancellous Bone  and  spongy  bone,  it  is  one  of  the  two  osseous 

tissues that compose bones. (Encyclopædia Britanica) 

As Aizenberg  (2005) writes, bone  is  an example of hierarchically 

assembled  fibrous  material.  It  strength  depends  on  different 

structural  levels  working  together,  from  the  molecular  level, 

composed of calcium phosphate crystals to the organic framework 

where collagen  fibrils  interact with  the mineral components. She 

further  explains  that  in  such  structures,  it  is  usually  the  stiff 

mineral  components  that  take  the  bulk  of  the  load. While  the 

organic layers provide thoughness, prevent the spread of cracks to 

the interior of the structure and provide the capacity for recovery 

after deformation. 

According  to  Currey  (2005),  mammalian  bones  display  a 

characteristic  hierarchy, where  at  a  nanometer  level,  carbonate 

Trabecular tissue of human bone and lattice shaped spicules that interconnect in order to create the tissue itself. 

Sources: 

A. and B. archive.nyu.edu 

C. www.phy.bris.ac.uk 01 

A.  B.  C.

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  29

apatitev  crystals  are  embedded  and  surround  a  fibrous  protein 

collagen,  then  this  fibers are bonded  to one another, and at  the 

next  level,  they  come  together  to  form  lamealle  with  various 

patterns  to  finally  produce  bone  tissue.  Solid  to  the  naked  eye, 

compact bone is modified in some places to form trabecular bone 

consisting of several struts which are arranged  in the direction of 

the loads on the bone.  

 

As far as the arrangement of the trabecula themselves, Thompson 

(1992)  describes  how  on  a  longitudinal  section  of  a  femur,  the 

trabeculae are aligned  in curved  lines spanning  from the head to 

the  shaft  of  the  bone  and  the  linear  patterns  created  by  the 

trabecula  are  in  turn  intersected  almost  orthogonally  by  a 

secondary  pattern,  the  primary  pattern  closely  resembles  the 

patterns of a diagram of lines of stress.  

Main alignment of trabecula following natural stress lines in the femoral bone, transverse (secondary) alignment can also be noticed perpendicular to the primary alignment. 

Source: liveonearth.livejournal.com 

& www.ezo.wur.nl 

A.  B. 

BIOMIMETICS 30 

The Project 

The  interest  in  the  trabecular  intra‐space  arises  from  the 

realization of how trabeculas arrange themselves where additional 

support for the bone is required, this arrangement is emulated by 

firstly  analyzing  a  cross  sectional  cut  of  trabecular  tissue  and 

reproducing a polygonal arrangement that closely resembles that 

of the tissue, since they tend to arrange themselves along the lines 

of stress, a second polygonal disposition is generated in a manner 

that  some  of  the  points  in  the  first  arrangement  coincide with 

those  on  the  second  one,  ant  these  arrangements  are 

superimposed  and  offset  by  a  distance  equivalent  to  half  a 

trabecula  in  the  vertical  direction.  Since  the  arrangement  on 

transsectional  direction  tends  to  align  trabecula  in  the  main 

direction  of  loads,  a  main  pattern  for  the  alignment  of  the 

trabecula  is  determined  along  the  coinciding  points  of  the 

polygonal arrangements and a secondary path  is generated along 

the  non  coinciding  points,  thus  creating  a  half  cycle  in  the 

direction  of  growth,  being  the  full  cycle  created  by  offsetting  a 

copy  of  the  first  polygonal  arrangement  by  the  full  length  of  a 

trabecula and joining the corresponding points. 

Having defined the disposition of a full cycle or unit of growth, it is 

repeated upward as many  times as needed  in order  to have  the 

full height of the skyscraper. Being each unit parameterized not to 

replicate  the  previous  one,  yet  to  coincide  with  its  trabecular 

support points.  

It must be noted that following this procedure of arrangement for 

the trabecula accomplishes the alignment of the vertical trabecula 

as well,  since with  this  approach,  they  all  line up  along  the one 

quarter and three quarter subdivision of the full cycle. 

 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  31

A. First and second polygonal arrangements with yellow dots depicting intersection points. 

B. General volume of a full cycle over the polygonal grids. 

C. Primary trabecular arrangement extruded vertically. 

D. Secondary trabecular arrangement in the direction of the first polygonal grid. 

E. Secondary trabecular arrangement in the direction of the first and second polygonal grids. 

F. Bubbles generated in the in between space for the first polygonal grid. 

G. Bubbles generated in the in between space for the first and second polygonal grids. 

H. Bubbles are subtracted from the general volume. 

I. Boolean subtraction volume along with main and secondary trabecular patterns. 

J. A complete cycle to be instanced parametrically upwards. 

Following page. Topological deformations on the “bubble” elements, and their recomposition. 

Subsequent page. Full view and detailed close ups, where the animate characteristic of the element can be observed, with a very small rotation, and lighting, the character of space changes completely. 

 

Source: Studio group project. 

C. 

B.A. 

D.

E.  F.

G.  H.

I.  J.

BIOMIMETICS 32 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  33

 

BIOMIMETICS 34 

Exercise III – A skin proposal 

This mini‐studio,  directed  by  Dennis  Dollens  takes  as  a  starting 

point  the  finished  skyscraper  designed  in  the  previous  exercise 

and  researches  the  possibilities  regarding  the  development  of  a 

skin for it.  

The  objective  mentioned  above  is  accomplished  by  extracting 

visual  and  structural  information  from  nature,  not  in  order  to 

replicate it, which, as Dollens (2006) writes “[…] the least desirable 

outcome  is  for  design  to  be  fashioned  to  look  like  nature with 

conventional materials, methods and attitudes. Such an approach, 

merely making a building  look  like a natural form, clearly violates 

the  spirit  behind  biomimetics  of  looking  to  nature  to  learn” 

(p.148), but  to extract  concepts  in  a way  that  the  skin does not 

look like that of a natural entity, but rather behaves like it in terms 

of  regulating,  filtering  environmental  traits  such  as  light,  air  or 

pollution,  recollection/repulsion  of  air  moisture.  The  final 

objective of  such development  is  to  formulate ways  to  facilitate 

the  attainment  of  a  homeostaticvi  state  as  a means  to  reduce 

energy consumption and regulate the comfort zone among others. 

Subject study 

As  Dollens  points  out,  there  are  several ways  to  approach  and 

study biomimetics,  to name a  few: visual, structural, mechanical, 

chemical  and molecular.  Each  representing  a  study  of  a  distinct 

facet of the natural world. 

(a) SEM image of the surface of a lotus leaf (b) a higher magnification with hierarchical structures clearly resolved. (c) A water drop on the surface of the lotus leaf attains a nearly spherical shape. (d) SEM image of the artificial laser‐structured silanized silicon surface and (e) higher magnification showing the dual length‐scale roughness. (f) A water drop on the structured surface. 

Source: Barberoglou (2009) 

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  35

The  lotus  leaf  and  its water  repellency  is  taken  as  a  subject  of 

study at  first,  in an attempt  to develop a potential material  that 

would  keep  the  surface  clean  permanently,  on  researching  the 

subject,  it  is  realized  that  such  effect  is  achieved  by  surfacing 

materials at a nanometer   scale  (Barberoglou, Marios 2009), and 

because  of  the  scale  implications,  is  not  a  suitable  subject  to 

develop  an  architectural  skin  design.  Nevertheless,  on  closer 

observation  of  the  structures  present  in  both,  natural  and man 

made materials that are water repellent, the surface structure of 

said materials  serves  as  an motivation  to  investigate  alternative 

uses that such surfaces could have on a larger architectural scale, 

being that the main function of a building skin is that of controlling 

the  internal  environment,  the  microscopic  arrangement  of  the 

lotus  leaf  surface  renders  possibilities  of  skin  design  that  are 

speculated  to  act  as  a  noise  barrier,  and  that  properly  laid  out 

could serve as passive noise and light filters. 

The project 

On abstracting the skin of the lotus leaf and then modeling of the 

building’s  skin,  both  on  CAD  and  a  physical  foam  model,  it  is 

discovered that a building’s skin shaped in such manner effectively 

acts as a  light diffusion mechanism, when a direct, unidirectional 

light  is pointed  to  it,  the model  skin produces  the  following  two 

effects: (a) amazing non‐periodical  light and shadow patterns. (b) 

softer multidirectional  light.  It  is hypothesized  that  these effects 

are produced because the skin only allows a fraction of the direct 

light  to shine  through, while  the  remainder of  it bounces several 

times off the semi‐parabolic negative space created by the prickles 

in the skin before permeating it. 

It is speculated that sound would behave in a similar way since, as 

far as reflections is concerned, wave behavior of light and sound is 

the same. 

BIOMIMETICS 36 

(A.) Foam model view from below, depicting light coming through. (B.) Foam model view of the prickles with light inside. 

(C.) Shadow patterns produced when the model is populated along a surface. (D.) Shadow patterns created on the skin itself.  

(E.) Interior face and surface interaction with the outside face. (F.) Section through the skin depicting the interconnection of surfaces 

Source: Photographs and renderings by the author. 

A.  B.

C.  D.

E.  F.

STUDIO 1 – NATURE CONCEPTUALIZED ARCHITECTURES  37

 

Concluding Notes 

It is adequate to close this studio with some ideas regarding scale 

put  forth by D’Arcy Wentworth Thompson  (1992), he states  that 

our  conceptions  of  form  must  all  be  referred  in  terms  of 

magnitude  and  direction,  he  further  explains,  as  Archimedes 

himself did,  that  for similar bodies,  the surface area  increases as 

the square, and volume as the cube of their linear magnitude. The 

proportions  in  this  ratio  directly  affect  the  forces  acting  on  the 

body. Thompson further explains that there are discontinuities  in 

matters of scale, where different forces tend to predominate, and 

therefore, different conditions prevail. The effect of scale depends 

not  only  on  the  entity  itself,  but  in  relation  to  the  whole 

environment in which it is found. 

Hence,  since  some  physical  forces  act  directly on  the  surface  of 

the body, while others, like gravity act on every single particle, it is 

deduced that  if structures found  in a microscopic  level are meant 

to  be  used  in  architectural  scale,  attention must  be  paid  to  the 

effects  that  the  volume  to  surface  area  ratio,  as  well  as  the 

predominance  of  certain  physical  forces  at  different  scales  will 

have on such structures. This can be accomplished  in a variety of 

ways, to mention a few: finding new arrangements of a given type 

of material  in  a way  that will  compensate  the  additional  loads 

created  by  a  larger  scale,  the  use  of  different  materials  with 

physical  properties  that  will  enable  them  to  cope  with  the 

additional loads implied by the scale, or by a combination of both 

of  these  (or  other)  strategies  in  order  to  achieve  a  mixed 

approach. 

It is to be noted that biomimetic and biomorphic research, just like 

any other research, is a multidimensional task, and such things as 

happy accidents do happen, since on the case of the skin design, a 

completely different function was derived from a morphology with 

very specific purposes, and with this in mind the author points out 

BIOMIMETICS 38 

that  even  though  a  solution  to  a  particular  problem  may  be 

investigated, while  researching, one must  remain open and alert 

to distinct possibilities that may open up along the way, since one 

might stumble on a solution to a completely different problem or 

an unforeseen way to solve the current problem. 

Studio 2 – Floral Obsession 

Studio description 

Directed by Prof. Matías Del Campo  and  Sandra Manninger,  the 

aim  of  the  “Floral Obsession”  studio  is  to  explore  opportunities 

and morphologies present in floral bodies as a departure point for 

architectural  design.  Spatial  conditions  are  to  be  explored  and 

speculated  upon  deriving  them  from  inherent  qualities  in  a 

blooming flower. Traits ranging from their topological qualities to 

the  distribution  of  petals  forming  the  entity  of  a  flower  are 

examined  for  sensory  and  spatial  experiences  to  be  later 

incorporated in an architectural project. 

The  studio  undertakes  the  exploration  of  surface  grammar, 

possible  in  depth  articulations  of  the  surface,  archetypes  of 

architectural  conditions  such  as  spatial  differentiation,  structure 

and form. 

In  order  to  achieve  this  goal,  the  studio  greatly  relies  on 

computational  design  tools  such  as  topological mesh modeling, 

algorithm driven, and organic modeling computation5. 

As  a  foundation  for  the  studio,  and  the  design  of  architectural 

conditions, the following concepts are defined: 

Inflorescence, as defined  is  the  “is a group or  cluster of  flowers 

arranged  on  a  stem  that  is  composed  of  a  main  branch  or  a 

complicated arrangement of branches. Strictly, it is the part of the 

shoot  of  seed  plants  where  flowers  are  formed  and  which  is 

                                                       

5 Text summarized from the course description by Matías Del Campo. 

STUDIO 2 – FLORAL OBSESSION  39

accordingly  modified.  The  modifications  can  involve  the  length 

and  the nature of  the  internodes  and  the phyllotaxis,  as well  as 

variations in the proportions, compressions, swellings, adnationsvii, 

connationsviii  and  reduction  of  main  and  secondary  axes” 

(Encyclopædia Britanica). 

Plication,  refers  to  the  creases  in  the  body  of  a  flower,  which 

provide additional rigidity to the plane of a petal, or as defined by 

The Ollla Dictionary “folding in parallel folds”. 

Venation, Refers  to  the arrangement of  the veins,  in  this case  in 

leafs of a plant, or petals of a flower, there are mainly two types, 

craspedodomus, where  the veins stretch  to  the edges of  the  leaf 

plane, and  camptodromous, where  veins almost  reach  the edge, 

but on close proximity to  it, they bend. The  inner organization of 

the  veins  can  be  described  in  one  of  the  following  three ways: 

“Parallel  ‐  veins  are  arranged  parallel  to  one  another  from  the 

base  to  the apex, Pinnate  ‐ veins move  laterally  from  the midrib 

throughout  the blade, Palmate  ‐ veins branch  from  the  leaf base 

throughout  the blade  just as  fingers  radiate  from a hand”  (Plant 

Structures Lab). Floral venation  is useful  in studies of homologies 

and  in  determining  the  origin  of  floral  structures  (Gustafsson, 

1995). 

Ornament,  Usually  a  way  to  embellish  what  is  subjected  to  it. 

Since  in  the  case of  a  flower,  though  it may be ornate, was not 

consciously  subjected  to  it,  but  rather  became  an  adaptation  of 

nature,  in  this case,  it may be  regarded as  the arrangement and 

pattern distribution present in the whole or parts of the flower. 

Chromatics,  In this case, the floral pigmentation, or absence of  it 

in  parts  or  the  whole  flower,  usually  as  a  result  of  particular 

pigments  present  (or  absent  as  the  case may  be)  in  the  petal’s 

tissue. 

The above mentioned concepts are regarded as inherent qualities 

of a floral entity. 

 

BIOMIMETICS 40 

Exercise – A Butterfly House 

The  butterfly  house  is  intended  to  be  a  place where  butterflies 

live, and people visit, the usual  logic for this kind of places  is one 

where  the  animals  or  insects  are  caged  inside  a  locked  space 

which  is crucial  in order  to keep  them  from escaping, but also  in 

these places, humans remain outside the cage, in order to have a 

more  interactive  approach,  it  is  intended  to  generate  an  inner 

cage  where  people  go  through,  and  an  outer  cage  where  the 

butterflies  live.  For  this  purpose,  it  must  be  understood  as  a 

double layered green house for butterflies. Topologically speaking 

a torus where the butterflies are inside and people go through the 

opening6. 

The studio is subdivided in two stages which, according to the final 

objectives  of  the  studio,  will  contribute  concepts  and  ideas  to 

generate  a milieuix  (The use of milieu will be discussed on page 

number  89  of  this  work,  for  the  time  being,  the  dictionary 

definition  will  suffice),  for  the  development  of  an  architectural 

project. 

In order  to carry out  the  studio,  first a  subject of  study and one 

inherent quality pertaining to it must be defined. A petunia of the 

garden  variety  was  chosen,  and  Venation  as  a  quality  was 

selected,  although  it  soon  became  evident  that,  contrary  to 

current  architectural  practice,  where  the  structure,  skin, 

ornamentation  are  treated  separately,  in  a  flower,  the  inherent 

qualities defined, tend have a very active team work, not only goal 

oriented  (the whole  flower), but on a deeper  level,  they  tend  to 

permanently  interact  with  each  other,  and  rely  on  each  other. 

Therefore,  it  is  impossible  to  only  study  one  of  them  without 

referencing to the others permanently. 

                                                       

6 I can’t avoid noticing the biological implications this would have if the butterfly 

house was  a  living  organism,  but  in  this  case,  the  visitors  bring  life  too  the 

organism, and in turn come out enriched by the experience. 

STUDIO 2 – FLORAL OBSESSION  41

First stage – a Top‐down approach 

The  study  of  the  subject  is  both,  by  direct  observation,  and 

analytic,  some  flowers were  set aside  to be dissected and  thorn 

apart  in  order  to  discover  the  intrinsic  qualities  of  the  flower, 

while others were studied  in their undisturbed state,  in order not 

to destroy the gestalt characteristics in terms of spatial, structural, 

organizational and sensory opportunities. 

This approach implies “breaking down a system to gain insight into 

its  compositional  sub‐systems”.  An  overview  of  the  system  is 

formulated, next the subsystems are refined in greater detail in as 

many steps as deemed necessary, “until the entire specification is 

reduced to base elements” (Encyclopædia Britanica). 

A petunia  is a trumpet shaped flower with partly  joined petals,  it 

exhibits a  radial  symmetry divided  in  five  sections. There  is only 

one  flower  per  stem,  therefore  no  inflorescence.  The  pistilx  is 

located deep  inside  the  tubular part of  the  flower, with only  the 

tips  showing  through  the  wide  end  of  the  trumpet  shape.  The 

calyxxi grows from two thirds to three quarters of the length of the 

pistil and is composed of five partly joined leafs. 

A general  surface  study of  the  flower  indicates  that  the  trumpet 

can be separated  into three main areas, the base of the trumpet, 

with  thick walls  and  almost no pigmentation.  The middle of  the 

trumpet, with medium thickness walls and heavy pigmentation, to 

the point where  the bright  red  coloration of  the  flower darkens 

almost to the point of blackness. Finally, the wide open end of the 

trumpet, bright red  in color with white borders on the tips of the 

petals, although this part  is most  likely proportional  in volume to 

the other two, the thinness of  its walls  is such that the mouth of 

the trumpet is eight to ten times larger in terms of surface. 

A  trans‐sectional  study  (cuts  transverse  to  the main  axis) of  the 

subject displays a triple layered base of the flower with the outer 

layer composed of the calyx, the middle layer with the base of the 

trumpet  and  the  inner  layer  the  pistil,  here,  a  pentagonal 

BIOMIMETICS 42 

arrangement can be observed with five veins in each of the outer 

and middle  layers.  In  the next  section,  the outer  layer becomes 

completely detached, and the petal  (trumpet)  layer adopts a  five 

pointed  star  configuration, with  the  outer,  concave  bends,  each 

generated  by  a main  vein  running  perpendicular  to  the  section. 

Further along the trumpet, the contour becomes pentagonal, and 

the  stamens  detach  themselves  from  the  main  veins,  this  last 

section  profile,  continues  for  the  length  of what  has  previously 

been  defined  as  the  middle  of  the  trumpet,  where  the  only 

modifications  are  the  gradual  widening  of  the  section  and  the 

thinning of the main veins. Finally the open end of the trumpet is 

where  the  gradual opening  turns  to  a  semi exponential opening 

where  halfway  trough,  the  semi  joined  petals  are  split  in  five, 

where  the  main  veins  run  along  the  centre  of  each  partition, 

reaching the edge of the blade, creating a semi  lobe with a white 

edge. 

A  cross  sectional  analysis  further  reveals  a  vein  arrangement 

where all five main veins are always topologically parallel up to the 

edge of the petal, while the secondary venation patterns are semi 

parallel  from  the  base,  up  to  the  middle,  and  although  they 

interconnect  sporadically,  they  do  so  preserving  the  main 

directionality  of  flow,  as  they  reach  the  trumpet’s  mouth,  the 

arrangement  becomes  branched  and  reticulated.  A  gradual 

thinning of  the  flower walls can be observed along  the evolution 

of the flower. 

Along  the  venation  patterns,  plication  occurs  as  follows:  in  the 

inner flower (base and middle trumpet), very soft along the main 

A. Axially symmetrical organization. 

B. Venation patterns. 

C. Plication along major veins. 

D. Lighting conditions along the flower’s axis. 

Source: Photos by the author 

A.  B. C. D.

STUDIO 2 – FLORAL OBSESSION  43

veins,  here,  the  secondary  venation  patterns  leave  the  surface 

fairly  undisturbed.  As  the  venation  emerges  towards  the  outer 

flower (trumpet mouth), the pleats along the major veins become 

more  apparent  and  emerge  along  the  secondary  pattern,  the 

pleats  fold  the wall material  inward  (towards  the  central axis of 

the flower) thus producing lumps on the surface, and presumably 

creating a stronger surface by corrugation. 

Veins also determine the pigmentation of the flower, since at the 

base there  is almost no pigmentation, only along the main veins, 

in the middle, where the walls begin to thin, and all the veins run 

parallel  and  packed  together,  there  is  very  heavy  pigmentation 

turning the flower’s color to almost black, and finally at the mouth 

of  the  trumpet,  pigmentation  appears  fairly  well  distributed, 

allowing  for a bright red  to come out, being  the  thickness of  the 

veins the only factors  influencing the translucency of the flower’s 

wall. 

The  sensory  and  spatial  conditions  generated  in  the  flower  are 

described,  beginning  this  time  from  the mouth  of  the  trumpet 

inward,  as  an  airy  and  luminous  space  with  direct  light,  which 

gradually transforms  into a dark enclosed space and eventually  is 

luminous  again,  but  in  a  very  soft  and  diffused  way,  since  the 

direct light penetrates the un‐pigmented walls of the inner flower, 

but  are  greatly  softened  and  diffused,  creating  a  whole  new 

environment inside the flower which is very tranquil and quiet. 

In  the  growth  patterns  of  the  flower  itself,  one  can  observe  a 

development  roughly  separated  in  stages, where  the  calyx  is  a 

completely closed and oval shaped body growing proportionally in 

all directions. Once  its  final size  is reached, the side opposite the 

stem  opens  generating  the  final  shape  of  the  calyx with  its  five 

leaves,  from  the  concave  side  of  it,  the  flower  emerges. At  this 

point  it  is cylindrically  shaped, with a  rounded end,  its growth  is 

oriented with the central axis of the flower, hence along the main 

venation patterns. Subsequently,  the mouth of  the  flower begins 

to  unfold,  first  the  major  veins  unfold  outward,  with  the 

BIOMIMETICS 44 

remainder of the petal shriveled and folded inward, overlapped by 

the  other  semi‐petals  in  a  clockwise  direction  (in  all  the  cases 

observed), when  the major  veins  are  completely  deployed,  the 

semi‐petals, still folded inward, give a star like shape to the flower, 

which,  as  they  unfold,  is  later  turned  into  an  irregular  circular 

shape. 

As  a  result  of  the  complete  analysis  and  of  the  spatial  and 

sensorial  qualities  of  the  flower,  a  parallel  is  drawn with  gothic 

architecture, as far as spaciousness, structural openness, bursting 

with  softened  light  and  an  immense  feeling  of  quietude  and 

separation  with  the  outside  world.  These  characteristics  are 

deemed as desirable for the butterfly house and hence, along with 

the potential of green spaces, and people/butterfly closeness, but 

apartness are kept in mind. 

Second stage – a Bottom‐up approach 

A  Bottom‐up  approach  involves  the  piecing  together  of  small 

systems  into a grand system, this way, the small systems become 

sub‐systems  of  an  emergent  system.  This  linking  of  sub‐systems 

into  larger  ones  may  occur  in  several  levels,  until  a  top‐level 

system emerges. This approach often resembles a “seed” model, 

where from a very simple beginning, as a result of the continuous 

A. Sainte Chapelle 

B. Petunia 

spaciousness, structural openness, bursting with softened light and an immense feeling of quietude and separation with the outside world 

Source: Photos by the author 

 

A.  B.

STUDIO 2 – FLORAL OBSESSION  45

interlinking  of  systems  and  sub‐systems  eventually  grows  into 

complexity and completeness (Encyclopædia Britanica). 

Since  a  Bottom‐up  approach  is  used,  the  morphological 

exploration  in  terms  of  searching  for  the  vocation  of  the 

architecture, in other words what the architecture wants to be or 

become, rather than imposing the willpower of the architect, was 

set  as  an  axiom  of  the  design  strategy.  In  this  spirit,  it must  be 

noted  that  the  characteristics  earlier  deemed  desirable  for  the 

project,  are  not  to  be  considered  as  impositions  on  the 

architecture, but rather as potentialities of the architecture. 

The exploration  for  the most basic subsystem  is carried out with 

the  support of Computer Aided Design  tools,  several base  forms 

are explored by subjecting them to topological deformations. The 

resulting three dimensional objects resulting from this exploration 

are then organized by “families” with similar spatial properties. 

Once  the explored spatial properties yields an appropriate set of 

alternatives,  interaction  of  higher  systems  is  further  explored  in 

steps that lead to a top level system, always following the vocation 

of each sub‐system.  

The project 

After  the  exploration  of multiple  base  elements  and  the  spatial 

and connective qualities inherent to them along with the potential 

topological  deformations of  such  combinations,  a  tetrahedron  is 

selected  as  a  base  element,  the  shape  is  then  associated  with 

other tetrahedra by extrusion of faces, generating higher systems 

with a morphology unlike that of the base system. This process  is 

repeated  several  times  to  the  point  that  further  tetrahedral 

extrusions would no  longer  result  in a new system  that could be 

distinguishably different from the previous step,  in such way that 

there was no  longer a  connectivity vocation  in  that direction. At 

which point, the extrusion strategy is changed to that of extruding 

the  outermost  faces  in  a  horizontal  direction,  since  the  base 

element selected  is a tetrahedron, what  is  inherited by all higher 

BIOMIMETICS 46 

systems  as  a  characteristic,  is  that  they  are  all  composed  of 

triangular faces, it is noticed that the outermost faces are grouped 

in  three  clusters of  tree  faces each, each  cluster  is  composed of 

two outer triangles “pointing up” and a middle triangle “pointing 

down”,  this  configuration  is  very  reminiscent  of  the  placation 

patterns explored on the petunia, particularly along the main veins 

in  the petals, which allows  for  the petal  to hold  its shape,  this  is 

taken as a new extrusion vocation. 

When a final morphology  is reached, with  inspiration drawn from 

the  dynamics  in  the  venation  patterns  from  the  petunia,  an 

analogy to the structural workings of said patterns  is derived  into 

two distinct venation patterns, one mainly structural, holding the 

whole  form  together,  as  well  as  serving  as  support  for  the 

secondary  venation  pattern  emerging  from  it,  which  is  also 

structural, but in the sense that it provides support for the skin on 

a  more  regional  sense.  Finally,  the  skin  emerges  from  the 

secondary  venation  pattern  and  as  a  direct  analogy  to  the 

softening of  light  that  takes place  in  the petunia,  the  skin of  the 

butterfly house is also pigmented as a light control mechanism. 

The  top  level  system  undergoes  topological  deformations 

following axioms referring to the fact that the architectural object 

must  be  accommodated  in  a  physical  site,  and  therefore  site 

considerations  and  forces  are  introduced  as  procedures  in  a 

site/phototropic related deformation.  

Concluding Notes 

An unusual source of  ideas,  the petunia  is an amazingly efficient 

assembly, where structure is optimized to the maximum, and as it 

radiates  outward,  its  veins  thin  out  gradually  in  a  manner 

consistent with having the right amount of structural material all 

along  the petal, also  to be noted  is  the  fact  that  the vein, apart 

from  being  a  structural  member  in  itself,  it  also  serves  as  a 

circulation system and folds the petal’s material in a way that such 

thin material also contributes to the stiffness of the whole petal.

STUDIO 2 – FLORAL OBSESSION  47

 

Source: Images by the author

 

 

 

PRIMARY VENATION PATTERN. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SECONDARY VENATION PATTERN. 

 

 

 

 

 

 

PLAN/SECTION. 

 

 

 

 

 

 

TERRAIN INFLUENCED DEFORMATIONS. 

BIOMIMETICS 48 

 

Source: Images by the author

A. 

A. External view depicting vein arrangements.

B. Dense pigmentation on skin and light pigmentation as light control mechanism. 

C. Butterfly space with the “topological torus hole” for visitors below. 

D. Hierarchical structural and material system of both venation patterns and the skin.

D.

B. 

C. 

GENETIC ARCHITECTURE  49

 

GENETIC ARCHITECTURE 

The evolution of life and intelligence on Earth has finally reached the 

point  where  it  is  now  deemed  possible  to  engender  something 

almost out of nothing.  In principle,  a universe of potential worlds 

based  on  generative  principles  inherent  within  nature  and  the 

physical universe are becoming possible. For the first time, mankind 

is  finally  in  possession  of  the  power  to  change  and  transform  the 

genetic  constitution  of  biological  species, which, without  a  doubt, 

has profound implications for the future of life on Earth (Karl S. Chu, 

2004 online). 

Karl S. Chu, Professor of Genetic Architecture, thus describes the 

particular moment  in  time  that we are  living  through, he  further 

elaborates on how, in less than seventy years, since the inception 

of the Universal Turing Machine we have arrived to the  Internet, 

which  is  reconfiguring  the  world  and  how  it  is  becoming  an 

interactive  organ  active  with  “neural  intelligence”  (Chu,  2006 

p.39). 

The  Turing Machine,  an  abstract mathematical  rather  than  real‐

world object envisioned to determine the  limitations of what can 

be  computed,  was  first  conceived  by  Alan  Turing,  who  was 

interested  in  the  question  of what  it means  to  be  computable. 

Theoretically this machine has a read write head through witch an 

infinite paper tape with symbols 0 and 1 is read or written to, one 

cell  at  a  time,  the machine  can be  at  any of  a  finite number of 

states,  the actions of  the machine  is determined by:  the current 

state,  the  symbol being  scanned, and a  table of  transition  rules, 

the theory further states that a function will be Turing‐computable 

if there exists a set of  instructions that will result  in the machine 

computing the function regardless of the amount of time it takes. 

The  computational  capabilities  of  a  Turing Machine  include  the 

ability of emulating another Turing Machine when fed with a tape 

containing the encoding of the other machine, this is known as the 

Universal Turing Machine (Barker‐Plummer, David. SEP). 

GENETIC ARCHITECTURE 50 

The  laws of physics, as explained by Professor Karl S. Chu (2005), 

determine  the  allowed  mechanical  operations  of  a  Universal 

Turing Machine, and also determine  the mathematics  that make 

them  computable,  in  this  statement,  Chu  finds  that  the 

inescapable  relation  between  physics  and  computation,  has 

created the awareness that physical processes are, as a matter of 

fact,  forms  of  computation.  According  to  him,  this  awareness 

announces the “untainted ambition of the biogenetic revolution” 

(p.161), and proclaims  that  the world will witness a biomachinic 

mutation of species that will proliferate into what has so far been 

the cultural landscape of humanity. 

In  Chu’s  (2005)  opinion,  this  revolution  will  derivate  in  the 

downfall  of  anthropology  which  has  always  subsumed 

architecture,  this  emancipation  of  architecture  presents  great 

opportunities  such  as  a  “new  kind  of  xenoarchitecture with  its 

own autonomy and will to being” (p.162). 

Architecture,  has  introduced  computational  methods  to  the 

practice, as far as design and construction, but has done so using 

concepts  from  the  old  paradigm,  according  to  Chu  (2006),  the 

introduction  of  “architecture  of  computation”  (p.42)  into  the 

computation of architecture still has a long way to come. 

Morphogenetic  architecture  stands  on  the  basis  of  internal 

principles that generate form and organization, in a way, “the will 

to  architecture”  (p.167), which  as  pointed  out  by Chu  (2005),  is 

clearly missing in Morphodynamic architecture, which relies solely 

in  exogenousxii  factors  to  control  the  composition  of  the 

architectural morphology. 

The  time  and  opportunity  to  formulate  a  new  theory  of 

architecture  is at hand, and as noted by Karl S. Chu,  it should be 

one that: 

…  is  adequate  to  the  demands  imposed  by  the  convergence  of 

computation  and  biogenetics  in  the  so‐called  Post‐Human  Era:  a 

monadology of genetic architecture that deals with the construction 

of possible worlds. As we now approach what Ray Kurzweil refers to 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  51

as  the  Singularity,  the  myth  of  matter,  which  underlies  most 

theoretical and practical discussions of architecture,  is about  to be 

displaced  by  the  myth  of  information.  Contrary  to  Mies  Van  de 

Rohe’s oft‐quoted remark that architecture is the art of putting two 

bricks together, the emerging conception  is that architecture  is the 

art of putting two BITS together, at least bits that are programmed to 

self‐replicate,  self‐organize  and  self‐synthesize  into  ever  new 

constellations of emergent relations and ensembles (2006 p.42). 

Chu  recalls Gottfried  Lebinz who  coins  the  term  “monadxiii”  and 

defines it as indivisible primary “true atoms of nature”, he explains 

that something that has no parts can’t be extended, have a shape, 

or be split up. From this concept, Chu derives the concept of “one 

BIT of information at the most irreducible level, and by extension a 

unit of a self‐replicating system”  (Chu, 2006 p.45) as a monad  in 

computational  architecture,  concept on which,  a monadology of 

genetic architecture is developed. 

By detaching the terms “gene” and “genetics” from their biological 

implications,  the  definitions  of  “units  […]  that  determine  the 

hereditary  characteristics”  (p.45)  and  “study  of  heredity”  (p.45), 

are  abstract  enough  to  be  used  as  concepts  with  logical 

implications in architecture. Implicit in the definition of genetics, is 

the concept that heritable units, based on a rule that is part of the 

genetic  code, must have  the ability  to  replicate  themselves. Chu 

emphasizes  that  this  terminology  is  used  in  a  manner  generic 

enough  that  it must  be  understood  that  genetic  architecture  is 

neither a representation of biology nor a form of biomimesis. 

Studio 3 – Coded Architectures 

Studio description 

The  studio  directed  by  Prof.  Karl  S.  Chu,  has  the  purpose  of 

studying  the  potentials  present  in  self  generating  architectures 

through the use of algorithms. 

Stephen Wolfram  (2002)  introduces us  to  the concept of cellular 

automata,  he  states  that  “any  program  can  in  some  level  be 

GENETIC ARCHITECTURE 52 

thought of as a set of rules that specify what  it should do  in each 

step” (Wolfram, 2002 p.23) and thereby, the cellular automata is a 

process where, (for the case of a simple two dimensional cellular 

automata), a matrix consisting of cells that can be either colored 

black or white, simple rules are established for all cells. When the 

program  is  run, each  cell  in  turn,  takes  the  information  (color  in 

this case)  in neighboring cells  from  the previous step, and based 

on the rules established and information from the other cells turns 

either black or white,  the  rules  are  systematically  carried out  in 

each step, until an end condition is met. Wolfram’s research in this 

matter  indicates  that out of  the  simple  rules established,  results 

range  from  solid  patterns,  simple  repetitive,  such  as  checkered 

and striped patterns,  through complex, but still repetitive nested 

patterns  to  completely  irregular  and  non‐periodical.  He  further 

states  that  the  complexity  of  the  resulting  pattern  is  not 

proportional  to  the  complexity of  the  rule established,  since  the 

rules  are  equally  complex  in  all  cases  (within  the  same  type  of 

automata). 

Exercise – A museum: In itself, for itself and for others 

In order to understand the nature of an entity  in  itself,  for  itself, 

and  for  others,  it  is  necessary  to  define,  or  redefine  certain 

concepts. Martin Heidegger  (2000) presents us with one relevant 

concept, the Greek word phusis, which was originally used to label 

beings  as  such  and  as  a whole, which when  translated  to  Latin, 

and  due  to  the  inexactitude  of  translations,  was  changed  to 

natura,  which  really  means  to  be  born,  loosing  the  originary 

content. Heidegger emphasizes that the word phusis means “what 

emerges  from  itself”  (Heidegger,  2000  p.15)  such  as  “the 

emergence, the blossoming of a rose, the unfolding that opens its 

self up, the coming‐into‐appearance of such unfolding and holding 

itself and persisting in appearance” (Heidegger, 2000 p.16). 

Even  though  phusis  is not  synonymous with  these  processes,  as 

emergence, it can be experienced in the rising of the sun, surging 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  53

of the sea, the growth of plants. This “holding itself and persisting 

in appearance” (Heidegger, 2000 p.16) is not just one among other 

processes that are observed  in beings. Therefore, not considering 

it as a natural process, but  rather a  “fundamental experience of 

being” is that Heidegger states that what the Greeks called phusis 

is  what  disclosed  itself  to  them,  it  includes  “becoming”  and 

“Being”,  “arising  from  the  concealed  and  thus  enabling  the 

concealed  to  take  its  stand  for  the  firs  time”  (Heidegger,  2000 

p.19).  

In the conception of a genetic code as an organizing principle that 

inherently  spawns  architectural  form  and  organization,  the 

internal principles were established as described below: 

The project 

First  stage  – monadology  and  interaction.  The definition of  the 

Arche–tecton, or principles and methods for the exercise has been 

carried out by the whole studio, separated in two groups, each of 

which  developed  the monad  and  the  rules  that  applied  to  it  in 

terms  of  connections  (self  replication)  and  interactions  (self 

organization). In a manner of speaking, a design of a LEGO™ block. 

The first sub‐system  is developed using a tetrahedron with nodes 

“a”, “b”, “c”, and “d”, being the three dimensional figure with the 

simplest  cyclical branching  system,  is  taken as  the basic building 

block.  

Said block, is replicated in five generations, and color coded in the 

following  manner:  red  ‐  original  tetrahedron,  orange  ‐  first 

replication, green ‐ second replication, cyan ‐ third replication and 

magenta  ‐  forth  replication, each  replication had  to begin  in  the 

last node of the last replication and has to be replicated attached 

to the face created with the last three nodes (i.e. for the “a”, “b”, 

“c”, and “d”  tetrahedron,  the next generation would be “b”, “c”, 

“d” and “e”). 

GENETIC ARCHITECTURE 54 

For  each  of  these  generations  the  branching  system  of  the 

composite  shape  adds  one  new  level  ending with  a  “molecule” 

composed of five generations of tetrahedra. possible subtractions 

of elements are explored finding for each of them the centroid of 

the compound piece and performing a Boolean subtraction  from 

the centroid to several combination of “outer faces”. The resulting 

“mutant”  shapes  are  then  color  coded  as  follows:  grey  –  outer 

face, blue – inner face. The rules for this system are established as: 

grey  face may be attached  to other elements, blue  face may not 

be attached. 

 

 

 

Tetrahedron branching systems rules as self organizing process. 

For each of these generations the branching system of the composite shape adds one new level ending with a “molecule” composed of five generations of tetrahedra 

Source: elaborated by the author based on studio group work 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  55

 

The second sub‐system is developed by taking a cube as the base 

form, which was then modified modularly in all three dimensions, 

resulting  in  “box”  shapes with  different  x,  y  and  z  proportions. 

Each of these boxes is then cut along different planes intersecting 

the original nodes of the box, resulting in a series of tetrahedrons 

with  triangular  sides  whose  proportions  vary  according  to  the 

proportions  of  the  original  box,  the  faces  are  then  color  coded 

according  to  the  proportions  of  their  sides,  and  from  there  the 

rules  for  the  system  are  defined  as:  same  color  faces may  be 

attached  to each other, size does not matter, only proportion of 

the aristae.  

The resulting rules of both sub‐systems are  later combined  into a 

compound  system,  in  order  to  develop  them  into  an  emergent 

being.  

 

Sub‐System 1 

The block, is replicated in five generations, and color coded in the following manner: red ‐ original tetrahedron, orange ‐ first replication, green ‐ second replication, cyan ‐ third replication and magenta ‐ forth replication. 

The rules for this system are established as: grey face may be attached to other elements, blue face may not be attached. 

Source: Studio work 

 

 

 

 

GENETIC ARCHITECTURE 56 

Second  stage  –  Ruled  self  organization. With  defined monads, 

and sets of rules that apply to them, “inherited” into each team, (1 

to  4 members  each),  the  “possible  worlds”  that  could  emerge 

from  following  the  rules  established  in  the  fist  step  are  further 

explored.  The  team  created  for  this  part  of  the  project  is 

integrated  by  Master  studio  members  Effimia  Giannopoulou, 

Nelson Montas Laracuente and the author. 

As seen  in nature, beings tend to be “put together” according to 

different  sets  of  rules  at  different  levels  of  scale,  thereby  it  is 

decided to establish scales and nickname them according to their 

relative  size  to  the  whole  deriving  into  seven  scales  from  the 

monads to the full body phusis. Each scale with its own set of rules 

governing  the  interactions  at  that  particular  scale.  It  must  be 

noted  that  the nicknaming of each scale has  little  to do with  the 

sense  that  the  term  implies  in  biology,  and  more  to  do  with 

relative sizes of the parts to the whole. 

Atomic,  the  first  scale,  the monad  and  its  “inherited”  rules  as 

established by the studio. It must be noted that element “1” from 

the  first  sub‐system, when  rotated,  is  identical  in proportions  to 

element “J11”  from  the  second  sub‐system, and  therefore,  since 

its  faces  are  identical,  it  is  the  ideal  interface  between  both. 

Sub‐System 2 

“Box” shapes with different x, y and z proportions. Each of these boxes is then cut along different planes intersecting the original nodes of the box, resulting in a series of tetrahedrons with triangular sides whose proportions vary according to the proportions of the original box, 

Source: studio work 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  57

Therefore,  element  “1”  from  sub‐system  1  and  element  “J11” 

from  sub‐system  2  are  chosen  as  the  basic  building  block,  and 

natural  interface  between  both  sub‐systems.  From  now  on, 

whenever element “J11” is referred to, it must be understood that 

both elements are included in such reference. 

“J11”  interacts with other elements  through a “binder” element, 

for this purpose, and following the rules of the second sub‐system, 

element “J4” is chosen. 

 

With these basic combinations, the atom may  interact with other 

similar elements in order to create larger forms. 

Molecules,  the  possible  interactions  of  the  above  mentioned 

elements  are  explored  thoroughly  in  order  to  uncover  the 

universe  of  distinct  combinations.  It  must  be  noted  that  even 

though  the elements are  fairly  simple,  said universe  is very vast, 

and the search for possible combinations of elements is restricted, 

mainly due to time and computational power factors. 

The  resulting  combinations  achieved  are  then explored  for  their 

interaction,  replication  and  combination  potentials  in  terms  of 

their feasibility to become or emerge into a more complex phusis, 

the  resulting  interactions display all a varying degree of possible 

interactions, some resulting  in very small elements  that could be 

regarded as very primitive “forms of  life” since they  tend  to  lock 

themselves  into  a  closed  shape,  while  others,  because  of  the 

nature  of  the  interaction  explored,  could  extend  to  infinity 

undisturbed  and  unaltered.  A  few  interactions  rules  resulted  in 

Element “J11” Element “J4” front, back and mirrored 

Source: Studio Group work 

Elements “J4” and “J11” 

GENETIC ARCHITECTURE 58 

open  shapes  that  have  a  vocation  to  interact with  other  similar 

and un‐similar shapes. 

Of  the possible  interactions,  the one with  the highest degree of 

interactional  vocation  survives  the  process  of  artificial  “natural 

selection”.  With  interaction,  replication  and  combination 

potentials  determined,  the  building  blocks  are  ensambled  by 

mirroring the atomic element and its binders along its own “x” and 

“y” axes in a first step, and then, in a second step following either 

of the  following additional rules  in order to create molecule ∂ or 

molecule ß as the growth pattern may require, being molecule ∂ 

an  intermediate  element,  and  ß  an  end,  bending  or  folding 

condition. 

The additional rule is expressed as follows: 

(∂)Alpha:mirror_1(+y_axis)=2,THEN mirror_1&2(+x_axis)=3& 4_END 

(ß)Beta:mirror_1(+y_axis)=2,THEN mirror_2(+x_axis)=3_END 

In essence, in both cases, a simple mirroring rule. 

Compounds,  the  third  scale  is where both  sub‐systems  interact. 

the  “molecules”  resulting  from  the  previous  step  are  either 

combined with  the  tetrahedra “molecules”  in  sub‐system 1,  (the 

tetrahedra molecules  1.1,  4.3,  5.1  and  5.3  are  selected),  or  are 

fractalized, according to their function or position. 

The atomic element and its binders (A) are mirrored twice along their own “x” and “y” axis in a first step. 

The second step involves mirroring along both axes (B) and (C), with a change in the mirroring rule for the ß molecule (C). 

Source: adapted fromStudio group project

A.  B. C.

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  59

 

The rule for ∂ molecule states that it will interact with tetrahedra 

molecules  in the following way: molecule ∂ either fractilizes  itself 

as many  times  as  the  rule  dictates,  or  nests  once  each  of  the 

tetrahedral  molecules  in  the  cavity  crated  as  a  result  of  the 

previous  stage,  and  where  four  faces  of  element  “J11”  are 

mirrored along “x” and “y” axes, each of these interactions results 

in  a  compound,  four  of  which,  are  possible,  which  of  the  two 

possibilities occurs, is determined by an “organizer” cell, discussed 

later on. 

 

The  rule  for  the ß molecule  states  that,  since  it  is meant  for  an 

end,  bending  or  turning  condition,  it  must  not  interact  with 

tetrahedra molecules,  it may adhere  as many  “J11” elements  as 

required to achieve the necessary angle for turns or bends. 

 

Examples of: 

A. & D. Self locking assemblies. 

B. & E. Assemblies extending to infinity. 

C. Corner assemblies. 

F. Replicable assembly. 

Source:  Studio Group project. 

A.  B. C.

D.  E. F.

Fracmentalization of molecule 

Source: adapted from Studio Group project. 

Molecule ∂ interacting with tetrahedra molecules 1.1, 4.3, 5.1 and 5.3. 

Source: adapted from Studio Group project 

A.  B. C. D. 

GENETIC ARCHITECTURE 60 

Cells,  As  stated  by  Sean  B.  Carroll  (2005),  “The  modular  and 

repetitive  aspects  of  [body]7  design  reflect  an  order  to  [body] 

form” (p.25), he further points out that bodies are constructed of 

repeated parts, and they themselves are constructed of repeated 

units, being  the main difference between members of  the  same 

group  or  species,  the  number  and  kind  of  repetition,  and  the 

variation  of  these  aspects  across  species  corresponds  to  the 

adaptation to, and exploitation of the environment.  

The  fourth scale  is where cells resulting  from the combination of 

the sub‐systems begin to arrange themselves following rules that 

generate surface patterns covering the walls made out of cells. 

The  attachment  rules  established  so  far,  are  carried  on  at  all 

scales, but additional rules are required in each stage to assemble 

the  particularities  of  each  scale.  A  basic  non‐sequential  pattern 

rule  is  established  to  determine  the  sequence  of  the  four 

compounds, since such simple rule, repeated several times, would 

eventually  result  in  a  periodic  pattern,  the  rule  is  further 

elaborated to include conditional and random functions every ten 

cells  (2.5  cycles).  Thus,  every  time  the  rule  determines  the 

compound  present  in  the  tenth  cell,  the  conditional  function 

determines whether  to  skip  compounds,  and  if  so,  the  random 

function determines how many  should be  skipped,  in  such way, 

repetitive  patterns  are  avoided,  and  the  pattern  achieved  is 

periodically morphing,  since  not  all  cell  sequences  comply  and 

therefore skip compounds simultaneously. 

                                                       

7 Because of the focus of his book, Caroll uses the word animal, for the purposes 

of  this work  it  is  required  to use  a more  general  term, hence  the use of  the 

word body 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  61

 

Organs, Symmetry and polarity are other traits that Carroll (2005) 

combines to modularity, most animals exhibit a bilateral symmetry 

meaning  that  left  and  right  sides  are mirrored  along  the  central 

axis, and by default, this also determines a rear and front side, and 

a  few exhibit radial symmetry, where  the “organisms resemble a 

pie  where  several  cutting  planes  produce  roughly  identical 

pieces”.  Thompson  (1992)  further  elaborates  that  symmetry  is 

highly  characteristic  of most  organisms with  exceptions  such  as 

the  amoeba,  in  which,  rest  and  equilibrium  deriving  from 

symmetry  is  also  missing,  he  further  explains  that  physical 

equilibrium  derives  from  formal  symmetry  and  structural 

The sub‐systems begin to arrange themselves following rules that generate surface patterns covering the walls made out of cells  

Above: Cell matrix 

Below: Cell arrangement 

Source: Studio Group project 

GENETIC ARCHITECTURE 62 

regularity  because  in  a  symmetrical  system,  a  deformation  that 

tries to destroy the symmetry, is coupled by an equal and opposite 

deformation that tends to restore it. 

In  embryology,  Carroll  (2005)  explains,  an  “organizer”  (p.41), 

determines the type of cells that are produced and their particular 

arrangement, which in turn, determines the location of body parts 

such  as  limbs,  the  arrangement  of  fingers,  and  also  share  the 

property  of  pattern  formation  and  morphogenesis.  In  the  fifth 

scale, the general organization of the entity is laid out, in a matrix 

determining  the  overall  proportions  of  the  artifact.  This  level  is 

more  theoretical  than  real,  since  the  organizers  are  not 

represented in three dimensional shapes, but rater are laid out in 

a matrix that axially determines general  layout of the phusis, and 

also determines particular growth patterns for each body part. 

The matrix  is  organized with  four  cells  at  the  centre where  the 

seeds,  generated  randomly,  begin  to  populate  the whole matrix 

following a simple cyclical rule that spreads out, the four seed cells 

are numbered in a clockwise manner, beginning at twelve, the first 

(upper right) seed cell populates cells backwards (up), the second 

(lower right) seed cell populates cells  to  the right,  the  third seed 

cell  (lower  left) goes  forward and  finally  the  forth  seed cell goes 

left. The cells populated in the fist generation by seed cell number 

one,  now  in  turn  populate  all  the  cells  to  the  left,  the  ones 

populated  by  the  second  seed  cell  populate  all  the  cells  behind 

(up),  the ones  from  the  third seed cell populate  to  the  right and 

finally  from  the  fourth  cell  populate  forward.  The  result  of  this 

process  produces  a  radial  semi  symmetrical  disposition  with  a 

spiral development. 

With the application of the previously explained rules, the matrix 

in its milieu is now populated with numbers (organizers) from 1 to 

10, where, numbers from 1 to 9 will interact in the next step, and 

number 10 determines a no‐growth zone. 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  63

 

Biological Systems,  in the sixth scale, the general organization of 

the matrix resulting from the previous step acts as a seed for the 

rules that populate the matrixes above, the rules in this scale work 

in both of the following ways simultaneously:  

1. The  first  matrix  turns  numbers  1  trough  9  from  the 

organizer matrix  to  number  1,  and  number  10  from  the 

organizer matrix to number 0, where now 1 means growth 

and  0  means  no‐growth,  hence  establishing  no‐growth 

zones  already  in  the  organizer  matrix.  All  the  matrixes 

above,  in  turn  work  as  a  three  dimensional  cellular 

automata  (Wolfram,  2002)  with  an  additional  aleatory 

factor, they take the numbers from neighboring cells in the 

previous  matrix  and  average  them  out,  resulting  in  a 

fractional  number  between  0  and  1,  where,  the  more 

neighboring cells with 0  in the previous matrix results  in a 

lower  average,  this  average  is multiplied  by  an  aleatory 

number between 0 and 1, which in each case decreases or 

increases the above mentioned average. The final number 

is  then  rounded  down  to  0,  or  up  to  1  depending  on  its 

final  value,  below  or  above  0.5.  From  what  has  been 

discussed so far, it can be established that, the greater the 

amount of neighboring cells with 0 values on the previous 

Organizer matrix, with seed cells at the centre, followed by primary and secondary population patterns indicated by colored arrows 

Source: adapted from Studio Group project 

GENETIC ARCHITECTURE 64 

matrix, decreases  the overall value  in  the  cell, and hence 

increases  the  chances  of  becoming  a  no‐growth  cell, 

therefore,  the  probabilities  of  growth‐stop  for  cells  is 

higher for those neighboring either a border (no‐number in 

cell  is  counted  as  0),  or  a  no‐growth  zone,  where  the 

aleatory  number  just  adds  a  little  randomness  to  the 

growth  process  in  an  effort  to  simulate  environmental 

factors that escape the internal logic of growth. It must be 

noted that this process  is only applied to cells with values 

of 1, since when a cell turns to a value of 0, the cells above 

it inherit this value and do not go through the process any 

more,  and  the  value  of  0  is  still  present  only  with  the 

purpose  of  neighboring  cells  to  calculate  their  own 

averages for subsequent levels. 

2. The numbers from the organizer matrix are directly related 

to  a  fractalization  probability  for  the  compounds  in  the 

cells above, a higher number, other than 10, coupled with 

an aleatory number,  increases  the probability of  the  cells 

above  undergoing  a  fractalization  process,  where  the 

fractalized  element  may  undergo  an  additional 

fractalization  further on, but once  fractalized, all  the cells 

above  inherit  the  transformation.  Each  fractalization  is 

represented  in  the matrix by doubling  the number  in  the 

cell  of  the  corresponding  matrix.  Fractalized  cells  still 

undergo  the  cellular automata process described  in point 

1,  and  the  fractalization  process  only  affects  its  exterior 

appearance. 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  65

 

Full  body,  the  phusis,  the  emergent  body  “arising  from  the 

concealed  and  thus enabling  the  concealed  to  take  its  stand  for 

the  first  time”  (Heidegger,  2000  p.19).  This  stage  pieces  all  the 

assemblage  together  into  a  single gestaltic body  as  a  result  and 

consequence of a methodological tracking of the rules established 

for all levels of the assemblage. 

Organizer matrix, and main evolutionary steps. 

Ascending levels organized from left to right and down. 

White. No‐Growth zone. 

Pink. Growth zone. 

Yellow. First fractalization. 

Green. Second fractalization. 

Source: Studio Group project 

GENETIC ARCHITECTURE 66 

A. 

B. 

C. 

A. Surface patterns generated by a non‐sequential guide. 

B. Cluster of molecules that have been subjected to fractalization. 

C. Complex arrangements achieved by following a conjunction of simple rules, an algorithm. 

Facing Page. 

D. Spaces created in the no‐growth zones. 

E. The emergence of the full body or phusis 

Source: adapted from Studio Group project 

 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  67

D. 

E. 

GENETIC ARCHITECTURE 68 

 

Concluding Notes 

The project previously presented emerges  from specific  rule sets 

acting  on  several  levels,  the  assemblage  of  the  full  body  was 

manually executed, but the rules were also strictly followed, with 

no room for personal  interpretations, since the  location and type 

of each molecule is determined by the organizer matrix created on 

a spread sheet which  in  turn, also  feeds other spread sheets  the 

emanating numeric  values  for  the  assemblage with  a  strict  logic 

that  determines  propagation,  direction  and  amount  of  growth. 

Each  level  is  in  charge  of  specific  functions  and  contributes 

assembly  information  to  the  next  level  based  on  numeric  rules, 

hence even  though  it was not  scripted  in order  to  generate  the 

final  form automatically, mainly due  to  time constrains,  it would 

be just a matter of time to elaborate a script that when executed 

would  automatically  generate  more  phusis,  each  of  them 

completely different from the previous one, but still a member of 

the same phylum. 

It must be noted that, although there were rules set to determine 

vertical growth based on a cellular automata that takes references 

from  neighboring  cells  in  order  to  determine  further  growth, 

which  could  have  been  used  to  determine  horizontal  growth  as 

well,  on  the  absence  of  external  references,  the  decision  to 

manually determine  it was taken as an expression of that  lack of 

external references. 

Finally, an important aspect of genetics is the ability to determine 

hereditary  characteristics  and  the mutation  of  said  information 

through  the  generations.  In  view  that  the  rules  applied  to 

generate the body are programmed into a spread sheet, and each 

time  it  is  run,  a  new  composition  is  generated,  since  the  seed 

values  are  spawn  from  a  random  function,  a  “program”  for  the 

genetic  code  is  available.  The  question  on  the  relevance of  said 

code to be inherited by the next generation remains open, since it 

STUDIO 3 – CODED ARCHITECTURES  69

does not make  any difference  if  the  spread  sheet  is  run  for  the 

first time, or for the hundredth, this particular aspect of evolutive 

variation could have been programmed into the matrix in order to 

reward certain growths and punish others, but, again, these rules, 

in the absence of external (environmental) references would be an 

artificial way of  simulating hereditary  traits  and  the mutation of 

them. 

A SEARCH FOR MEANING 70 

 

A SEARCH FOR MEANING 

Chaos 

With  the  purpose  of  establishing  a  coherent  framework  of 

reference,  it  is now essential  to  analyze Deleuze’s book What  is 

philosophy?  In  greater  detail,  in  the  general  idea  of  the  book, 

beyond explaining what philosophy is, it goes further in explaining 

the three creative modes of thinking, mainly; philosophy, science 

and  art.  Although  their methods  of  thinking  are  different, what 

they share in common is their approach to chaos in an attempt to 

bring order to it. 

As  mentioned  before,  philosophy  creates  concepts  and 

contextualizes  them  in  a  plane  of  immanence.  “Philosophy  is  a 

constructivism, and constructivism has  two qualitatively different 

complementary aspects:  the  creation of  concepts and  the  laying 

out of a plane.” (p.39) This plane is not a thought concept or even 

thinkable,  but  the  “image  of  thought”  (p.41)  that  represents  an 

orientation  in  thought,  this  image of  thought  “retains only what 

thought can claim by right” (p.41). Which according to Deleuze  is 

infinite movement. On the topic, he elaborates: 

[…] movement  is not  the  image of  thought without being also  the 

substance of being. […] The plane of  immanence has two facets, as 

thought and as nature, as Physis and as Nous. This is why there are 

always several infinite movements, interlaced one within the other, 

folded  into  each  other,  in  the  measure  that  one  returns, 

instantaneously re‐launches another, in such a way that the plane of 

immanence is constantly being woven […] Diverse movements of the 

infinite are  so mixed  in with each other  that  far  from breaking up 

the One‐All of the plane of  immanence, they constitute  its variable 

curvature, its concavities and convexities, in a certain way its fractal 

nature (p.42‐43). 

CHAOS  71

Physis  referring  to  the  intrinsic way  of  growth, without  external 

influence, thus endowing the Being with substance, and Nous, the 

mind or intellect, as an image to thought. 

Deleuze clarifies that the plane moves infinitely while the concepts 

that populate it have intensive movements in their realm. Further: 

“while [the plane] is about absolute directions of a fractal nature, 

[the  concept]  is about absolute dimensions,  surfaces or volumes 

always fragmented” (p.44). 

The  fact  that  the  plane  of  immanence  is  considered  pre 

philosophical,  according  to Deleuze  is  probably more  related  to 

philosophy  than  philosophy  itself  since  the  notion  of  pre 

philosophical8 has noting to do with its preexistence, but rather to 

the  fact  that  it  must  not  relate  to  any  concept  but  to  an 

understanding that is intuitive when it is laid out. 

The  beginning  of  philosophy  is  reflected  on  the  concept  and  is 

instituted by  the plane, which  is “not a program, design, end, or 

means;  it  is a plane of  immanence  that  constitutes  the absolute 

ground  of  philosophy,  its  earth  or  deterritorialization,  the 

foundation  in which  it  creates  its  concepts. Both  the  creation of 

concepts and the instituting of the plane are required” (p.45). 

It  is  alleged  by Deleuze  that  the  prephilosophical  nature  of  the 

plane  of  immanence,  before  thought  occurs,  its  layout  is 

experimental  and  not  rational  or  reasonable,  it  is  deployed  by 

“measures  [that  belong]  to  the  order  of  dreams,  pathological 

processes,  esoteric  experiences,  drunkenness  and  excess”. 

Therefore: 

The plane of  immanence  is  like a  section  through  chaos, acts as a 

filter,  since  chaos  is  in  effect  less  characterized by  the  absence of 

determinations than the infinite speed at which they schematize and 

vanish […]. Chaos is not an inert or stationary state, is not a random 

mixture. Chaos disarrays all consistency  to  infinity. The problem of 

                                                       

8 Mentioned on page number 4 of this book (Immanence and Concept). 

A SEARCH FOR MEANING 72 

philosophy consists on acquiring consistency without losing it to the 

infinity in which thought submerges (p.46). 

Providing consistency without loosing anything to infinity is different 

from the problem of science, which deals with providing references 

to chaos in exchange of giving up the movements and infinite speeds 

and  firstly  impose a  speed  limit: what comes  first  in  science  is  the 

light or the relative horizon. Philosophy on the other hand proceeds 

presupposing or instituting the plane of immanence (p.47). 

The  very  nature  of  the  plane  of  immanence  is  “surrounded  by 

illusions” (p.52), since “there are no abstract misinterpretations or 

just  external  pressures  but  rather  thought’s  mirages”  (p.52). 

Deleuze  speculates  the  need  of  such  nature  for  the  plane  of 

immanence  as  a  relative horizon  that  imprisons us,  arising  from 

the  “sluggishness  of  our  brains”  (p.52),  the  “ready  made 

facilitating  paths  of  dominant  opinions”  (p.52)  and  “by  our  not 

being  able  to  tolerate  infinite  movements  or  master  infinite 

movements or the infinite speeds that crush us” (p.52). 

Since  it  is  these  very  illusions  that  layout  the  plane,  Deleuze 

emphasizes  the  need  of  them  emanating  from  the  plane  of 

immanence  itself, since the exogenous nature of what  is brought 

into the plane may result in: “the illusion of transcendence, which 

perhaps,  comes  before  all  the  others  […]  [in making  the  plane 

immanet to an exogenous  influence]; then there  is the  illusion of 

universals when concepts are confused with the plane” (p.52). 

From chaos the plane of  immanence takes the determinations with 

witch  it makes  its  infinite movements or  its diagrammatic features. 

Consequently we must presuppose a multiplicity of planes, since no 

one  plane  could  encompass  all  the  chaos without  collapsing  back 

into  it;  and  each  retains movements  that  can  be  folded  together 

(p.53). 

Now  comes  the  turn  of  science,  and  its  particular  relation  to 

philosophy,  which  is  compared  and  contrasted  by  Deleuze  as 

follows: 

The object of  science  is not  concepts but  rather  functions  that are 

presented  as  positions  in  discursive  systems.  The  elements  of 

CHAOS  73

functions are  called  functives. A  scientific notion  is defined not by 

concepts but by  functions or propositions.  […]  it  is  this  idea of  the 

function which  enables  the  sciences  to  reflect  and  communicate. 

Science does not need philosophy for these tasks. On the contrary, 

when  an  object,  a  geometrical  space,  for  example,  is  scientifically 

constructed by  functions,  its philosophical  concept, which  is by no 

means  given  in  the  function, must  still  be  discovered.  Further,  a 

concept may  take  as  its  components  the  functives of any possible 

function without acquiring in that the least scientific value, and with 

the purpose of pointing out the difference in nature among concepts 

and functions (p.117). 

Under  these  conditions,  the  first  difference  between  science  and 

philosophy  is  their  respective  attitudes  towards  chaos.  Chaos  is 

defined not  so much  by  its  disorder  as  by  the  infinite  speed with 

which every  form  taking  shape  in  it vanish.  It  is a void  that  is not 

nothingness,  but  a  virtual,  containing  all  possible  particles  and 

drawing  out  all  possible  forms, which  spring up  only  to  disappear 

immediately,  without  consistency  or  reference,  without 

consequence. Chaos is an infinite speed of birth and disappearance. 

Now philosophy wants to know how to retain  infinite speeds while 

gaining consistency, by giving the virtual a consistency specific to it. 

The philosophical strainer, as plane of immanence that cuts through 

the  chaos,  selects  infinite movements of  thought and  is  filled with 

concepts  formed  like  consistent particles  going  as  fast as  thought. 

Science approaches chaos in a completely different, almost opposite 

way:  it  relinquishes  the  infinite,  infinite  speed,  in  order  to  gain 

reference  able  to  actualize  the  virtual.  By  retaining  the  infinite, 

philosophy proceeds with a plane of  immanence or  consistency  to 

the  virtual  through  concepts,  by  relinquishing  the  infinite,  science 

gives  a  reference  to  the  virtual,  which  actualizes  it  through 

functions.  Philosophy  proceeds  with  a  plane  of  immanence  or 

consistency, science with a plane of reference (p.118). 

The slowing down to which Deleuze refers does not imply a static 

nature of science, but to an effort to parameterize chaos, establish 

references  and  set  limits  to  it.  “The  first  functives  are  therefore 

the limit and the variable, and reference is a relationship between 

values of the variable or, more profoundly, the relationship of the 

variable, as abscissa of speeds with the limit” (p.118). 

A SEARCH FOR MEANING 74 

There  must  be  systems  of  coordinates  to  which  the  terms  of 

relationships refer; this  is then a second sense of  limit, an external 

framing  or  exoreference.  For  these  protolimits,  outside  all 

coordinates, initially generate speed abscissas on which axes will be 

set up  that can be coordinated.   A particle will have a position, an 

energy, a mass and a spin value but on condition that  it receives a 

physical  existence  or  actuality,  or  that  it  “touches  down”  in 

trajectories that can be grasped by systems of coordinates (p.119). 

When  imposing a  limit  to  the speeds “the virtual  forms of chaos 

tend to be actualized in accordance with an ordinate”. […] But the 

forms nonetheless constitute variables  independent of those that 

move  the  abscissa”  (p.121).  Hence,  it  is  not  about  confining 

science  to  a  linear  temporal  succession,  but  expressing  the 

different and “peculiarly serial, ramified time, in which the before 

always  designates  bifurcations  and  ruptures  to  come,  and  the 

after designates retroactive reconnections” (p.125). 

Consequently, when Deleuze specifies the three major differences 

between science and philosophy, he states the following:  

The  first difference between philosophy and  science  resides  in  the 

respective  presupposed  of  concept  and  function:  a  plane  of 

immanence or consistency  in  the  first case a plane of  reference on 

the second. The plane of reference  is one and multiple at the same 

time,  but  in  a  different  way  than  the  plane  of  immanence.  The 

second  difference  is  more  directly  related  to  the  concept  and 

function: the  inseparability of variations  is proper of unconditioned 

concept,  while  the  independence  of  variables,  is  a  conditional 

relation  pertaining  to  the  function.  In  one  case  there  is  a  set  of 

inseparable variations under a  “contingent  reason”  that builds  the 

concept  of  variations;  in  the  other  case,  a  set  of  independent 

variables under a “necessary reason” that constitutes the function of 

variables (p.126). 

Finally,  there  is a  third major difference, which no  longer concerns 

the repetitive presuppositions or the element as concept or function 

but  the  mode  of  enunciation.  To  be  sure,  there  is  as  much 

experimentation in the form of thought experiment in philosophy as 

there is in science, and, being close to chaos, the experience can be 

overwhelming in both. But there is also as much creation in science 

as  there  is  in philosophy or  the arts. There  is no  creation without 

CHAOS  75

experiment.  Whatever  the  difference  between  scientific  and 

philosophical  languages,  their  relationships with  so  called  natural 

languages, functives (including axes of coordinates) do not pre exist 

ready‐made any more than concepts do (p.128). 

In order to further illustrate the difference,  

A function can be enunciated without enunciating the concept, even 

though it may and should be; a function of space can be enunciated 

even  though  the concept of  this space  is not. A  function  in science 

determines  the  state of affairs, a  thing or body  that actualizes  the 

virtual in the plane of reference and the system of coordinates; the 

concept  in philosophy expresses an event  that provides  the virtual 

with  consistency  in  a plane of  immanence  and  in  an ordered way 

(p.135).  

Nonetheless,  despite  the  differences  in  approach,  they  share  a 

common objective, which is why: 

The  respective  fields  of  creation  is  then  found  struggled  for  by 

substantially  different  entities  in  both  cases,  but  nevertheless 

present  a  certain  analogy  in  their  tasks:  a  problem  in  science  or 

philosophy, is not about answering a question, but rather adapt and 

co  adapt  with  a  “superior”  taste  as  problematic  faculty,  the 

elements corresponding to the process of determination. […] [Which 

raises  the  question]  theoretically,  do  the  opposing  arguments 

impede  any  uniformization,  even  any  reduction  of  concepts  to 

functives or  the other way around  [functions  to elements]? And  if 

any  reduction  is  impossible,  how  to  conceive  a  set  of  positive 

relations among both? (p.135). 

It  is  necessary  therefore  to  discover  at  the  very  heart  of  the 

immanence  of  the  lived  by  the  subject,  that  subject’s  acts  on 

transcendence capable of constituting new functions of variables or 

conceptual references: in this sense the subject is no longer solipsist 

and empirical but transcendental. We have seen that Kant began to 

accomplish  this  task  by  showing  how  philosophical  concepts  are 

necessarily  related  to  a  lived  experience  through  a  priori 

propositions  or  judgment  as  functions  of  a  whole  of  possible 

experience.  But  it  is  Husserl  who  sees  it  through  to  the  end  by 

discovering,  in  non  numerical multiplicities  or  immanent  percepto 

affective  fissional  sets,  the  triple  root  of  acts  of  transcendence 

(thought) through which the subject constitutes first of all a sensory 

world filled with objects, then an intersubjective world occupied by 

A SEARCH FOR MEANING 76 

the other, and finally a common ideal world that will be occupied by 

scientific,  mathematical  and  logical  formations.  Numerous 

phenomenological or philosophical  concepts  (such as “being  in  the 

world”,  “flesh”,  “ideality”,  etc.)  are  the  expression  of  these  acts. 

They are not only life experiences that are immanent to the solipsist 

subject  but  references  to  the  transcendental  subject  to  life 

experience;  they  are  not  perceptive  affective  variables,  but major 

functions which  find  in  these variables  their  respective  trajectories 

of truth (p.143).  

Finally,  Deleuze  sheds  light  over  the  third  form  of  creative 

thinking,  on  the  subject  he writes  that  it  is  the  only  thing  that 

preserves,  and  within  that  preservation,  preserves  itself  in  the 

support of  its materials, whether  it  is for a short  installation or  in 

stone  for the duration of  it.  It  is  independent of the spectator or 

reader who experiences  it  a posteriori,  it  is  also  independent of 

the  creator,  by  “self  position  of what  is  created  that  preserves 

itself as a conjunction of sensations, that  is to say a composite of 

precepts and affects” (p.164). 

Percepts are no longer perceptions; they are independent of a state 

of  those who  experience  them.  Affects  are  no  longer  feelings  or 

affections; they go beyond the strength of those who undergo them. 

Sensations,  percepts  and  affects  are  beings whose  validity  lies  in 

themselves and exceeds any  life experience. They could be  said  to 

exist  in the absence of man because man, as he  is caught  in stone, 

on the canvas or by words,  is himself a compound of percepts and 

affects. The work of art  is a being of sensation and nothing else:  it 

exists in itself (p.165). 

The artist creates blocks of percepts and affects, but the only law of 

creation  is  that  the  compound  must  stand  up  on  its  own  […] 

Standing  up  alone  does  not mean  having  a  top  and  a  bottom  or 

being upright,  it  is only the act by which the compound of created 

sensations is preserved in itself (p.165). 

As  the  creative  process  of  thought  is  concerned, Deleuze  states 

the following: 

Creative  fabulation  has  nothing  to  do  with  a  memory,  however 

exaggerated,  or  with  a  fantasy.  In  fact  the  artist,  including  the 

novelist, goes beyond the perceptual states and affective transitions 

CHAOS  77

of  life  experience.  The  artist  is  a  seer,  a  becomer. How would  he 

recount what happened  to him, or what he  imagines, since he  is a 

shadow?  He  has  seen  something  in  life  that  is  too  great,  too 

unbearable  also,  and  the  mutual  embrace  of  life  with  what 

threatens  it,  so  that  the  corner of nature or neighborhoods of  the 

city that he sees, along with its characters accede to a vision through 

them  that  composes  the  percepts  of  that  life,  of  that  moment 

(p.172). 

[Further,  he  states  that]  composition,  composition  is  the  sole 

definition of art, Composition is aesthetic, and what is not composed 

is not a work of art. However technical composition, the work of the 

material  that  often  calls  on  science,  is  not  to  be  confused  with 

aesthetic  composition,  which  is  the  work  of  sensation.  Only  the 

latter  fully  deserves  the  name  composition,  and  a work  of  art  is 

never produced by or for the sake of technique (p.194). 

Keeping  in  mind  that  this  views  architecture  strictly  from  an 

artistic point of view, when Deleuze specifically writes about it, he 

states: 

Art  begins  not  with  the  flesh  but  with  the  house.  That  is  why 

architecture is the first of the arts. When Dubuffet tries to identify a 

certain condition of art brut, he turns to the house, and all his work 

stands between architecture, sculpture and painting. And not going 

beyond  form,  the  most  scientific  architecture  endlessly  produces 

and  joins planes and sections. That  is why  it can be defined by the 

“frame”, by an interlocking of differently oriented frames, which will 

be  imposed  on  the  other  arts,  from  painting  to  cinema.  The 

prehistory of the picture has been presented as passing through the 

fresco with the frame of the wall, stained glass within the frame of 

the window, and mosaic within the frame of the floor: “The frame is 

the umbilicus that attaches the picture to the monument of which it 

is the reduction”, like the gothic frame, with small columns, diagonal 

ribs, and openwork spire. By making architecture the first art of the 

frame, Bernard Cache  is able  to  list a certain number of enframing 

forms  that  do  not  determine  in  advance  any  concrete  content  or 

function  of  the  edifice:  the  wall  that  cuts  off,  the  window  that 

captures or selects (in direct contact with the territory), the ground 

floor that wards off or rarifies (“rarefying the earth’s relief so as to 

give a free path to human trajectories”), the roof that envelops the 

place’s  singularity  (“the  sloping  roof  puts  the  edifice  on  a  hill”). 

Interlocking  these  frames or  joining up all  the planes wall  section, 

A SEARCH FOR MEANING 78 

window  section,  floor  section,  slope  section  is a  composite  system 

rich  in points  and  counterpoints.  The  frames  and  their  joints hold 

the compounds of sensations, hold up figures, and intermingle with 

their upholding, with their own way of holding up. We have here the 

faces of a dice of sensation. Frames or sections are not coordinates, 

they  belong  to  compounds  of  sensations whose  faces,  interfaces, 

they constitute. But however extendable this system may be, it still 

needs  a  vast  plane  of  composition  that  carries  out  a  kind  of 

deframing  following vanishing  lines  that pass  through  the  territory 

only  in  order  to  open  it  to  the  universe  that  goes  from  house‐

territory  to  city‐cosmos,  and  that now dissolve  the  identity of  the 

place  through variation of  the earth, a  town having not so much a 

place as vectors  folding  the abstract  line of  relief. On  this plane of 

composition,  as  on  “an  abstract  vectorial  space”,  geometrical 

figures, cone, prism, dihedron, simple plane are  laid out which are 

nothing  more  than  cosmic  forces  capable  of  merging,  being 

transformed,  confronting  each  other  and  alternating world  before 

man, yet produced by man. The planes must now be taken apart in 

order  to  relate  them  to  their  intervals  rather  than  to one another 

and in order to create new affects (p.189). 

Art also deals with chaos, its particular way of dealing with it is in 

the  form  of  “a  composition  of  chaos  that  yields  the  vision  or 

sensation,  so  that  it  constitutes,  as  Joyce  says,  a  chaosmos,  a 

composed chaos, neither foreseen nor perceived” (p.206). 

To bring together the similitude and discrepancy among the three 

modes of thought, Deleuze writes as follows: 

The three thoughts intersect and intertwine but without synthesis or 

identification. With its concepts, philosophy brings forth events. Art 

erects monuments with  its  sensations. Science constructs  states of 

affairs  with  functions.  A  rich  net  of  correspondences  can  be 

established between the planes. But the network has its culminating 

points,  where  sensation  itself  becomes  sensation  of  concept  or 

function,  where  the  function  becomes  function  of  sensation  or 

concept. And none of these elements can appear without the other 

being  still  to  come,  still  indeterminate  or  unknown.  Each  created 

element on a plane  calls on other heterogeneous elements, which 

are still to be created on other planes: thought as heterogenesis. It is 

true  that  these  culminating  points  contain  two  extreme  dangers: 

either  leading  us  back  to  the  opinion  from  which  we  wanted  to 

CHAOS  79

escape or precipitating us into the chaos that we wanted to confront 

(p.201). 

Deleuze  concludes  the book by  stating  that  the  three planes, of 

immanence  for  philosophy,  of  composition  for  art  and  of 

reference  for  science,  are  irreducible,  and  have  analogous 

problems. But what is more relevant to Deleuze is the interference 

among planes that  join up  in the brain.  In order to deal with this 

interference  he  proposes  that  the  “interfering  discipline  must 

proceed with  its own methods”  (p.219) although he warns about 

interferences  that  cannot  be  localized  and  complex  or  mixed 

planes tricky to qualify. 

When  discussing  percepts  and  affects,  the  author  finds  it 

inescapable to bring Phenomenology and what Deleuze defines as 

“phenomenological  concepts”  (p.145),  from  such  definition,  and 

from  Deleuze’s  statement  “In  the  end,  does  not  every  great 

philosopher  lay out a new plane of  immanence,  introduce a new 

substance of being and draw up a new image of thought?” (p.54), 

the phenomenological plane of immanence can be inferred, which 

in the author’s opinion is essential to architecture. 

On  pertinence  to  the  subject,  Maurice  Merlau‐Ponty  (1962) 

describes the following: 

Phenomenology  is  the  study  of  essences;  and  according  to  it,  all 

problems amount to  finding definitions of essences: the essence of 

perception,  or  the  essence  of  consciousness,  for  example.  But 

phenomenology  is also a philosophy which puts essences back  into 

existence, and does not expect to arrive at an understanding of man 

and  the  world  from  any  starting  point  other  than  that  of  their 

‘facticity’. It is a transcendental philosophy which places in abeyance 

the  assertions  arising  out  of  the  natural  attitude,  the  better  to 

understand them; but  it  is also a philosophy for which the world  is 

always  ‘already  there’  before  reflection  begins—as  ’an  inalienable 

presence;  and  all  its  efforts  are  concentrated  upon  re‐achieving  a 

direct  and  primitive  contact  with  the  world,  and  endowing  that 

contact with a philosophical status. It is the search for a philosophy 

which shall be a  ‘rigorous  science’, but  it also offers an account of 

space, time and the world as we ‘live’ them. It tries to give a direct 

A SEARCH FOR MEANING 80 

description of our experience as  it  is, without  taking account of  its 

psychological origin and the causal explanations which the scientist, 

the historian or the sociologist may be able to provide (p.vii). 

The  transcendental  importance of phenomenology derives  in  the 

exploration  of  the  essence  of  man,  Merlau  points  out  to  the 

following” 

Science  has  not  and  never  will  have,  by  its  nature,  the  same 

significance qua  form of being as the world which we perceive,  for 

the simple reason that it is a rationale or explanation of that world. I 

am,  not  a  ‘living  creature’  nor  even  a  ‘man’,  nor  again  even  ‘a 

consciousness’ endowed with all  the characteristics which  zoology, 

social  anatomy  or  inductive  psychology  recognize  in  these  various 

products  of  the  natural  or  historical  process—I  am  the  absolute 

source, my existence does not stem from my antecedents, from my 

physical and social environment; instead it moves out towards them 

and sustains them, for I alone bring into being for myself (p.ix). 

On the subject, Christian Norberg‐Schulz introduces his article The 

Phenomenon of Place (1976) in the following manner: 

Our  everyday  life‐world  consists  of  concrete  “phenomena”.  It 

consists of people, of animals, of flowers, trees and forests, of stone, 

earth,  wood  and  water,  of  towns,  streets  and  houses,  doors, 

windows and  furniture. And  it consists of sun, moon, and  stars, of 

drifting  clouds, of night and day and  changing  seasons. But  it also 

comprises more intangible phenomena such as feelings. This is what 

is “given”, this is the “content” of our existence […] Everything else, 

such as atoms and molecules, numbers, and all kind of “data”, are 

abstractions or tools which are constructed to serve other purposes 

than  those of  everyday  life.  Today  it  is  common  to mistake  those 

tools for [tangible] reality (p.414). 

He  further  argues  that  what  constitutes  our  real  world  is 

interrelated  in  complex  and  sometimes  contradictory  ways  in 

comprehensive  phenomena  which  may  in  turn  serve  as 

environments  to  other  phenomena, where  place,  as  a  concrete 

term includes the taking place where it would be “meaningless to 

imagine any happening without reference to locality” (p.414), this 

constitutes  place  into  “an  integral  part  of  existence”  (p.141), 

which goes beyond an abstraction of place, it means: 

CHAOS  81

A  totality made  up  of  concrete  things  having material  substance, 

shape,  texture,  and  colour.  Together  these  things  determine  an 

“environmental character”, which is the essence of place. In general 

a  place  is  given  as  such  a  character  or  “atmosphere”.  A  place  is 

therefore  a  qualitative,  “total”  phenomenon,  which  we  cannot 

reduce to any of its properties, such as spatial relationships, without 

loosing its concrete nature out of sight (p.414). 

From  everyday  experience,  we  derive  that  actions  require 

particular environments to take place, and therefore the built (and 

un‐built)  environment  consists  of  a  multitude  of  “particular 

places”, Norberg  recognizes  that  current  theory of planning  and 

architecture does take this fact  in consideration, but notes that  it 

is so in a very abstract way, “Taking place is usually understood in 

a quantitative,  functional sense, with  implications such as spatial 

distribution and dimensioning” (p.415). 

He proposes  that  these “functions”  such as  sleeping, eating  take 

place  in different ways depending on  the cultural  traditions, and 

thus demand places with different properties  to determine  their 

particular identity. 

He further argues that: 

Being  qualitative  totalities  of  a  complex  nature,  places  cannot  be 

described by means of analytic, “scientific” concepts. As a matter of 

principle  science  “abstracts”  from  the  given  to  arrive  at  neutral 

“objective” knowledge. What  is  lost, however  is  the everyday  life‐

world, which ought  to  be  the  real  concern  of man  in  general  and 

planners and architects in particular (p.415). 

In  order  to  attend  the  void  left  by  the  objective  knowledge  of 

science, and considering that phenomenology was conceived as a 

“return to things” (p.415), Christian therefore puts forth the need 

for  a  “phenomenology  of  architecture”  (p.415)  in  order  to 

preserve the subjective content of the character of place. 

“Character”  as  explained by Norberg‐Schulz,  is  a  concept  that  is 

simultaneously  more  general  and  concrete  than  “space”,  it 

represents both a “general comprehensive atmosphere” and “the 

concrete form and substance of space defining elements” (p.419)  

A SEARCH FOR MEANING 82 

and even though it is denoted by adjectives, such as “protective”, 

“practical”  or  “festive”,  hence,  “any  real  presence  is  intimately 

linked with a character” (p.419), it is a “totality” so complex that a 

single  adjective  cannot  cover  more  than  one  aspect  of  this 

“totality”.  

Further  he  emphasizes  that  character  is  also  a  very  dynamic 

totality, since  it changes with  the  lighting conditions,  time of  the 

day,  season of  the  year,  and boundaries of  the  space which  are 

dynamic respect to the observer. 

Norberg‐Schulz  states  that  the  “environmental  totalities  which 

comprise  the  aspects  of  character  and  space”  (p.420), manifest 

themselves as the structure of place which is in turn designated by 

nouns, where nouns designate the places  in a system of relations 

such  as  “before”,  “over”,  “within”  to  name  a  few,  “prepositions 

[that] denote  topological  relations  […]  [of]  real  things  that exist” 

(p.420). 

Places  may  present  themselves  in  several  scales  designated 

“environmental  levels”  (p.421),  where  the  higher  scales  are 

denoted by  such  terms as “country” or “landscape”  that contain 

the  lower  levels which  perform  the  function  of  “gathering”  and 

“focusing”  in  a  way  that  “man  receives  the  environment  and 

makes it focus on buildings and things. The things thereby explain 

the  environment  and make  its  character manifest.  Thereby  the 

things themselves become meaningful” (p.421). 

Man made places are related to nature  in three basic ways. Firstly, 

man wants to make the natural structure more precise. That  is, he 

wants  to  visualize  his  understanding  of  nature  expressing  the 

existential foothold he has gained. To achieve this, he builds what he 

has  seen. Where  nature  suggests  a  delimited  space  he  builds  an 

enclosure;  where  nature  appears  centralized,  he  creates  a  Mal; 

where nature indicates a direction, he makes a path. Secondly, man 

has  to  symbolize  his  understanding  of  nature  (including  himself). 

Symbolization  implies  that an experienced meaning  is “translated” 

into another medium. A natural character  is for  instance translated 

into a building whose properties make that character manifest. The 

CHAOS  83

purpose of symbolization is to free the meaning from the immediate 

situation, whereby  it becomes a “cultural object”, which may  form 

part  of  a more  complex  situation,  or  be moved  to  another  place. 

Finally, man needs to gather the experienced meanings to create for 

himself  an  imago  mundi  or  micro  cosmos  which  concretizes  the 

world. Gathering evidently depends on symbolization, and implies a 

transposition of meanings to one place, which thereby becomes an 

existential “centre” (p.421). 

Norberg‐Schulz  presents  the  concept  of  “dwelling”  in  the 

existential  sense  as  the  act  of  living,  getting  used  to  and 

interiorizing  the  “place” by means of visualization,  symbolization 

and  gathering,  and  thus making  the  environment  and  human’s 

relation to it, a “unified whole”. Further, he adds: 

Architecture belongs to poetry, and its purpose is to help man dwell. 

But  architecture  is  a  difficult  art.  To  make  practical  towns  and 

buildings is not enough. Architecture comes into being when a “total 

environment  is made  visible”  to  quote  the  definition  of  Suzanne 

Langer.  In  general,  this means  to  concretize  the  Genius  Loci. We 

have seen that this  is done by means of buildings which gather the 

properties of the place and bring them close to man. The basic act of 

architecture  is therefore to understand the “vocation” of the place. 

In  this way we  protect  the  earth  and  become  ourselves  part  of  a 

comprehensive totality. What is here advocated is not some kind of 

“environmental determinism”. We only recognize the fact that man 

is an  integral part of  the environment, and  that  it can only  lead  to 

human  alienation  and  environmental disruption  if he  forgets  that. 

To  belong  to  a  place means  to  have  an  existential  foothold,  in  a 

concrete everyday sense (p.426). 

To compliment Norberg‐Schulz, Dennis Grebner (1988) states that 

phenomenology  considers  the  “endlessly  continuous  flow  of 

events”  (p.41)  as  experience,  while  it  is  interpreted  by  a 

“subjective  consciousness”  (p.41).  and  further  argues  to  the 

impossibility of being “analytically dissected, because it would lose 

its  very  nature”.  In  his  analysis  of  Gordon  Cullen’s  work,  he 

emphasizes  that  Cullen’s  approach  is  based  on  “first  hand 

environmental  experience”  (p.42)  instead  of  dealing  with 

theoretical  topics  (either  scientific  or  philosophical),  since  the 

A SEARCH FOR MEANING 84 

“concrete  human  experience  of  the  urban  environment  [is  his] 

ultimate source of understanding”. 

With  all  that  has  been  exposed  about  phenomenology  the 

pertinence  of  Deleuze’s  statement  “It  is  necessary  therefore  to 

discover  at  the  very heart of  immanence of  life experience  to  a 

subject,  that  the  subject’s  acts  of  transcendence  capable  of 

constituting new  functions of variables or  conceptual  references” 

(p.143) becomes evident. 

An approach to chaos 

Having  analyzed  Deleuze’s  presentation  of  the  three  creative 

modes of thought, its relevance to architecture and its conception 

as  an  integral  form  rather  than merely  artistic,  should  be made 

comprehensible.  Therefore,  the  contribution  of  the  force  of 

sensation, function of knowledge and form of concept, each with 

its  corresponding  plane  of  composition,  plane  of  reference  and 

plane of immanence must be discussed. 

Architecture  in  its  own  way  also  deals  with  chaos,  each  time 

architecture is conceived, the architect must submerge into chaos 

and  reemerge  with  a  proposition  that  brings  order  to  chaos, 

revealing a concrete response that emerges  from all the possible 

worlds  that  exist  in  the  Deleuzian  virtuality  of  chaos  to  Lynn’s 

“virtual  […] abstract scheme  that has  the possibility of becoming 

actualized”  (p.10)  in  the  context of  the  architectural problem  at 

hand, the chaos that must be morphologically conquered. 

The plane of  immanence  is a filter through chaos and serves as a 

filter  to  acquire  consistency without  loosing  thoughts  to  infinity 

and thus expresses an architectural consistency. 

Animation  is  the  key  to  freeze  the  infinite motion  of what  has 

been defined  in  the  following  terms Movement as  the  image  of 

thought and  its  substance,  its constant movements,  foldings and 

weavings need to be perpetuated in a freeze frame in order for it 

to become an architectural schema, which  far  from breaking  the 

AN APPROACH TO CHAOS  85

unity of the plane of architectural  immanence,  instead constitute 

its  “variable  curvature”.  The  plane  becomes  the  architectural 

expression while  the  concepts with  their  infinite  speeds become 

its  form;  they  are  localized  absolute  fragments  of  “inseparable 

variations” of a “contingent reason” having events as consistency 

and architectural topological distribution as its components. 

Science  supplies  a  reference  to  chaos  providing  the  light  of  a 

relative  horizon  in  a  plane  of  reference  setting  a  limit  to  chaos 

with  systems  that  will  coordinate  physical  existence  to  the 

architectural  form  and  by  slowing  down  that  infinite  speed will 

actualize the virtual through the establishment of functions where 

the functives represent the limits to architecture and the variables 

that  will  dictate  its  physical  structural  mechanic  elements, 

consequently  the  functions will be  the  relations of  the values of 

said  variables  and  the  references  of  the  external  framing  or 

exoreferences.  The  stratigraphic  nature  of  time  for  science will 

provide  rhythm and  repetition of  said elements. Thus  the virtual 

forms  of  chaos  can  be  actualized  according  to  an  ordinate, 

“independent variables” from a “necessary reason”. 

The plane of composition as an “infinite  field of  forces”  (Deleuze 

p.190)  gather  all  the  forces  from  the  environment  breaking  the 

boundaries of architecture and thus submerging it and affecting it 

with  the  forces  of  the  city,  of  the  people.  All  the  percepts  and 

affects  in  their  independent  form,  materialized  sensations  that 

stands up and exists  in  itself, thus preserving the sensations with 

Composition,  the  ultimate  definition  of  art,  to  which  technical 

composition must bow to. 

All  three  modes  of  thought  join  forces  that  generate 

morphogenesis,  bring  order  to  chaos,  each  with  is  particular 

approach,  their  planes  intersecting  and  where  the  intersection 

occurs  creating  constructive  and  destructive  interference  while 

the  materializing  process  takes  place  in  a  symbiotic/chaotic 

relation within the planes and components, each pulling the rope 

A SEARCH FOR MEANING 86 

in  its own direction, while on a higher dimension they pull  in the 

same direction, towards architecture and away from chaos. 

Certainly such approach would be unthinkable without the use of 

computers,  since  the  amount  of  variables  it  introduces  to  the 

architectural  creation  is  by  far  greater  than  what  traditional 

methods of design  can  cope with,  the use of parametric design, 

NURBS and topological modeling, and genetic algorithms to name 

a few is of paramount importance for such undertaking. 

Biomimetic approaches, both  in terms of  learning from nature as 

far  as  novel ways  of  learning  structures,  functioning  of  systems 

and interactions to name a few, and topological studies in order to 

derive  the morphology  of  architecture  are  essential,  as  are  the 

future developments  in (biological) genetics  in order to achieve a 

genetic  architecture  with  all  the  advantages  of  a  living 

environment that regenerates and heals itself.  

Regardless  of  which,  Karl  Chu’s  approach,  in  terms  of  the 

extensive  use  of  genetic  algorithms,  self  organizing  systems  and  

cellular automata, to name a  few,  is the one most suited  for this 

approach  to architectural design, since  it  is  the one most heavily 

relies  in  the  computational  power  and  vertically  integrated 

systems  that  trickle  up  data  from  one  sub  system  to  its 

corresponding  system  in  order  to  achieve  morphogenesis, 

nevertheless, the strength of this approach is also its shortcoming, 

since  it  leaves  no  space  for  the  architect  to,  as  Chu would  say, 

“impose  the  will  of  the  architect”  beyond  the  creation  of  the 

genetic code that will result in the emergence of architecture and 

the  determination  of  rules  for  genetic  mutation  through  the 

generations. 

As  far as pure morphogenesis, Chu’s approach  is  fairly adequate, 

but in light of a holistic approach to architecture, the shortcoming 

becomes  evident  in  aspects  that  pass  through  its  own  “will  to 

architecture” and go far beyond. In first instance, since it relies on 

information  from  its  own  genetic  code  to  generate  form,  all 

AN APPROACH TO CHAOS  87

information must consequently be introduced in that genetic code 

in the form of parameters and rules for the computer to generate 

form from them, and although other morphogenic approaches do 

allow  for exogenous  information,  they also do  so  in  the  form of 

parameters,  as  in  the  case  of  Dollen’s  botanical  algorithms,  or 

even formulas, as in the case of Lynn’s Morphodynamic approach. 

It  is  true  that many aspects of  the  technical  side of architecture 

can  be  reduced  to  formulas  or  parameters,  with  which,  a 

computer  can  definitely  outperform  any  human  as  far  as 

computing  parameters  and  representing  formulas,  nonetheless 

what this  induces to,  is to the creation of an architecture of only 

parameters,  only  what  can  be  computed  has  room  in  this 

architecture, and although Wolfram would probably argue about 

the  complexity  that  can  be  created with  simple  rules  in  all  his 

right,  as  would  Chu,  Dollens,  Lynn  in  favor  of  their  own 

approaches,  which,  it  must  be  noted,  are  all  a  colossal 

contribution to new directions in architecture as far as exploration 

of  the  potentials  of  what  Chu  defined  as  the  “architecture  of 

computation”.  It  must  also  be  noted,  such  purely  parametric 

approach discards precepts and affects, and therefore, in terms of 

art, boils down to simply a recipe for architecture, two eggs, flour, 

salt, etc. Further, in the words of Deleuze: 

[…] technical composition, the work of the material that often calls 

on science, is not to be confused with aesthetic composition, which 

is  the work  of  sensation. Only  the  latter  fully  deserves  the  name 

composition” (p.194). 

On second instance, a purely parametric approach also leaves the 

plane  of  immanence  out  of  the  picture,  since,  although  some 

philosophical concepts may be able to be parameterized, there are 

others,  in the author’s opinion the most  important ones, that, as 

has been discussed  in  this work, are  impossible  to parameterize, 

phenomenological  concepts  can’t  be  reduced  to  functions,  or  in 

other words: 

[…]  places  cannot  be  described  by means  of  analytic,  “scientific” 

concepts. As a matter of principle science “abstracts” from the given 

A SEARCH FOR MEANING 88 

to arrive at neutral “objective” knowledge. What is lost, however is 

the everyday life‐world (Norberg‐Schulz p.415). 

Having exposed all of  the above,  it  is pertinent  to point out  that 

ignoring, or not using to the full extent of their capabilities, all the 

technological  wonders  that  our  new  era  is  providing  us  with, 

would  be  as  myopic  as  a  post  Industrial  Revolution  architect 

ignoring steel or production in series, it cannot and should not be 

done. This raises a paramount question on how to integrate all of 

the above into a single coherent body. 

One possible answer to this question is brought about by GenJam, 

a software jazz musician that: 

learns  to  improvise  jazz.  It  may  well  be  the  only  evolutionary 

computation system that is a "working musician." […] In addition to 

playing  full‐chorus  improvised  solos, GenJam  listens  to what  I play 

on  trumpet  and  responds  interactively  when  we  trade  fours  or 

eights.  It  also  engages  in  collective  improvisation, where we  both 

solo  simultaneously  and  GenJam  performs  a  smart  echo  of  my 

improvisation,  delayed  by  anywhere  from  a  beat  to  a  measure. 

Finally,  it  listens to me as  I solo and play the "head" of a tune and 

breeds my measures with its ideas, which steers its solo on a tune in 

the direction of what I've just played on that tune (John A. Biles). 

Although  Biles’  computerized  musician  is  based  on  a  genetic 

algorithm, which we  have  already  seen  applied  to  architecture, 

what  is  outstanding  about  it  is  the  fact  that  the  system  is 

interacting with  the human player  in what  is basically a  two way 

conversation. 

The  application  of  a  genetic  algorithm  to  architecture  in 

technological  terms  is nothing new, what would be novel  about 

such approach, considering the interaction between the computer 

and the architect, would be the perspective  from which  it has to 

be  treated,  instead of providing  a  genetic  code  for  architecture, 

now  architect  and  computer  have  the  ability  to  interact.  In 

technological terms,  it would still be a genetic algorithm, but the 

architectural  perspective  of  it would  require  to  be  viewed  as  a 

process of education of the architecture, now the architect  is not 

AN APPROACH TO CHAOS  89

only the progenitor of architecture, but also the educator. Which 

must  not  be  viewed  as  a  unidirectional  relation,  since  the 

architect‐computer  relation  must  become  a  symbiotic  one, 

metaphorically speaking, the computer can sometimes be a horse 

ridden  by  the  architect,  and  at  others,  the  architect  acts  as  a 

seeing dog  for  the computer, a blind person,  the master servant 

relation  is  inverted  from one case  to  the other, nevertheless  the 

perspective is provided by the architect in both accounts.  

Conceptually,  once  the  parameters  and  rules  of  all  that  is 

parameterizable are introduced in the computer, and such genetic 

code begins  its development or growth,  the architect begins  the 

process  of  education  and  introduces  the  non  parameterizable 

concepts and sensations and in this way guides the developmental 

stages  of  architecture,  not  in  a master‐slave  relation,  but  in  a 

parental  way,  giving  the  dichotomy  of  nature‐nurture  an 

architectural  meaning,  a  true  dialog,  where  the  computer  can 

even say “no” and counter propose. For this purpose, a “Holding 

Environment” would have to be established, which as defined by 

Ronald Heifetz  (1994)  is where, conceptually a  therapist, parent, 

boss or even a friend holds the process of developmental learning, 

as example: 

For a Child,  the holding environment  serves as a  containing vessel 

for  developmental  steps,  problems,  crisis  and  stresses  of  growing 

up.  […]  The  Holding  Environment  can  generate  adaptive  work 

because  it  contains  and  regulates  the  stress  that work  generates 

(p.104).  

For  explanatory  purposes,  through  the  course  of  the  studios 

described  in  this book,  the word milieu  is used  to designate  the 

environment  in which  emergence  takes place, by  replacing  such 

word with the exposed “Holding Environment”, the atmosphere in 

which this educational process takes place can be enunciated. 

We are of course  reminded  that we are at  the very beginning of 

our new age, and there are lots of innovations still to come, which 

reminds  the  author  of  a  particular  illustration  used  by  Peter 

A SEARCH FOR MEANING 90 

Atherton,  professor  of  Architectural  history  at  the  University  of 

Utah, where,  if memory serves the author right, he compares the  

Renaissance  period  of  architecture  with  learning  chess,  where 

during the early stages, the architect would learn the basic moves 

of the  individual pieces, by  learning proportions and composition 

and  progress  through  the  stages,  to  finally  reach  the  high 

Renaissance and Baroque periods where the architect would then 

execute master moves,  this portrays  the  fact  that  there  is  still a 

long way to go, we should make the best of it.  

Nature  is  about  itineration, mutation,  feedback  through  fitness 

testing, so should be architecture, not  forgetting where  it comes 

from, it should strive to improve itself and learn from other fields 

of  knowledge  in  search  of  new ways  of  producing  architecture 

taking advantage of all that is presented by the Information Age as 

well  as  its  own wisdom  acquired  through millennia.  The  author 

does not dispute Karl Chu’s claim over a biomachinic mutation of 

the species as an expression of a biogenetic revolution, since  it  is 

obvious  that  people  have  a  distinct  predilection  for  “improving” 

themselves,  the  technology will obviously be  there  soon enough 

and  the market  supplies  that  which  people  demand,  however, 

regardless  of whether we  become  a  race  of  cybernetic  biologic 

organisms or not,  the  fact  is  that  the essence  is  still going  to be 

human,  the  “cultural  landscape  of  humanity” will  of  course  be 

affected  by  any  mutation  of  the  species,  but  will  remain  with 

humans, hence precepts and affects will still matter. 

The  opportunity  is  here,  and  the  challenge  is  to  advance 

architecture to a new age without  loosing  its ability to “transport 

the mind  to  a  higher  [state  of]  consciousness  that may  cause  a 

fundamental  transformation  of  being”  (Bermúdez,  Julio.  2008 

p.127), in which an “exceptional architectural experience suspends 

the habitual  interpretational  frameworks and  induce a  sensation 

of  wellbeing,  holistic  harmony  and  presence.”  (p.128)  where 

Bermúdez explains the displacement  from a dual experience to a 

non‐dual,  from a  third detached person  to a  first person relation 

AN APPROACH TO CHAOS  91

with  architecture,  in  other  words,  intimacy  with  Deleuze’s 

percepts  and  affects  as  components  of  preserved  sensations. 

Since, in the end, as Estévez (1997) stated, “our right to surround 

ourselves  of  myth  and  legend,  angels  and  phantoms  [must  be 

reaffirmed]!” (p.50). 

In the light of this, it is the firm belief of the author that the need 

for such comprehensive architecture is a must, as we walk into the 

realm of a digital and genetic  revolution, with a  future  so unlike 

what has been seen so far, so unpredictable, so full of chaos and 

opportunities beyond our wildest dreams.  

Technology  now  days  allows  for  the  management  of  such 

complexities, previously unthinkable  amounts of parameters  can 

be  systematically managed  by  a  computer,  this means  that  the 

architecture  will  require  a more methodological  approach  to  a 

computer, more knowledge  in terms of programming, data entry 

and management.    This will  result  in  a more  rigorous  but  free 

architecture. 

CONCLUSIONS 92 

 

CONCLUSIONS  

The approaches to architecture presented in the current work are 

all  morphogenically  oriented,  although  each  has  its  own 

perspective  on  how  morphogenesis  is  accomplished,  All  the 

architectural  planes  of  immanence  discussed  present  concepts 

structured  to  their  own  ends,  each  plane  of  architectural 

immanence  resonates  and  clearly  depicts  its  approach  to 

architecture and  is  logical and methodological  in the execution of 

each  consecutive  step  of  the  process,  its  concepts  are  coherent 

with  the  plane  to  which  they  belong,  it  can  be  said  that  each 

approach  is  self  contained  and  is  consistent  with  itself  as  an 

approach to morphogenesis. 

The  first  approach,  with  biomimicry  sets  as  an  axiom  the 

exploration  of  nature  and  natural  forms  as  well  as  natural 

processes,  not  to  merely  replicate  them  or  to  produce  an 

architecture  that  looks  like  the  source  of  inspiration,  but  to 

analytically  examine  the  form  or  process,  source  of  inspiration, 

and  from what  is  learned  in  the course of erudition, elaborate a 

formal  proposal  that  is  congruent  with  the  principles  that  are 

derived  from  the  thorough  study,  there  are  aspects  of  scale, 

function,  usability  of  space  and  materials  that  make  the  mere 

replication not only a mockery but also unrealistic. A great deal of 

the  thought  is  involved  in  the  adaptation  and  resolution  of  the 

above mentioned aspects in order to achieve a usable or habitable 

architectural  form.  Even  so,  since  nature  has  evolved  through 

millennia of constant adaptation and mutation in order to achieve 

its present state, it can be inferred that what has been achieved by 

nature is there because it stood to the test of time. This does not 

imply  a  conclusion  of  any  process,  on  the  contrary  it must  be 

recognized  as  a  work  in  progress  and  since  the  environment 

changes  through  the  ages,  so must  the  forms  and  processes  of 

nature adapt to said changes. 

CONCLUSIONS  93

The Floral Obsession approach searches for topological, as well as 

structural  and  morphological  inspiration  in  natural  forms, 

specifically  those  of  any  variety  of  flowers,  from  where  the 

systems  are  deduced  and  reinterpreted  in  order  to  generate 

architectural  form,  learning simple, yet efficient ways of devising 

new  structures,  concepts  regarding  the use of materials  in ways 

contrary  to  the main  trend, wasteful and  inconsistent  since  they 

are cheap, while nature reminds us that in nature nothing is cheap 

and the level of optimization it achieves is awe‐inspiring. 

Topologically analyzing  the  flower also brings new  insights as  far 

as  spatial  relations  in  regards  to  interactions, evolution of  from, 

and  dynamics  of  space.  The  integration  of  all  the  interactions 

mentioned above also  induces a  character of  space  that may be 

suitable to be adapted to the final architectural form. 

Karl Chu’s Genetic architecture approach detaches  the biological 

implications of genetics and introduces an algorithmic implication, 

where  the  genetic  code  is  represented  by  concrete  sets  of 

instructions that result in the emergence of form. 

Rules  are established  at different  levels,  as well  as  the  relations 

and effects  that each  level will produce on  the next one,  true  to 

the  concept of genetic  information,  from where an autonomous 

entity  is  created,  much  like  in  a  cellular  automata,  the 

predictability of results is not definite, since it is the interaction of 

rules that determines the final architectural form. 

What is common to all the approaches seen before is the insertion 

of multidisciplinary thinking, they each borrow concepts and adapt 

them  to  their  plane  of  architectural  immanence,  the  concepts 

inherit some of the meaning from where they are borrowed from, 

but also acquire additional components of meaning relative to the 

plane  in which  they  inhabit  now,  in  so  doing,  they  enrich  their 

planes through analogy of concepts and functions. 

Philosophy  through  the  interaction  of  concepts  in  the  plane  of 

immanence,  Science  through  the  interaction  of  functions  in  a 

CONCLUSIONS 94 

plane  of  consistency  and  the  arts  through  sensations  as  the 

expression of human desires and the phenomenology of being can 

further  interact  in  ways  to  morphologically  produce  new  and 

exiting  architectures  that  encompass  the  balance  of  scientific 

knowledge  learning  from  nature,  art  as  the  expression  of  the 

human  soul,  its most  deeply  rooted  fears  and  dreams  and  the 

cultural baggage that humans carry along, each with its own plane, 

which  in turn  interact with the architectural plane of  immanence 

as  a  common  ground  that bring  them  together  in  a harmonious 

manner into a single consistent morphogenesis. 

Since architecture is neither philosophy nor science, and although 

there is general agreement that it belongs to art, agreement which 

the author  shares,  it  is a very particular kind of art  that  through 

the ages has compromised with science in the form of technology 

and  has  recurrently  resourced  to  philosophy  in  order  to  bring 

order to chaos, it is therefore in a particularly interesting position 

that  allows  architecture  to  compromise with  all  three  and  even 

bring them together  in a gestaltic tripartite Ying Yang, where the 

whole  is more  than  the  sum  of  its  parts  and  the  parts,  though 

opposed, compliment each other and continuously redefine each 

other, not exogenically affecting science, philosophy and art, since 

it is not its purpose, but in creating a multidisciplinary architecture 

that borrows what  it needs and  in return may suggest new paths 

for science, philosophy and art. 

The conjunction of forces provides architecture the what, how and 

why  beyond  the  dictates  of  programmatic  issues.  It  should  be 

emphasized that what is expressed in this book is not, and should 

not constitute itself as a recipe for architecture, but rather a mode 

of thinking in architecture. 

The  interaction would create an architecture of balance, but not 

static balance as  it  is traditionally understood, rather of dynamic, 

complementing balance. 

CONCLUSIONS  95

This  interaction  of  philosophy,  science  and  art  will  result  in 

Immanence Conceptualized Architectures. 

 

 

 

When God said to Adam: “You shall be a fugitive and a wanderer on 

the  Earth  (Genesis  4,12)”  he  put man  in  front  of  his most  basic 

problem: to cross the threshold and regain the lost place (p.426). 

Christian Norberg‐Schulz.

CONCLUSIONS 96 

 

As an afterthought, the author would  like to quote Deleuze once 

more: 

The plane of philosophy is prephilosophical insofar as we consider it 

in  itself  independently of  the concepts  that come  to occupy  it, but 

nonphilosophy is found where the plane confronts chaos. Philosophy 

needs a nonphilosophical comprehension  just as much as art needs 

nonart and science needs nonscience (p.219). 

The  logical  deduction  out  of  this  statement  would  be  that  the 

architectural plane also needs a nonarchitecture, which would be 

an  ironically  fortunate  circumstance,  since  we  already  have 

enough of that. 

BIBLIOGRAPHY  97

BIBLIOGRAPHY 

 

Aizenberg, Joanna. Weaver, James C. Thanawala, Monica S. 

Sundar Vikram C. Morse, Daniel E. Fratzl, Peter. (2005) Skeleton 

of Euplectella sp.: Structural Hierarchy from the Nanoscale to the 

Macroscale. Science, 309, p. 275‐278. 

Barberoglou, Marios. Tzanetakis, Panagiotis. Fotakis, Costas. 

Stratakis, Emmanuel. Spanakis, Emmanuel. Zorba, Vassilia. 

Rhizopoulou, Sophia. Anastasiadis, Spiros. (2009) 

Nanotechnology‐Laser structuring of water‐repellent biomimetic 

surface. SPIE Newsroom. DOI: 10.1117/2.1200901.1441 

Barker‐Plummer, David. "Turing Machines", The Stanford 

Encyclopedia of Philosophy (Spring 2009 Edition), Edward N. Zalta 

(ed.), URL plato.stanford.edu/archives/spr2009/entries/turing‐

machine/>. 

Benius, Janine. (2005) Biomimicry: Innovation inspired by Nature. 

Monterrey CA: webcast on www.ted.com 

Bermúdez, Julio. (2008) Fenomenologías arquitectónicas 

extraordinarias: experiencias no‐dualistas y la reducción de 

Husserl. Revista Polis, N10 p.126‐133 Santa Fe – Argentina. 

Biles, John A. http://www.ist.rit.edu/~jab/GenJam94/Paper.html 

Burry, Mark. (2004) Virtually Gaudí (p. 23‐33) In. Leach, Neil. 

Turnbull, David. Williams, Chris. (2004) Digital Tectonics. West 

Sussex: John Wiley & Sons Ltd. 

Burry, Mark. (2005) Between intuition and process: Parametric 

design and rapid prototyping. (p. 147‐162). In. Kolarevic, Branko. 

(Ed.) (2005) Architecture in the Digital Age‐Design and 

Manufacturing. Oxon: Taylor & Francis. 

Carroll, Sean B. (2006) Endless Forms Most Beautiful. London: 

Phoenix. 

BIBLIOGRAPHY 98 

Chu, Karl S. (2004) Genetic Space. Newsline ISSUE 03.04 

Chu, Karl S. (2005) Metaphysics of genetic architecture and 

computation (p. 158‐181) in. Estévez, Alberto T. (Ed.) Genetic 

Architectures II. Barcelona: ESARQ./ SITES Books 

Chu, Karl S. (2006) Metaphysics of Genetic Architecture and 

Computation. Architectural Design, 76, p: 38‐45. 

Currey, John D. (2005) Hierarchies in Biomineral Structures. 

Science, 309, p.253‐254. 

Deleuze, Gilles & Guattari, Félix. (1993) ¿Qué es la Filosofía? 

(Qu’est‐ce que la philosophie? o.p.1991). Barcelona: Anagrama 

Dollens, Dennis. (2006) Digital‐Biomimetic Architecture. (p. 145‐

155) In. Cirlot, Lourdes. (Ed.) Buxó, Ma Jesús. Casanovas, Anna. 

Estévez, Alberto T. (2007) Arte, Arquitectura y Sociedad_Digital. 

Barcelona: Universitat de Barcelona (Publicacions i Edicions) 

Estévez, Alberto T. (2006a) Arquitecturas Genéticas (p. 123‐132), 

(2006b) Genetic Barcelona Project (p. 79‐82),  (2006c) Arquitectura 

Biomórfica (p. 137‐184), (1997) De Gaudí a Calatrava: Sobre el 

bando perdedor (entre dos fines de siglo) (p.33‐51) In. Estévez, 

Alberto T.(2009) Al margen‐ Escritos de Arquitectura. Madrid: 

Abada Editores S.L. 

Grebner, Dennis. Bermudez, Julio. Gordon Cullen’s visual 

language of the city. The city of the 21st century. Conference, 

Arizona State University, Tempe, in Spring 1988 

Gustafsson M. H. G. (1995) Petal venation in Asterales and related 

orders. Botanical Journal of the Linnean Society 118: 1‐18 

Heidegger, Martin. (2000) Introduction to Metaphysics 

(Einführung in die Metaphysik. o.p.1953). New Haven: Yale 

University Press 

Heifetz, Ronald A. (1994) Leadership without easy answers. 

Cambridge: Harvard University Press 

BIBLIOGRAPHY  99

Kolarevic, Branko. (2005a) Digital Production. (p. 30‐54), (2005b) 

Introduction. (p. 1‐10), (2005c) Digital Morphogenesis. (p. 12‐28). 

In. Kolarevic, Branko. (Ed.) (2005) Architecture in the Digital Age‐

Design and Manufacturing. Oxon: Taylor & Francis. 

Lynn, Greg. (1999) Animate Form. New York: Princeton 

Architectural Press. 

Merlau‐Ponty, Maurice. (1962) Phenomenology of perception 

(Phénomènologie de la perception). London: Routledge. 

Merriam Webster Dictionary. http://www.merriam‐webster.com/ 

Norberg‐Schulz, Christian. (1976) The phenomenon of Place. (p. 

412‐428) In. Nesbitt, Kate (Ed.) (1996) Theorizing a new Agenda 

for Architecture. New York: Princeton Architectural Press. 

Plant Structures Lab. 

http://www.pssc.ttu.edu/techhort/structur/structur.htm 

Polthier, Konrad. (2003) Imaging maths − Inside the Klein bottle. 

http://plus.maths.org/issue26/features/mathart/2pdf/index.html/

op.pdf 

The Ollla dictionary. http://www.ollla.com 

Thompson, D’Arcy Wentworth. (1992) On Growth and Form: The 

Complete Revised Edition (o.p.1961). New York: Dover. 

Weaver, James C. Aizenberg, Joanna. Fantner, Georg E. Kisalius, 

David. Woesz, Alexander. Allen, Peter. Fields, Kirk. Porter, 

Michael J. Zok, W. Hasma, Paul K. Fratzl, Peter. Morse, Daniel E. 

(2007) Hierarchical assembly of the siliceous skeletal lattice of the 

hexactinellid sponge Euplectella aspergillum. Science Direct, 

Journal of Structural Biology 158, p. 93‐106. 

Weisstein, Eric W. "Topology." From MathWorld‐‐A Wolfram Web 

Resource. http://mathworld.wolfram.com/Topology.html 

Wolfram, Stephen. (2002) A new kind of science. Champaign IL: 

Wolfram Media, Inc. 

APENDIX I 100 

APENDIX I9 

                                                       

i  caryatid  (Καρυάτις),  in  classical  architecture,  draped  female  figure  used 

instead of a column as a support. (Encyclopædia Britanica) 

ii  topology.  Etymology:  International  Scientific  Vocabulary.  Date:  1850.  1  : 

topographic study of a particular place; specifically  : the history of a region as 

indicated by its topography. […](Merriam‐Webster Dictionary) 

iii phylum. Etymology: New Latin, from Greek phylon tribe, race — more at phyl‐ 

Date:  1876.  1  a  :  a  direct  line  of  descent  within  a  group  b  :  a  group  that 

constitutes  or  has  the  unity  of  a  phylum;  specifically  :  a  primary  category  in 

biological taxonomy especially of animals that ranks above the class and below 

the  kingdom —  compare  division  10.  2  :  a  group  of  languages  related more 

remotely than those of a family or stock (Merriam‐Webster Dictionary) 

iv  trabecula. 1  : a  small bar,  rod, bundle of  fibers, or  septal membrane  in  the 

framework  of  a  bodily  organ  or  part  (as  the  spleen).  2  :  one  of  a  pair  of 

longitudinally directed more or less curved cartilaginous rods in the developing 

skull of a vertebrate that develop under the anterior part of the brain on each 

side of the pituitary gland and subsequently fuse with each other and with the 

parachordal cartilages to form the base of the cartilaginous cranium. 3 : any of 

the  intersecting osseous bars occurring  in cancellous bone.  (Merriam‐Webster 

Dictionary) 

v apatite. : any of a group of calcium phosphate minerals occurring variously as 

hexagonal  crystals, as granular masses, or  in  fine‐grained masses as  the  chief 

constituent  of  bones  and  teeth  and  of  phosphate  rock  ;  especially  :  calcium 

phosphate fluoride Ca5F(PO4)3 (Merriam‐Webster Dictionary) 

vi homeostasis. Etymology: New  Latin. Date: 1926: a  relatively  stable  state of 

equilibrium  or  a  tendency  toward  such  a  state  between  the  different  but 

interdependent elements or groups of elements of an organism, population, or 

group. (Merriam‐Webster Dictionary) 

vii adnation Floral organs are often united or  fused: connation  is  the  fusion of 

similar organs. (Encyclopædia Britanica) 

                                                       

9  Although  unusual  in  this  type  of  publication,  since  its  contents  are  cross 

disciplinary,  the  insertion  of  this  section  is  deemed  to  be  helpful  to  clarify 

certain definitions that may not be so obvious in a multidisciplinary setting. 

APENDIX I  101

                                                                                                                          

viii connation Floral organs are often united or fused: connation is the fusion of 

similar organs. (Encyclopædia Britanica) 

ix milieu.  Etymology:  French,  from  Old  French, midst,  from mi middle  (from 

Latin medius) +  lieu place,  from Latin  locus — more at mid, stall. Date: 1854. 

(Merriam‐Webster Dictionary) 

x pistil.  Etymology: New  Latin pistillum,  from  Latin, pestle — more  at pestle. 

Date:  circa  1741.  :  a  single  carpel  or  group  of  fused  carpels  usually 

differentiated into an ovary, style, and stigma. (Merriam‐Webster Dictionary) 

xi  calyx.  Etymology:  Latin  calyc‐,  calyx,  from  Greek  kalyx — more  at  chalice. 

Date: 1693. 1 : the usually green outer whorl of a flower consisting of sepals. 2 : 

a  cuplike  animal  structure  (as  the body wall of  a  crinoid).  (Merriam‐Webster 

Dictionary) 

xii exogenous. Etymology: French exogène exogenous, from exo‐ + ‐gène (from 

Greek ‐genēs born) — more at –gen. Date: 1830. 1 : produced by growth from 

superficial tissue <exogenous roots produced by leaves>. 2 a : caused by factors 

(as  food or a  traumatic  factor) or an agent  (as a disease‐producing organism) 

from outside the organism or system <exogenous obesity> <exogenous psychic 

depression> <exogenous market fluctuations> b : introduced from or produced 

outside  the  organism  or  system;  specifically  :  not  synthesized  within  the 

organism or system. (Merriam‐Webster Dictionary) 

xiii monad.  Etymology:  Late  Latin monad‐, monas,  from  Greek,  from monos. 

Date: 1615. 1 a  : unit, one b  : atom 1 c  : an elementary  individual  substance 

which  reflects  the order of  the world and  from which material properties are 

derived. 2 : a flagellated protozoan (as of the genus Monas). (Merriam‐Webster 

Dictionary)