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creating geometry together with swarms | เภՇєɭɭเﻮєภςєˢ 📖

drawing 2D shapes with basic swarm/boid brush behaviour This simple swarm logic driven drawing tool uses the p5.js canvas and …

drawing 2D shapes with basic swarm/boid brush behaviour

This simple swarm logic driven drawing tool uses the p5.js canvas and the warm boid movement to draw pseudo 3D shapes with plain ellipses. The variation of individual boid mouse follow behaviour and velocity smoothing is used in this case to invoke shape like drawing.

swarm behaviour/ boid driven drawing tool in p5js

DEMO & CODE: https://editor.p5js.org/brucexxxbanner/sketches/RyPIkq5Pb

image to 3D geometry workflow

With Hunyuan3D 2.1 we have an pretty capable Open Source Model to generate geometries from plain flat 2 graphics. In ComfyUI we can use this model even with a pretty low VRAM requirement of 8-12GB. The model works best, when the drawings have distinct visible and plausibe shapes.

hunyuan 2.1 img 2 3D | ComfyUI workflow

DOWLOAD COMFYIU WORKFLOW : 3d_hunyuan3d-v2.1

mouse guided swarm drawing
generated 3D geometry from 2D swarm drawing

variations with different agentic brush logic

generated 3D geometry from 2D swarm drawing

hand drawing with simple agent

DEMO & CODE: https://editor.p5js.org/brucexxxbanner/sketches/g4gmYt4eI

generated 3D geometry from 2D agentic drawing

mouse guided swarm drawing with voronoi insert

DEMO & CODE: https://editor.p5js.org/brucexxxbanner/sketches/f0nZEDjGe

generated 3D geometry from 2D swarm drawing


📖 THEORIE


Die prozessorientierte Biomimikry begreift die Natur nicht als Formenkatalog, sondern als ein unerschöpfliches Reservoir an Strategien, Prinzipien und Algorithmen. Es geht weniger darum, die Schale eines Käfers zu kopieren, als vielmehr zu verstehen, nach welchen Regeln sie gewachsen ist und wie sie ihre spezifischen Eigenschaften ausbildet. Dieser Ansatz findet seine direkte Entsprechung im agentenbasierten Entwurfsverfahren, einem Paradigma, bei dem die Form nicht von einem Designer direkt entworfen, sondern aus dem Zusammenspiel vieler einfacher, autonomer Einheiten – der Agenten – generiert wird. Ein Schwarm von Boids, der simplen Regeln wie Separation, Alignment und Cohesion folgt, ist ein perfektes Beispiel für ein solches System. Die daraus emergierenden, komplexen Muster sind nicht linear vorhersehbar, sondern entstehen bottom-up aus lokalen Wechselwirkungen. Sie übersetzen damit einen prozessualen, biologischen Algorithmus in ein digitales Entwurfswerkzeug.

Die Pionierarbeit von Michael Hensel und Achim Menges mit ihren Konzepten der "Morpho-Ecologies" und des "Differentiellen Wachstums" hat diesen Weg maßgeblich vorgezeichnet. In ihrer Forschung geht es darum, architektonische Systeme nicht als statische Objekte, sondern als adaptive, wachsende Gefüge zu begreifen, die auf ihre Umwelt reagieren. Differentielles Wachstum beschreibt genau jenen Prozess, bei dem sich Material nicht gleichmäßig, sondern ortsabhängig und bedarfsgesteuert anhäuft – so wie ein Baum an Stellen mit höherer Spannung mehr Holz anlagert. Ein agentenbasiertes System kann solch einen Wachstumsprozess simulieren. Jeder Agent kann als eine Zelle oder ein Wachstumsvektor verstanden werden, der entlang von Spannungspfaden wandert, sich in Bereichen hoher Dichte ansammelt und in anderen zurückzieht. Das Ergebnis sind keine standardisierten Bauteile, sondern hochgradig differenzierte, performative Strukturen, deren Form direkt von den einwirkenden Kräften und Umgebungsbedingungen abgeleitet ist.

Die Praxis von Kokkugia unter Rob Stuart-Smith trieb diese Logik weiter in den Bereich der Schwarmintelligenz. Hier wurden Agentenschwärme explizit zur Generierung und Optimierung von komplexen Gitter- und Netzstrukturen eingesetzt. Die Agenten agieren wie intelligente Partikel, die entlang der Hauptspannungspfade einer Struktur fließen und so ein organisches, sich verzweigendes Aderwerk erzeugen. Diese von Schwärmen generierten Formen sind von einer inherenten Logik geprägt: Sie sind nicht arbiträr, sondern materialisieren die Kräfteflüsse in einem System. Dies führt zu Strukturen, die eine hohe strukturelle Effizienz bei minimalem Materialeinsatz anstreben – ein Prinzip, das in der Natur allgegenwärtig ist, man denke nur an die innere Struktur von Knochen oder Schwämmen.

Das Potenzial dieser Herangehensweise liegt genau in dieser Verbindung von Generativität und Performativität. Warum also mit Agenten und Schwarmlogik arbeiten? Weil sie einen radikal anderen Entwurfsraum erschließen, der jenseits des menschlichen Vorstellungsvermögens und der Grenzen traditioneller CAD-Software liegt. Der Designer gibt nicht eine Form vor, sondern definiert ein Regelwerk und die Umweltbedingungen, innerhalb derer sich die Form selbst organisiert. Dies führt zu einer neuen Art von Ästhetik, die man als "Systemästhetik" bezeichnen könnte: Formen, die fließend, verzweigt, gradientenreich und von einer organischen Komplexität sind. Sie sehen nicht einfach nur natürlich aus, sie sind auf fundamentaler Ebene natürlich entstanden, weil sie auf den gleichen Prinzipien der Selbstorganisation beruhen.

Für eine nachhaltige und zukunftsfähige Architektur eröffnet dies transformative Perspektiven. Die agentenbasierte Formfindung zielt intrinsisch auf Materialökonomie und strukturelle Optimierung ab. Eine Struktur, die nur dort Material besitzt, wo es statisch erforderlich ist, reduziert den Ressourcenverbrauch erheblich. Darüber hinaus ermöglicht diese Methodik die Entwicklung von Bauweisen, die sich an lokale und spezifische Gegebenheiten anpassen lassen. Man stelle sich vor, ein Schwarmalgorithmus könnte auf der Grundlage von Sonnenstand, Windlasten und räumlichen Anforderungen ein individuelles Tragwerk für einen bestimmten Ort generieren. Der Horizont geht sogar über die reine Formfindung hinaus in die robotische Fabrikation, wo Schwarmlogiken die Pfade von Robotern steuern könnten, die diese komplexen Formen direkt vor Ort fertigen. Der generative Prozess würde nahtlos in den synthetischen, den Herstellungsprozess, übergehen. Der ultimative Horizont ist somit eine zirkuläre und responsive Architektur, die nicht nur effizient und materialsparend ist, sondern sich als ein lebendiges System in einem dynamischen Austausch mit ihrer Umwelt begreift – eine echte Morpho-Ecology, die aus dem digitalen Schwarm in die gebaute Realität erwächst.