Biocenosis, Orillas Nuevas 2024

BIOCENOSIS

Descripción tecnica detallada de la obra física y del proyecto de VR 

Biocenosis representa la ciudad contemporánea global, está inspirada de fragmentos y vocabularios del urbanismo y de los grandes arquitectos modernos y contemporáneos. No hay ni copias, ni réplicas de edificios, sin embargo, nos interesó trabajar con códigos o guiños que podrían hacer pensar en varios gestos de arquitectos del siglo XX y XXI. Así es que posiblemente se podrían notar  influencias de arquitectos como Le Corbusier, Mies Van der Rohe, Jean Nouvel, Zaha Hadid, Alexandre Chan, Mário Vila Verde, Rafael Viñoly o Kenzō Tange para nombrar solo algunos. 

Por otro lado, a medida que desarrollamos la obra en nuestro taller y que visitas la descubrían en momentos diversos, notamos que la obra les generaba conexiones directas con el cine y la ciencia ficción. En la mayoría de los casos, esto provocaba referencias claras a películas como "Blade Runner" de Ridley Scott, "Alphaville" de Godard, "Gotham City" de "Batman" de Tim Burton, o "Metropolis" de Fritz Lang. Es algo que nos sorprendió ya que la ciudad en sí no tiene elementos tan futuristas como para ser catalogada de ciencia ficción, sino que fue más bien basada en una ciudad actual, contemporánea. También, nos dimos cuenta que cada uno interpretaba la cuidad según su bagage personal y se refería a ciudades existentes como New York, Sao Paolo o Dubai, que forman parte de inconsciente colectivo. Probablemente esto sea muy diferente si la obra se expone en Tokyo, Bangkok o Sydney y las referencias sean mucho mas relacionadas con miradas desde perspectivas arquitectónicas contempoarneas. asiáticas o orientales.

Detalle de la obra y su interactividad

La ciudad está compuesta de 430 edificios repartidos entre un ”Downtown" y un "Midtown". El 95% está realizado con 6 tamaños de base y 7 tipologías de fachadas. A partir de ahí varían las alturas y los colores tanto de las fachadas como de las ventanas. Estas combinaciones sencillas generan amplias variaciones que crean la sensación perfectamente realista de una ciudad contemporánea algo ecléctica. Sobre los techos de los edificios se instalaron antenas, tanques de agua, aires acondicionados y unidades técnicas, la mayoría hechas con desechos de partículas electrónicas recicladas. A eso se suma la zona industrial compuesta de grúas y de una refinería y algunos elementos del puerto cerca del puente y de la estación central de trenes. Además hay 10 edificios que llamamos "especiales" que serían los más emblemáticos, como sería el caso del centro de convenciones, la iglesia o las estaciones de tren. Al ser una visión nocturna la iluminación de los edificios se logra con tiras de leds cálidos y fríos dimerizados, lo que permite acentuar y combinar la diversidad estética de la ciudad.    

Las ventanas de los edificios están  parcialmente tapadas, en un 45  a  50 %, sugiriendo que el momento que estamos vislumbrando ocurre más o menos a fin de tarde en invierno donde aun las oficinas están activas y ya gente se encuentran en sus casas con luces prendidas. Esta decisión estética fue el resultado de un estudio realizado a lo largo de los años en diversas ciudades y momentos del año. 

Biocenosis se propone como una ciudad sensible frente al desastre ambiental, que lo resiste pero no sobreponiéndose con una tecnología que pretende ser invulnerable sino exhibiendo su propia vulnerabilidad, y desde allí busca llegar a la sensibilidad del público que es testigo, y acaso también partícipe, del desastre. 

La obra busca lograr que el público pueda empatizar con la ciudad abatida por el clima y descubrir que ella también es sensible a su presencia, a veces de forma dramática otras de modo mucho más sutil. La ciudad se expresa mediante las luces trémulas de sus edificios, su rumor cotidiano fue silenciado por el clima que ahora domina el paisaje sonoro y por la reclusión de sus habitantes. 

La inestabilidad de las luces (similar a las bajas de tensión que preceden a los apagones) refleja los acontecimientos climáticos que se ciernen sobre la ciudad: el agua que cubre las calles y ahoga lentamente sus cables subterráneos y las descargas eléctricas de la tormenta que cubre los edificios. 

La presencia del público interviene en esta pugna de forma no siempre predecible, como cuando se observa una criatura detrás de un vidrio en un acuario. A veces la proximidad de la gente genera un oscurecimiento de una zona muy activa de la ciudad, y otras regeneración de energía en una zona exhausta. Planteada como una obra abierta, Biocenosis no tiene un desarrollo argumental que culmine en catástrofe o salvación.

Partiendo de este planteo, la implementación de la obra está concebida como la interacción de tres sistemas: ciudad - clima - público. 

El clima se manifiesta a través de la traza de un desastre pasado, la suba del nivel del agua que cubre hasta el primer piso de todos los edificios, y de otro inminente dado por la tormenta constante que se oye a través de una octofonía en la parte superior de la estructura y los relámpagos que se traslucen desde el cielorraso de la maqueta. 

El público es sensado a través de un array de sensores infrarrojos colocados en el perímetro de la estructura. De forma estadística el software construye un mapa de presencia público que tiene en cuenta también la historia de presencias pasadas y en base a eso influye en los estados (de ánimo) del sistema ciudad y sus diferentes zonas.

El sistema ciudad a su vez está dividido en dos subsistemas, uno sensible formado por la parte habitada de la ciudad (sus edificios) y otro automático formado por los remanentes de la actividad sin intervención humana. 

El sistema sensible está implementado en hardware a través del control con dimerizado independiente de las luces individuales de cada edificio, y por software como una red de mapas excitables acoplados a través de una red de conexionado compleja que emula la red de distribución eléctrica de la ciudad pero también tiene rasgos de una red metabólica de una célula viva. Si un edificio ‘sensa’ que los edificios vecinos bajaron el consumo comienza a subir en intensidad lumínica, aprovechando el remanente de energía. Cuando detecta que sus vecinos están igual o más activos que él, modera su intensidad para evitar un apagón por exceso de consumo, pero con un cierto retardo, emulando una respuesta consciente al desastre ambiental, pero no automática. Esto mantiene a la ciudad en un estado oscilante semi-estable. Pero a veces la respuesta no es lo suficientemente rápida o hay una intervención externa y se produce un pico de consumo que lleva a un apagón en cadena de edificios conectados. Luego del bajón de a poco se restablece el servicio. 

Por otra parte, el sistema sensible de la ciudad es afectado por los sistemas clima y público. Cuando se produce un relámpago hay una cierta posibilidad de que esto sobrecargue el sistema eléctrico y esto provoque un apagón en cadena o incluso un blackout total por unos segundos. A diferencia del clima, la influencia del público no es directamente sobre el sistema eléctrico sino sobre la excitabilidad del sistema, que podría muy bien representar el ‘estado de ánimo’ de la ciudad. De esta forma la presencia del público vuelve más ‘viva’ a la obra sin que su efecto global sea del todo positivo o negativo.

Finalmente, la volubilidad de la parte sensible de la ciudad contrasta con el subsistema que llamamos ‘automático’ que continúa su actividad como si nada hubiese sucedido. Este subsistema está formado por las vías de tránsito elevadas, que siguen siendo recorridas cada cierto tiempo por rayos de luz, generando una traza horizontal que se contrapone con la verticalidad de los edificios, y por las antenas que coronan los edificios más altos y siguen transmitiendo sus códigos de luces al tráfico aéreo ausente. 

Información técnica del proyecto 

Biocenosis empezó en el 2014 a raíz de  una colaboración entre el arquitecto Kevin Lesquenner y el artista Sigismond de Vajay. Primero se realizaron varias versiones del urbanismo de la ciudad hasta llegar a una versión que nos logró convencer. A partir de ese momento y con un mecenazgo del Gobierno de la ciudad aprobado arrancamos con la producción de los edificios que se realizó entre el 2015 y el 2017. A eso se sumaron diversos sponsors para asegurar que el proyecto pueda seguir. En 2018 el proyecto quedó bastante parado por falta de tiempo y de presupuesto y recién se retomó en el 2019 y a partir de junio del 2020. 

La obra se compone de una maqueta de una cuidad de 4 metros de ancho por 6 metros de largo. Sobre la ciudad y a más de 5 metros de altura se suspende un cielorraso con una estructura de aluminio donde se genera la tormenta eléctrica que agrega dramatismo a la obra.

La ciudad está dividida en 25 secciones de 120 × 80 cm.  Cada edificio esta pegado sobre placas de acrilico negro de 6 mm con tiras o pastillas de led's enrolladas en tubos de pvc e instaladas en el interior. A su vez estas placas estan pegadas sobre palets de plastico negro reciclados que permiten el armado y transsporte de forma practica. Cada palet es independiente uno del otro. El armado de la obra está pensado para que pueda lograrse con cuatro  personas en dos días, más un día de pruebas con el equipo técnico. Una vez ensamblados los pallets se coloca una guarda de acrílico en el borde y se sellan las juntas entre los diferentes módulos. El último paso del montaje es el vertido del líquido no conductivo que inunda la ciudad (en el último montaje se utilizó glicerina que fue posteriormente reciclada).

Se adjuntan diagramas generales de la parte tecnológica de la obra para entender cómo se reparten los controladores que animan cada canal lumínico conectados a los edificios.

Detalle de la parte tecnológica y sensorial.  

La obra en total cuenta con 160 canales independientes de luces, cada uno conectado a uno o más edificios, vías de transporte, o bien al el cielorraso del cajón que contiene la obra para generar el efecto de los rayos que genera la tormenta. El consumo total del sistema de luces se estima en 1000 W (80A / 12 V) con picos eventuales de hasta 2000 W. En este sentido la obra está pensada para un consumo de energía muy bajo que toma en cuenta las posibilidades actuales de energía de bajo consumo. 

El control de las luces se realiza de forma modular a partir de diez generadores de modulación de ancho de pulso (PWM) de 16 canales cada uno, seguidos por una etapa de potencia con un array de transistores MOSFET de nivel lógico o MOSFET convencionales separados por optoacopladores. Cada generador recibe las instrucciones para el dimerizado a través de cable ethernet CAT6 usando protocolo I2C o SPI. Las instrucciones son enviadas desde un placa microprocesador Cortex o similar (teensy, Arduino Due, ESP8266) que a su vez corre el programa de simulación de interacción y recibe la información de los sensores. Se usa un sistema bare-metal que no requiere de un sistema operativo para que sea más robusto en su inicio y apagado.

El sistema de sensado está formado por sensores de movimiento PIR o similares colocados a lo largo del perímetro de la tarima de soporte de la obra y que envía el estado ya sea de forma directa a través de un cable multifilamento o a través de un proceso intermedio por una placa Arduino Nano y cable serial. 

El sistema de sonido también es del tipo bare-metal, basado en una Teensy 4.0 con dos módulos estéreo I2S para tener cuatro canales independientes. Los canales son duplicados y ruteados a través de cuatro amplificadores tipo D, estéreo de 100W a ocho parlantes distribuidos sobre el cielorraso de la maqueta.

El software fue desarrollado en C++, partiendo de librerías específicas para el manejo de la comunicación y el control de generadores PWM. La generación de las pistas de audio de la tormenta se hace en tiempo real usando resíntesis para generar una primera capa de audio de lluvia y tormenta lejana que da continuidad a la obra y samples pregrabados para los truenos de mayor nitidez.

Descripción del proyecto de obra en Realidad Virtual

Durante la etapa de diseño de Biocenosis, Kevin Lesquenner y Sigismond de Vajay generaron un modelo urbanístico con versiones digital detalladas de cada uno de los edificios en el software Sketchup. 

En 2021, Manuel Eguía migró esos modelos al software abierto de modelado 3D y simulación Blender y completó una réplica exacta de la maqueta física en ese momento todavía en construcción. Este “gemelo digital” de la obra sirvió como banco de prueba de diferentes versiones del sistema de luces de la obra. De hecho, el mismo programa que determina la interacción con el público y la dinámica propia de las luces de la ciudad fue simulado primero en la réplica digital. También todo el sistema de cableado y montaje fue ensayado primero en el modelo 3D de la ciudad. Una vez finalizado el montaje, la réplica digital sirvió para generar renders de situaciones que no eran posibles de crear en el modelo real, como efectos de neblina, lluvia y rayos impactando sobre los edificios más altos. 

Luego de la primera presentación de la obra física en la Bienal del Mercosur en Porto Alegre a fines del 2022 surgió la idea de trasladar la réplica a un modelo de Realidad Virtual que pueda ser recorrido por el público. Durante el 2023 se migró el modelo al motor de videojuegos y simulación 3D Unreal Engine 5. En ese paso se agregaron texturas dinámicas realistas al agua que cubre la ciudad, efectos en la tormenta, lluvia y otros detalles que no estaban presentes en la versión anterior. Actualmente este prototipo permite recorrer la obra en una escala humana, navegando entre los edificios y teniendo una experiencia completamente inmersiva utilizando un casco de realidad virtual como el Meta Quest (ver una captura con un texto alusivo en https://vimeo.com/989050137/d6084c30be ). 

Para este año se proyecta desarrollar una aplicación completa donde a la experiencia inmersiva se agregue una interacción real con el entorno. Esto se proyecta hacer en tres etapas.

Durante una primera etapa se planea diseñar una línea argumental para la experiencia de VR que gire en torno a una acción concreta a realizar por los participantes en la obra virtual. Esta puede ir desde restablecer la tensión eléctrica en diferentes zonas de la ciudad o realizar un reporte de daños hasta colaborar con los grupos de rescate. La idea es que las contribuciones de las/los visitantes de la obra sea acumulativa y que al final de la exhibición se pueda comunicar cómo la acción colectiva del público ayudó a paliar los efectos negativos de la catástrofe climática en la ciudad.

Durante una segunda etapa se van a desarrollar todos los elementos de diseño, animaciones y assets necesarios para el armado de la aplicación. Para esto se utilizará principalmente el software Blender pero también blueprints o scripts en C++ específicos en Unreal. Estas tareas van a ser realizadas por el equipo actual ya que el grupo del LAPSo cuenta con experiencia en el desarrollo de réplicas digitales en el ámbito de la investigación científica.  

La tercera etapa comprende el desarrollo de la aplicación en sí por parte de programadores de videojuegos y VR contratados especialmente y bajo la supervisión del equipo de trabajo. Se estima que luego de seis semanas se encuentre disponible una primera versión que va a ser evaluada y optimizada en conjunto con un grupo de testers de videojuegos y artistas. 

Una vez terminada la aplicación definitiva se proyecta que pueda compilarse con todas las opciones de optimización como una APK que corra de forma móvil en casco de VR para no depender de la conexión a una PC. Actualmente en la versión de Unreal 5.4 tanto el sistema de iluminación y reflexiones global Lumen como el sistema virtualizado de geometría Nanite tienen un soporte muy limitado en realidad virtual y no se compilan para una versión móvil. Sin embargo, teniendo en cuenta la velocidad de los avances de la plataforma es posible que esto se modifique en los próximos meses. De todas formas, siempre está la posibilidad de trabajar con una iluminación dinámica y niveles de detalle variables y la obra en VR se va a realizar con la tecnología más avanzada disponible en el momento.

Durante la exhibición de la obra se proyecta destinar una sala contigua con al menos tres cascos de VR que presenten la experiencia para los visitantes que hayan o no recorrido la obra física implementado esa idea de puente entre lo virtual y lo real a triple escala.