LEE- Mimari Tasarımda Bilişim-Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Son Başvurular
1 - 5 / 18
-
ÖgeBridging knowledge across architectural heritage and digital fabrication technologies(Graduate School, 2024-10-17)This thesis investigates the integration of computational making approaches within architectural heritage studies by exploring workflows for customized digital fabrication toolpath generation, with a focus on case studies involving carved stone ornaments from selected monumental buildings in medieval Anatolia. Medieval Anatolian architectural ornaments reflect a rich design culture that merges craftsmanship with formal experimentation. On-site traditional construction, performed by skilled artisans, involves more than just executing predefined designs; it transforms abstract design ideas into a cohesive making process. The geometric decorative patterns have been adapted across various materials, such as wood, stone, brick, tile mosaic, and stucco, over an extensive geographical range. Despite the material variety, the diverse craft tools and methods used to create these intricate patterns remain under-examined, with most existing literature emphasizing their abstract geometric shapes rather than construction techniques. The literature on computational design is increasingly highlighting the importance of integrating materiality and craft knowledge into computational models, considering the act of making as a fundamental component of design ideation. While grammar-based techniques have been introduced and diversified methodologies, their application within heritage contexts is still limited and not fully developed. In the past two decades, digital fabrication has emerged as a new medium in cultural heritage, prompting new discussions on materiality. The focus of research is shifting from acquiring high-precision morphological data to emphasizing the accuracy and authenticity of materials and construction techniques, thus opening new avenues for exploration. Existing studies have predominantly utilized standardized prototyping methods designed for industrial mass production, which may not adequately capture the nuances of traditional craftsmanship. Consequently, further research is necessary to develop tailored fabrication technologies that offer deeper insights into historical construction techniques. While much experimental work on customized robotic stone-working has concentrated on technological challenges, integrating these advancements with the historical contexts and stylistic variations of stoneworking cultures holds significant potential. Bridging the gap between technology-driven and knowledge-driven research is crucial for effectively incorporating digital fabrication technologies into architectural heritage studies. Although accelerating processes and improving accuracy through automation are the primary aims of digitizing workflows, digital fabrication technologies also introduce systematization in architectural construction. Innovations in digital fabrication tools and software have enabled integrated data flows in architectural construction by allowing parametric fabrication toolpaths associated with geometric models and facilitating customized automation techniques. This thesis frames the emerging role of digital fabrication in architectural heritage research as formalizing construction knowledge and thus generating and conveying new layers of information about material forms and construction processes. The medieval stone-carved ornamentation styles of Anatolia are unique to the region yet remain inadequately documented. In the 13th century, Anatolia witnessed the emergence of a new aesthetic in stone ornamentation, distinguished by its plasticity and curvilinear forms. This distinctive style emerged from a fusion of the region's abundant stone resources and skilled masons with geometric pattern design traditions. It serves as an exemplary illustration of how materials and craftsmanship can drive the evolution of a specific visual style. Computational making approaches offer promising avenues to enhance our understanding of these understudied generative processes in crafts. In the two workflows developed in this thesis, formalizing the relations between part-whole relationships and subtractive actions enabled the identification of variations in stone carvings. The first case study employs a grammar-based approach with a focus on rule formalizations. The workflow involves transferring information from the making rules to parametric digital models. The outputs include digital representations of the carved shapes, newly generated boundary shapes, G-code for CNC milling, and simulations of the cutting tool movements. Three parametric models corresponding to the three types of rules were developed as custom user objects in the Rhinoceros-Grasshopper modeling environment. Consequently, making rule formalizations in the developed workflow are not merely representational but also actively inform the digital fabrication process. This case study proposes a novel application of making grammars in architectural heritage research, offering several key insights. First, making grammars provide a framework to analyze formal relationships among abstract shapes, material forms, and construction parameters. Formalizing making rules enables the integration of visual and spatial computation into the study of implicit formal relations between geometric compositions, tools, and crafting techniques in historical artisan traditions. In the context of specific medieval Anatolian stone carvings, rule formalizations made it possible to examine the interrelations among geometric patterns, cutting tool profiles, and cut depths. Additionally, combining making rules with shape rules introduces a broader range of outcomes within craft processes. Breaking down the construction sequence into computational steps also helps to distinguish historical stylistic variations, which partly stem from similar carving techniques. Ultimately, making grammars enable the formalization of processes through a multimodal language, recognizing the various layers of knowledge embedded in making. In the second case study, a holistic workflow is explored to facilitate a continuous data flow from photogrammetric survey data of historical stone ornaments to digital and physical parametric reconstructions. This approach involves developing two parametric models for robotic milling toolpath generation. The engraved column sample from the Hunat Hatun Complex serves as an example for modeling carved forms, drawing from the two-dimensional geometric patterns typical of the Anatolian Seljuk period. The spiral-fluted columns from the Karatay Madrasa, Sahabiye Madrasa, and Sultan Han illustrate the variations of three-dimensional forms that can emerge from similar design layouts when using different cutting orientations. Using a custom algorithm to calculate robotic milling toolpaths within a parametric modeling environment enables precise and integrated data flows to modeling historical structures. This approach makes it possible to uncover historical construction parameters embedded in ornamental variations from a specific era, something standard CAM methods cannot achieve. Adding a rotary mechanism as an external axis provided new insights into the formation of various spiral-fluted columns in the case study. Experiments adjusting cutting orientations by changing the angles between the rotary axis and the cutting tool on the cylindrical surface demonstrated that form-making evolves throughout the construction phase of medieval stone ornamentation rather than adhering to a pre-set design. The developed workflow uses KUKA|prc parametric robot control to generate and simulate robot toolpaths, enabling the exploration of multiple parameters, such as cutting orientation, geometric ratios, and tool attributes that affect material outcomes. Developing customized robotic fabrication not only achieves rapid, precise, and efficient fabrication but also transcends visual resemblance, conveying aspects of materiality, tactile qualities, and material behavior in historical structures. By programming robotic movements within widely adopted parametric software, the workflow integrates established optimization and accuracy-testing algorithms, enabling the validation of geometry and fabrication parameters based on actual material results. This system exemplifies how parametric robotic fabrication can systematize the modeling of historical stone ornamentation, providing measurable and comparable data on parameters and material outcomes.
-
ÖgeKarma gerçeklik ortamında parametrik tasarım ve robotik fabrikasyon yöntemi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-10-03)Programlanabilir yapısı ve geniş hareket uzayında çalışabilme özellikleri ile endüstriyel robotlar son yıllarda sayısal üretim alanında yapılan çalışmalarda kullanılmıştır. Endüstriyel robotların sayısal üretim alanında kullanılması robotik fabrikasyon olarak adlandırılır. Robotik fabrikasyon işlem adımları, üretimi yapılacak tasarım ürününün üç boyutlu olarak modellenmesi ile başlar. Sonra sırasıyla, üretim sırasında endüstriyel robotun izlemesi gereken takım yolu hesaplanır, endüstriyel robotun ve üretim ortamının simülasyonu yapılır, robot kodu endüstriyel robota yüklenir ve yürütülür. Her farklı tasarım ürünü için robotik fabrikasyon işlem adımları baştan itibaren tamamlanarak farklı bir robot kodu üretilir. Tasarım ürünü üzerinde yapılacak küçük bir değişiklik için bile bu işlem adımlarının yeniden ve en baştan tekrarlanması gerekir. Parametrik tasarım araçlarının gelişimi ile birlikte endüstriyel robotların sayısal üretim alanında kullanılması alanında da dönüşüm yaşanmıştır. Parametrelerin değiştirilmesi ile tasarım ürününün alternatifleri üretilebildiği gibi bu ürünlerin üretimi için gereken robot kodu da parametrelerin değiştirilmesi ile üretilebilir. Bu sayede tasarım aşaması ve üretime hazırlık aşaması parametrik tasarım ortamında bütünleştirilir ve parametreler ile kontrol edilebilir. Karma gerçeklik araçlarının robotik fabrikasyon uygulamalarında kullanılması ile sayısal üretim alanında yaşanan dönüşüm ileriye taşınabilir. Kullanıcılar tasarım ve üretim parametrelerine üretim anında da erişebilir, tasarım ve üretim alternatiflerini görsel ve uzamsal geribildirim alarak modelleyebilir ve keşfedebilir. Tasarım ve üretim süreci ile etkileşime girebilir ve bu süreci diğer tasarımcılar ile işbirliği içinde yürütebilir. Bu çalışmada parametrik tasarım araçlarının ve endüstriyel robotların karma gerçeklik araçları ile kullanılabildiği, hem tasarım sürecinin hem de üretim sürecinin karma gerçeklik ortamında etkileşimli olarak yürütülebildiği, tasarımcıların üretim ve tasarım süreçlerini tümleşik olarak birlikte yürütebildikleri bir yöntemin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Tez çalışması kapsamında, parametrik tasarım ve robotik fabrikasyon karma gerçeklik ortamında bütünleştirilmiştir. Bu sayede tasarımcılar önerilerini parametrelerle kontrol edebilir ve üretimden önce karma gerçeklik ortamında uzamsal geribildirim alarak modelleyebilir, bu süreci farklı tasarımcılarla işbirliği içerisinde yönetebilir. Önerilen yöntem ile parametrik modelleme adımından üretim adımına kadar olan tüm adımlar karma gerçeklik ortamında bütünleştirilerek oluşturulur. Böylece tasarımcı karma gerçeklik ortamında hem tasarım hem de üretim sürecini etkileşimli olarak sürdürebilir. Tasarımcı tasarım ve üretim anında parametreleri değiştirebilir ve sonraki adımlar kullanıcı müdahalesine gerek kalmadan güncellenir ve robotik fabrikasyon insan-robot işbirliği ile kesintisiz olarak devam edebilir. Bu çalışma, tasarım ve üretim ortamında endüstriyel robotların karma gerçeklik ortamında kontrol edilebilmesine ve üretim ortamında insanlar ile birlikte işbirliği içinde çalışabilmesine olanak sağlar. Ayrıca tasarım ve üretim anında parametrik tasarım araçlarının karma gerçeklik ortamında kullanılabilmesi sayesinde kullanıcılara kitlesel özelleştirme olanakları sunulur. Mevcut yöntemlerden farklı olarak, tasarım ve üretim için gereken işlem adımlarını azaltarak tasarımdan üretime kadar olan süreci kısaltır. Karma gerçeklik ortamının sağladığı deneyim, bilgisayar ekranı ile etkileşimden daha zengindir. Parametrik tasarımdan robotik fabrikasyona kadar tüm süreç el hareketleriyle kontrol edilebildiği için gerçeklik algısı daha yüksektir. Parametrik modelleme, takım yolu oluşturma, robot kodu oluşturma ve robotik üretim adımlarında, tasarım ve üretim ortamının dijital ikizi holografik içerik olarak gerçek dünya görüntüsünün üzerine eklenerek tasarımcıya sunulur. Bu sayede tasarımcı, üretim ortamıyla fiziksel ve sanal etkileşime girerek tasarım ve üretim adımlarını değiştirebilir ve bu süreçleri diğer tasarımcılar ile işbirliği içinde yönetebilir. Birinci bölümde endüstriyel robotların üretim süreçlerinde kullanılmasının üretim devrimleri ve üretim süreçleri üzerindeki dönüştürücü etkisine değinilmiş ve endüstriyel robotların sayısal üretim uygulamalarında insanlarla işbirliği içinde kullanılması konusuna yer verilmiştir. Bu bölümde tezin konusu ve kapsamı tanımlanmış, yapılan araştırmanın motivasyonu, amacı ve sayısal üretim alanındaki çalışmalara ve yöntemlere katkısı açıklanmıştır. Bilgisayar teknolojilerinin ve parametrik tasarım araçlarının tasarım ve sayısal üretim alanında kullanılmaya başlanmasıyla birlikte bu alanda yaşanan dönüşüm açıklanmıştır. İkinci bölümde parametrik tasarım kavramı, parametre kavramı, parametrik tasarım yaklaşımının ve parametrik tasarım araçlarının tarihsel süreçte gelişimi açıklanmıştır. Tezde, parametrik tasarım araçlarının karma gerçeklik ortamında kullanıldığı bir sayısal üretim yöntemi önerilmiştir. Tezde önerilen yöntemde uygulanabilecek parametrik örüntü örnekleri bu bölümde sunulmuştur. Ayrıca bu bölümde bir üretken sistem olan biçim grameri yönteminin başlangıç, dönüşüm ve sonlandırma kurallarının parametrik tasarım ortamında parametreler ile kontrol edilebileceği ele alınmış ve standart biçim grameri dönüşüm kuralının parametrik tasarım ortamında oluşturulan tanım dosyası örneği sunulmuştur. Üçüncü bölümde endüstri devrimlerinin tarihsel gelişimine yer verilmiştir. Bu bölümde Endüstri 4.0 üretim devriminin tanımı, özellikleri ve bileşenleri üzerinde durulmuş ve tez çalışmasında önerilen yöntemin Endsütri 4.0 üretim hedefleri ile yakınlığı konu alınmıştır. Dördüncü bölümde araştırmaya yönelik literatür çalışmasından örnekler sunulmuştur. Bu bölümde ilk olarak taş işçiliği ve ahşap oymacılığı gibi el becerilerinin bile endüstriyel robotlar ile yapıldığı çalışmalar sunulmuştur. Sonra, endüstriyel robotların sayısal üretim uygulamalarında insan-robot işbirliği ile kullanıldığı çalışma örnekleri ve karma gerçeklik araçlarının sayısal üretim alanında kullanıldığı çalışma örnekleri verilmiştir. Son olarak, hem karma gerçeklik araçlarının hem de endüstriyel robotların sayısal üretim alanında birlikte kullanıldığı çalışma örnekleri verilmiştir. Beşinci bölümde endüstriyel robotların sayısal üretim çalışmalarında kullanıldığı robotik fabrikasyon programlama yöntemleri sunulmuş ve ilk olarak çevrimdışı programlama yöntemi açıklanmıştır. Çevrimdışı programlama yönteminin iş akışı sunulmuş ve bir çevrimdışı programlama örneği olan Gramazia ve Kohler tarafından gerçekleştirilen Pike Loop Projesi'nde endüstriyel robot çevrimdışı programlama adımları açıklanmıştır. Daha sonra parametrik robot kontrol araçları ile endüstriyel robot programlama yöntemi sunulmuş ve bu yöntemin iş akışı açıklanmıştır. Brell-Cokcan ve Braumann tarafından geliştirilen KUKA|prc parametrik robot kontrol eklentisi kullanılarak gerçekleştirilen Steel Bull of Spielberg çalışması üzerinde parametrik robot kontrol araçları ile programlama adımları açıklanmıştır. Ayrıca, parametrik robot kontrol araçları ile programlama yönteminin çevrimdışı programlama yöntemine göre avantajları ve sayısal üretim alanında sunduğu yenilikler de bu bölümde açıklanmıştır. Altıncı bölümde tez çalışmasının yöntemi ve tez kapsamında yapılan çalışmalar açıklanmıştır. Tezde önerilen karma gerçeklik ortamında parametrik tasarım ve robotik fabrikasyon yöntemi açıklanmış; yöntemin iş akışı, bu yöntemde endüstriyel robot, parametrik tasarım yazılımı ve karma gerçeklik aracının rolleri açıklanmıştır. Tezde önerilen yöntemin gerçekleştirilebilmesi için beş ayrı yazılım geliştirme görevi tamamlanmış ve bu yazılım geliştirme görevleri bu bölümde açıklanmıştır. Tez çalışmasında kullanılan endüstriyel robot manipülatörünün, endüstriyel robot kontrol ünitesinin, endüstriyel robot el kumanda panelinin, robot programlama dilinin ve karma gerçeklik cihazının teknik özelliklerine bu bölümde yer verilmiştir. Karma gerçeklik aracı ve parametrik tasarım programı arasında kurulan REST API iletişimi ve endüstriyel robot ile parametrik tasarım programı arasında kurulan TCP API iletişimi için geliştirilen yazılımlar açıklanmış ve tez çalışması kapsamında bu donanımlar arasındaki iletişimlerin test edildiği strafor malzeme kullanılarak gerçekleştirilen bir endüstriyel robot tel kesme çalışması yapılmıştır. Yapılan çalışmanın parametrik tanım dosyası ve tasarım ürünü açıklanmıştır. Karma gerçeklik aracı üzerinden parametrik tasarım tanım dosyasının parametreleri değiştirilerek sonuçlar karma gerçeklik aracı üzerinden izlenebilmiş ve endsütriyel robot ile kurulan iletişim üzerinden robot kodu endüstriyel robota gönderilerek tasarlanan ürün tel kesme yöntemi ile üretilmiştir. Bu çalışma ile geliştirilen yazılımların doğru sonuçlar ürettiği test edilmiş ve doğrulanmıştır. Yazılım geliştirme adımları tamamlandıktan sonra bir doğal taş üretim atölyesinde önerilen yöntemin bir modeli oluşturulmuştur. Parametrik modelleme araçları kullanılarak biçim grameri yöntemiyle tanımlanan bir tasarım ürünü, karma gerçeklik aracı ve endüstriyel robot kullanılarak tez çalışmasında önerilen yöntem ile üretilmiştir. Yedinci bölümde üretim ortamından elde edilen değerlendirme ve gözlem sonuçlarına dayanarak, önerilen yöntem ve mevcut diğer yöntemler karşılaştırılmış ve bir özellik karşılaştırma tablosu oluşturulmuştur. Tezde önerilen karma gerçeklik ortamında parametrik tasarım ve robotik fabrikasyon programlama yöntemi, çevrimdışı programlama yöntemi örneği olan Pike Loop Projesi çalışması ve parametrik robot kontrol araçları ile programlama yöntemi örneği olan Steel Bull of Speilberg çalışması üzerinden diğer yöntemler ile karşılaştırılmış ve yöntemin avantajları, eksik yönleri ve sayısal üretim alanında yöntemin sunduğu yenilikler tartışılmıştır. Yine bu bölümde tez kapsamında yapılacak ileri çalışmalara yer verilmiştir. Sonuç olarak tez çalışması kapsamında, gerekli tüm yazılım geliştirme adımları tamamlanarak, karma gerçeklik ortamında etkileşimli parametrik tasarım ve robotik fabrikasyon yöntemi geliştirilmiş ve önerilen yöntemin bir modeli gerçek bir üretim ortamında oluşturulmuştur. Üretim ortamından elde edilen değerlendirme ve gözlem sonuçları ile çalışmada öne sürülen yöntem ve mevcut diğer yöntemler karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeSayısal ortamda yaparak tasarlamanın bir yordamı olarak katlamak(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-08-01)Bu tez çalışması, tasarımcının fiziksel ortamda malzemeyi işlemek ve dönüştürmek için uyguladığı eylem(ler)i bir yapım ve tasarım tekniği geliştirmek için nasıl araçsallaştıracağını araştırır. Eylemin tasarım için araçsallaştırılması, sadece tasarlanmakta olan nesne üzerine düşünmenin ötesinde tasarlanmakta olanı ortaya çıkaran tasarımcının eylemi üzerine düşünmesini gerektirmektedir. Eylemin tasarım için tasarıma sağladıklarının sorgulanıp eylemin çeşitlendirilerek çoğaltılması ile bir tasarım ve yapım tekniğine dönüştürülmesidir. Yapım eylemi aracılığıyla tasarım için farklı parametrelerin tespit edilip bir nesne veya yüzey uzayında biçimsel ve işlevsel niteliklerin çeşitlendirilmesidir. Eylemin araçsallaştırılması ile geometrinin, malzeme yoğunluğunun, fonksiyonun çeşitlendiği sürekliliğe sahip heterojen tasarım ürünlerine varılabileceğini savunur. Savunulan tasarım yaklaşımı, hazır endüstriyel nesnelerin kolaj mantığı ile bir araya getirilmesinin karşısında durur. Parametrik ilişkisel modelleme tekniklerinin ise tasarım bağlamı ile ilişkilenerek tasarımın çeşitli veçhelerini kapsayıcı bir hesaplamalı çerçeveye nasıl dönüşebileceğini sorgular. Bir eylemi araçsallaştırmak için, ilişkisel modelleri kullanarak dijital ortamı erken tasarım süreci aşamasına dâhil eden ve tasarladığı nesneyi fiziksel ve dijital ortamlar arasında gidip gelerek geliştiren tasarımcılara özgün düşünsel süreçlere yönelik bir analitik çerçeve önerir. Çalışmanın önerdiği yaklaşım, söz konusu tasarım süreçlerini anlamak için "katlama" eylemine içkin potansiyelleri tartışmaya açmaktadır. Tasarım süreci sırasında tasarımcının, üzerinde çalıştığı malzeme ile fiziksel ortamda dolayımsız biçimde karşılaşması, tasarlanan nesneye özgü nitelikleri tarifleyen geometrik özellikler ve ilişkilerle dijital ortamda karşılaşması, önceden işleme sokulan tasarım girdileri ile yeni tasarım fikirlerinin tasarımcının zihinsel alanında karşılaşmaları, bu çalışmanın odaklandığı "katlama" eylemine içkin potansiyelleri tartışmak adına uygun bir zemin sunmaktadır. Tasarımcının zihinsel, fiziksel, dijital dünyalar arasında gidiş gelişler sırasında yaptığı değerlendirme ve hesaplamalar, tasarım formlarının birbirinin tekrarı olmaktan çıkarıp özgün bir tasarım ürünü olarak geliştirilebilmesinde etkendir. Bu gidiş gelişler esnasında katlama eyleminin kendisi, iki ve üç boyutlu düzlemde etkileşime giren formel ilişkiler ve zihinsel ortamda etkileşen tasarım fikirleri yinelenmektedir (katlanmaktadır). Dolayısıyla, bu çalışmanın incelediği tasarım örnekleminin ortaya çıkardığı bulgular, "katlama"nın fiziksel eylem ve kavramsal özelliklerine dayanan kuramsal bir model geliştirmek ve bu modelin pratik faydalarını vurgulamaktadır. Çalışmanın başlıca çıktısı olan bu kuramsal model, tasarım faaliyetinin gerçekleştiği zihinsel, fiziksel, dijital dünyalar ve temsiller arası gidiş gelişlerin fikir, biçim (formel ilişki), malzeme bağlamında yinelemeleri devreye soktuğu ve bu sayede tasarım süreçlerinin yöneleceği keşif rotalarının çoğalabileceğini öne sürmektedir. Modeli temellendirmek için yaparak tasarlamak, katlayarak tasarlamak, bir bağlam olarak katlamak ana başlığıyla üç arkaplan çalışması yapılmıştır. Modele temel oluşturması için öncelikle fiziksel ve dijital bağlamda tasarım aktivitesinin yaparak icra edilmesi konusunda kuramsal bir araştırma yapılmış. İkinci bölüm olan Katlayarak Tasarlamak başlığı altında ise tasarım bağlamı içerisinde katlamanın üç farklı biçimde ele alındığı örnekler tartışılmıştır. Bu örneklerden yola çıkarak, tasarım bağlamında üç farklı düzlemde katlamanın gerçekleştiği bir çerçeve çizilmiştir. Bu çerçeve sürecinde gerçek anlamıyla katlamanın nasıl uygulanacağına dair prosedürel bilginin araştırılması bir sonraki bölümde yapılmıştır. En son olarak önerilen çerçeve bağlamında üç örnek çalışması retrospektif olarak önerilen çerçeve üzerinden incelenmiştir. İncelenen üç örnek, ilişkisel modelin tasarım sürecinin farklı aşamalarında etken olduğu çalışmalardır. Birinci çalışmada tasarım süreci başından itibaren geometrik ilişkileri modelleyerek ve tasarıma dair farklı katmanları ilişkisel model üzerine aktararak gerçekmiş ve fiziksel üretim bu sürecin kısıtlı bir bölümünde karar alıp sürecin gidişatında etkili olmuştur. İkinci çalışma ise fiziksel ortamdaki yaparak tasarlama sürecinde tespit edilen tasarım parametrelerinin en son ilişkisel modele kodlandığı bir süreçtir. Üçüncü çalışma ise bir yapım eyleminin dijital ortamda gerçekleşmesi için sürecin başında eylemin ilişkisel bir modelinin yapılıp, böylece ön-rasyonalizasyonu yapılan eyleminin dijital ortamda bir tasarım aracı olarak ardışık kullanımlarıyla bütüne varılan bir çalışmadır.
-
ÖgeMimari tasarım sürecinin erken aşamasında kullanılacak artırılmış gerçeklik uygulamalarının geliştirilmesi için bir yöntem önerisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-22)Kişinin dünyayı algılamasında en fazla öneme sahip duyularından birisi olan görme duyusunu kullanarak gerçeğe en yakın deneyimleri sunma yolu olarak tercih edilen sinema sektöründe, daha önce görülmeyen ve deneyimlenmeyeni deneyimlemenin yollarını arayan Morton Heilig 1962 tarihinde geleceğin sineması olarak adlandırdığı izleyicilerinin tüm duyularına hitap edecek Sensorama adındaki ilk Sanal Gerçeklik deneyimini geliştirmiştir. Bu gelişmeden birkaç yıl sonra Uluslararası Bilgi İşlem Federasyonu Konferansında insanların mümkün olduğunca çok duyusuna hitap edebilecek, farkı veri girdi ve çıktı araçlarıyla uyumlu çalışabilen ve kullanıcısının bakış açısına göre görsel üretebilecek bir bilgisayar ekranının fiziksel dünyada deneyimleyemeyeceğimiz kavramları deneyimleyebilmemize olanak tanıyabileceği öne sürülmüştür. Bu öngörü günümüzde Karma Gerçeklik (KG) olarak tanımlanan ve Artırılmış Gerçeklik (AG) ve Sanal Gerçeklik (SG) alanlarını kapsayan, yapay/bilgisayar tarafından üretilmiş çevrelerin geliştirilmesinin temelini oluşturmuştur. Kullanıcılarını tamamen sarmalayan ve onların tüm duyularına hitap ederek yapay olarak üretilen bir ortamı deneyimlemelerine olanak tanıyan SG kavramı yıllar içerisinde alt bölümlere ayrılarak kullanıcıların yeni deneyimler edinebilecekleri farklı çevrelerin geliştirildiği bir araştırma alanı haline gelmiştir. Bu araştırma alanının alt başlıklarından birisi olan AG kavramı ise SG'nin aksine kullanıcıların tamamen yapay bir çevrede değil, gerçek mekanda bulunan nesnelerle ilgili farkındalıklarının, bilgisayar yardımıyla üretilen bilgi katmanlarının gerçek çevreye veya gerçek çevrede bulunan nesnelere eklenerek deneyimlenmesi ve artırılmasını sağlayan teknolojilerin açıklanmasında kullanılmaktadır. Sağlık, turizm, eğlence, savunma, bakım ve onarım, eğitim, tasarım gibi birçok alanda kullanılan AG sistemlerinden kullanıcıların motivasyonunu artırmak, öğrenme deneyimlerini zenginleştirmek ve iyileştirmek, mekansal farkındalıklarını ve 3 boyutlu düşünme becerilerini artırmak, görevlerini daha verimli bir şekilde gerçekleştirmelerini sağlamak, fikirlerini hızlı bir şekilde görselleştirmelerine, değerlendirmelerine ve paylaşmalarına yardımcı olmak gibi amaçlarla faydalanılmaktadır. Tasarım sürecinde kullanıcıya avantaj sağlayacak bu özelliklere sahip olması nedeniyle AG teknolojisi geleneksel ve dijital tasarım yöntem ve araçlarının kendilerine özgü güçlü yanlarını bünyesine katarak özellikle tasarım sürecinin erken aşamalarında bu iki yöntemi birleştirebilecek bir köprü vazifesi görebilme potansiyeline sahiptir. Bu doktora tezinde mimari tasarım sürecinin erken aşamasında kullanılacak AG uygulamalarının geliştirilme sürecinde kullanılabilecek yeni bir yöntem önerisi geliştirilmiştir. Önerilen yöntem izlenerek geliştirilen AG uygulamasının kullanıldığı tasarım egzersizlerinde elde edilen veri analiz edilerek geliştirilen uygulamanın kullanılabilirliğinin hangi yöntemler kullanılarak değerlendirilebileceği ve bu uygulamanın ne gibi özelliklere sahip olması gerektiği araştırma sorularına cevap aranmıştır. Tez altı ana bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde motivasyon, araştırma soruları, tezin amacı, metodolojisi ve tezin literatüre katkısı ve yaygın etkisi ele alınmıştır. İkinci bölümde AG kavramı ve teknolojik değişimlerin bu paradigmaya etkisi tasarım perspektifinden ele alınmıştır. Ek olarak, AG sistemlerinin bileşenleri ve bileşenlerin avantajları ve sınırlamaları bir geliştiricinin bakış açısıyla tartışılmaktadır. Daha sonra AG teknolojilerinin kullanım alanları, mimarlık disiplinine odaklanılarak yapılan literatür taraması üzerinden örneklerle tartışılmıştır. Üçüncü bölümde "MimAR" uygulamasının geliştirme süreci anlatılmaktadır. Öncelikle Birleşik Modelleme Dili (BMD) kavramı seçilen diyagramlarla örneklendirilerek tanıtılmıştır. Ardından uygulamanın yer/yönelim değişimi ve nesne modifikasyonu gibi çeşitli özellikleri sunulmakta ve açıklanmaktadır. "MimAR" uygulamasının sürekli ve döngüsel geliştirme sürecinde gerçekleştirilen iyileştirmeler sonucu geliştirilen farklı versiyonlar, kullanıcı geri bildirimi ve görselleştirme gibi konularda yapılan iyileştirmelere odaklanılarak sunulmuştur. Son olarak "MimAR" uygulamasının Grafik Kullanıcı Arayüzü (GKA) anlatılmıştır. Dördüncü bölümde, kullanılabilirlik kavramı ve kullanılabilirliği ölçmek için kullanılan farklı yöntemler açıklanmaktadır. Ayrıca farklı kullanılabilirlik yöntemleri karşılaştırılarak çalışma kapsamında Mobil Artırılmış Gerçeklik Kullanılabilirlik Ölçüsü (MAGKÖ), Sistem Kullanılabilirlik Ölçüsü (SKÖ) ve NASA İş Yükü Endeksi anketlerinin tercih edilme nedenleri açıklanmıştır. Beşinci bölüm "MimAR"ın pilot çalışmalar ve deneysel çalışma ile değerlendirilme sürecinden oluşmaktadır. Ana çalışmadan önce, kullanılacak anketlerin anlaşılabilirliğini, uygulamanın kullanılabilirliğini ve deney kurgusunda herhangi bir değişikliğe gerek olup olmadığını değerlendirmek amacıyla pilot çalışmalar yapılmıştır. Pilot çalışmaların sonuçları ilgili bölümlerde açıklandıktan sonra, elde edilen sonuçlardan yola çıkılarak deneysel araştırmanın kurgusu ve anketlerde yapılan iyileştirmeler sunulmuştur. Bölümde daha sonra yer alan üç alt bölümde ise gönüllü katılımcılarla gerçekleştirilen ana çalışma kapsamında yapılan kullanılabilirlik, zihinsel iş yükü ve kullanıcıların tercihlerini belirlemeye yönelik gerçekleştirilen regresyon analizi çalışmaları ve sonuçları sunulmaktadır. Altıncı bölümde tez kapsamında elde edilen sonuçlar kullanılabilirlik, kullanıcı tercihleri ve nitel kullanıcı geri bildirimlerine odaklanılarak tartışılmaktadır. Elde edilen sonuçlar, öncelikle doktora tezi sırasında izlenen uygulama geliştirme sürecinin başarılı ve uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Uygulamanın kullanılabilirliğinin her zaman kabul edilebilir seviyede olması için geliştirme sürecinin sürekli ve döngüsel olması ve uygulamanın kullanılabilirliği ve iş yükünün süreç boyunca değerlendirilmesi gerekmektedir. İkinci olarak, araştırmacı tarafından tez kapsamında geliştirilen AG uygulaması, uygulamayı deneysel çalışma kapsamında erken tasarım evresinde kullanan katılımcılar tarafından MAGKÖ ve SKÖ anketleri kullanılarak kullanılabilirlik açısından değerlendirilmiş ve uygulamanın kabul edilebilir seviyede olduğu sonucu elde edilmiştir. Üçüncü olarak "MimAR"ın algılanan iş yükünün katılımcılar tarafından kabul edilebilir seviyede olduğu sunucu elde edilmiştir. Son olarak ise, erken mimari tasarım sürecinde kullanılmak üzere geliştirilen AG uygulamalarından kullanıcıların beklentilerinin tanımlanması için gerçekleştirilen çoklu doğrusal regresyon analizi sonucunda elde edilen modeller değerlendirildiğinde işaretleyiciler, etkileşim yöntemleri, nesne özellik modifikasyonu, grafik kullanıcı arayüzü özellikleri ve yazılım özelliği temalarının kullanıcıların bu teknolojiyi kabullenmelerinde etkisinin bulunduğu sonucuna varılmıştır.
-
ÖgeMimarlık eğitiminde farklı medyalar için bütünleşik bir model önerisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-11-12)Mimarlık tasarım stüdyoları, mimarlık eğitiminde kritik bir role sahip olan, teorik ve teknik bilgilerin uygulamaya döküldüğü platformlardır. Bu stüdyolar, öğrencilerin proje tabanlı, aktif öğrenme süreçleriyle karşılaştığı, yaratıcı ve eleştirel düşünmeye yönlendirildiği mekanlardır. Geleneksel tasarım stüdyolarının fiziksel alanları ve sosyal etkileşimleri, pedagojik yaklaşımların çeşitlenmesine ve derinleşmesine olanak tanır. Stüdyo ortamı, öğrencilerin farklı eğitim yaklaşımları ve öğrenme durumlarına maruz kaldığı, çeşitliliğin ön planda olduğu bir yapıya sahiptir. Bu yapı, açık uçlu ve geniş içerikli eğitim anlayışını barındırır. Öğrencilere sunulan "tasarım problemi", genellikle açık uçlu ve belirsizdir, bu da öğrencilerin kendi çözüm yollarını geliştirmelerini gerektirir. Öğrenme süreci, yürütücülerin pedagojik yaklaşımları ve geri bildirim oturumları üzerinden ilerler. Bu süreçte öğrenciler, bilgiyi içselleştirir ve becerilerini geliştirir. Stüdyo ortamının ve iletişim süreçlerinin pedagojik çerçevedeki önemi büyüktür. Stüdyo, öğrencilerin projeler üzerinde yoğunlaştığı, eşit katılım ve diyalogun ön planda olduğu bir alan olarak işlev görür. Bu ortamda öğrenciler, akranları ve yürütücülerle sürekli etkileşim içinde bulunur, bu da öğrenme deneyimlerini zenginleştirir. Stüdyo, gerçek veya hipotetik konular üzerinden kurulabilir ve öğrencilere çeşitli bilgi alanlarından yararlanma fırsatı sunar. Sosyal bir ortam olan stüdyo, öğrencilere bilgi ve becerilerini test etme ve geliştirme şansı verir. Stüdyo, öğrencilerin fikirlerini ifade etmeleri ve tartışmaları için uygun bir zemin hazırlar. Stüdyonun öğrenme yaklaşımı, problemi sorgulama aracı olarak görür ve işbirlikçi, çok katılımcılı bir ortamda gerçekleşir. Stüdyo, bilgi ve beceri geliştirmeyi teşvik eder ve "yaparak öğrenme" kültürünü destekler. "Mimarlık stüdyo kültürü" terimi, yaratıcılığı, işbirliğini ve eleştirel düşünmeyi teşvik eden bir öğrenme deneyimi ile karakterize edilir. Bu kültür, öğrencilerin tasarım önerilerini araştırdıkları, test ettikleri ve sundukları bir yerdir. Yaparak öğrenme odaklı eğitim, öğrencilerin çevrelerini anlamalarına ve yeniden düşünmelerine olanak sağlar. Mimarlık eğitimi, problem çözme odaklı geleneksel yöntemlerin ötesine geçerek, tasarım epistemolojisini yeniden düşünmeyi gerektirir. COVID-19 pandemisi, tasarım eğitiminin yapısında önemli değişikliklere neden olmuştur. Fiziksel etkileşim gereksinimlerinin zorlukları, çevrimiçi eğitim yöntemlerine geçişi zorunlu kılmıştır. Bu durum, stüdyo yürütücülerinin öğretme ve öğrenme yöntemlerini yeniden değerlendirmelerini gerektirmiştir. Çevrimiçi eğitim, fiziksel stüdyonun özelliklerini taklit etmeyi ve çevrimiçi alışverişleri kolaylaştırmayı amaçlamıştır. Fiziksel tasarım stüdyosu, mimarlık eğitiminin kültürel ve sosyo-mekansal bir parçası olarak, öğrencilerin akranlar arası öğrenmeyi teşvik eden bir ortam sağlar. Ancak, çevrimiçi ortama geçişle, bu akran öğrenme fırsatlarında eksiklikler gözlemlenmiştir. Çevrimiçi ortamda, fiziksel bir ortamın yokluğunda, yeni bir bağlantıcı pedagoji devreye girmiştir. Bu pedagoji, bilgi kaynaklarına bağlantı, akranlarla ağ oluşturma ve dijital teknolojilerin entegrasyonu üzerine odaklanır. Fiziksel stüdyolardan sanal ortamlara geçişle, geleneksel fiziksel tasarım stüdyolarının sunduğu zengin iletişim ve akranlar arası öğrenme fırsatlarını güçlendirecek yeni pedagojik stratejilerin düşünülmesi gerekmektedir. Oyun tabanlı öğrenme ve oyunlaştırma, çevrimiçi öğrenme bağlamında öğrenenlerin katılımını artırmada kolaylaştırıcı olabilir. Bu yaklaşım, öğrencilerin bilgi ve becerilerini etkileşimli ve ilgi çekici bir şekilde edinmelerini sağlar. Sonuç olarak, çevrimiçi öğrenme, fiziksel tasarım stüdyosunun imkanlarını güçlendirecek yeni pedagojik stratejilerin düşünülmesini gerektirmiştir. Bu durum, yaparak öğrenme süreçlerinde, akran katılımı ve işbirlikçi deneyimler yoluyla derin öğrenmeyi destekleyen bir stüdyo kültürünü teşvik etmeye yönelik çevrimiçi uygulamaların entegrasyonuyla ilgili olmuştur. Oyun tabanlı öğrenme ve oyunlaştırma, öğrenme sürecini iyileştirmede potansiyel taşır. Oyun tabanlı öğrenme, öğrencilerin etkileşimli ve ilgi çekici bir şekilde bilgi ve beceri edinmelerini sağlar. Oyun mekaniği, öğretme ve öğrenmeye entegre edilerek, öğrenciler arasında akademik performansı ve motivasyonu artırabilir. Böylece, oyun tabanlı pedagoji, çevrimiçi öğrenmenin zorluklarıyla ilgilenmek için kullanılabilir. Bu yaklaşım, deneysel stüdyo uygulamalarında ve oyun tabanlı stratejilerde kullanışlı bir strateji haline gelmiştir. Sonuç olarak, bu tez, oyun tasarım ilkelerinin ve pedagojik unsurlarının mimarlık stüdyosunun karmaşık medya ekosistemine nasıl entegre edilebileceğini araştırmaktadır. Oyun tabanlı öğrenme, mimarlık eğitiminde yeni bir pedagojik yaklaşımın parçası olarak değerlendirilmektedir.