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2022
University College London 111 年度｜建築組｜劉芳瑜 淡江大學建築學系
September October November December
2023 January February March April May June July August 成果展紀實
本篇為教育部菁培計畫選送海外培訓學員每月心得分享，歡迎引用。如需引用請註明出處，謝謝尊重作者。
University College London ｜英國｜劉芳瑜
111 年度建築組
September.2022
經過了長達一年的申請後，我有幸地申請上，並於本月前往 UCL 的 BIO-ID 就讀。為了能更深入的理解 倫敦的環境與文化，我提前了三週抵達英國，探索這座城市的各個區域，也慢慢體會英國與台灣兩國 在都市與建築上的差異。倫敦作為歷史悠久的古城，同時卻是歐洲最創新的城市的這個特點，賦予了 它與眾不同的個性。經歷無數滄桑與喜悅的這座城市，十分地了解人性的不完美與不完美所帶來的浪
漫，也因此總是給予步足此地的過客最大的尊重與接納，並無私的讓自己不斷改變成為新的樣態。我想 Bartlett 這所建築學院，就是伴隨著這個文化而誕生的吧。這所學校為了在現存的世界帶來改變，創造 了許多過去未有的學程與制度，包含了這個生物整合設計學程。
在開學的第一週裡，首先熟悉整個學程所建立的獨特的學習空間，接著參加學院上屆同學所舉辦的 BPro 展覽。這個活動一覽無遺的展示了 Bartlett 的學生各種極具創意與發展潛力的作品，為了能為自己提出
的社會問題找到解答，學生們往往能突破自己的領域並且大為成長。除此之外，我們收到了第一項設計 作業：研究東校區周邊的土壤與人為環境的關係。我認為這是一個非常好的研究開端，因為整個組裡有 著各種不同背景的學生，從建築到藝術，到生物科學背景，藉由這個研究能夠展示學生們的思考邏輯與 方法論，我也在過程中意識到設計方法的多樣性，期許自己能夠不斷切換思考模式，勇於突破框架。
在研究 Stratford 地區以及 Queen Elizabeth’s Park 的歷史後，我意識到此地的環境一切都非常人為， 由於過去工業區的背景，河川與土地受到嚴重的汙染，在奧運開發期間，開發商透過多次的掏空土壤補
助新土來建構基地，因此整個表層土生態系早已消失殆盡。現存的工廠與河岸的船隻仍舊透過汙水排放、 風化、空汙排放、化學物質排放等形式影響著土壤的健康，間接帶來河流及含水層的破壞。為了更深入 理解土壤生態系的運作，我花了些時間到倫敦近郊的 Epping Forest 觀察生態，我觀察到微生物在生態
系中是如此重要的存在，菌類尤其負責代謝所有有機物，使其轉化，重回生態系的循環中。在健全的土 壤生態系裡，不同土壤分層顯示了有機物不同的分解腐化程度，以及水分養分透過不同微生物與植物不 斷循環與分配的狀態。在月底的作業發表裡，有同學專注於土壤酸鹼度、土壤孔隙、土壤生成、風化過 程 ... 等等，讓我思考了許多面向，獲益良多。
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111 年度建築組
位於倫敦市中心的 Lloyd’s Building, 與周邊古老建築形
倫敦多雨少光照的氣候，促成了許多調節微氣候的建築皮
奧運公園的土壤因為多次填土而缺乏土壤生態系
過度營養物質導致河川優養化
成強烈對比， 這種衝突感彷彿是倫敦帶有的特質
層設計
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111 年度建築組
噴漆、化學物質等對土地造成汙染
菌類生長於落葉與枯木堆中
地衣，菌類與藻類的共生體，生長於枝幹或岩石中
缺乏菌絲體的網絡會導致樹根網絡水分運輸不良，樹根在 暴雨期間容易吸收過多水分而死亡
作業發表，同學與教授們共同分享與討論想法 本篇為教育部菁培計畫選送海外培訓學員每月心得分享，歡迎引用。如需引用請註明出處，謝謝尊重作者。
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111 年度建築組
October.2022
學期開始的第二個月，我們學會在實驗室中以科學方法驗證我們的假設。在導師的引導下，我們來到了
東倫敦的一個新開發地區 Barking Riverside，來進行環境探勘與生物樣本採集。在這開發計畫中，有許 多因人為開發而產生的環境破壞、水質污染等，我們在此契機下找尋可提供土壤修復的微生物作為可能 的解答。大家各自帶著採集至試管中的土壤、水、生物樣本回實驗室，試圖對樣本進行實驗。有些同學 為了觀察特定細菌而採集了河邊的土壤或是植物的種子，有的則採集了特定環境下生長的菌菇。我對於 生長在岩石、樹幹表面的地衣尤其感興趣。
地衣，作為藻類與菌類的共生體，以多種共生狀態與型態存在。透過藻類行光合作用產生碳，並與菌類 蒐集的水與養分交換來達到互利狀態。此種超過個體利益的集體共存狀態深深吸引著我，是否人類也能 與不同生物群發展出超越個體存在呢？由於地衣生長緩慢，不利短期培養觀察，我從樣本中試著分開培 養藻類與菌類，在短短兩週的實驗室工作坊中先試著了解有利於藻類與菌類的環境因子有哪些。
透過調配符合藻類與菌類生長所需的養分，給予藻類基本生物所需營養鹽與光，給予菌類營養鹽與碳水 化合物，我們在培養皿中初步得到藻類與菌類分別更好的生長於兩個不同的培養皿中。並在顯微鏡下觀 察後萃取增生的細胞群體至新的培養液中，得到純化後的生物培養樣本，讓它們更好地生長。由於多數 的同學們都缺乏實驗室的經驗，這週的實驗對我們來說是很好互相學習的機會。
菌類發酵實驗作為我們生物培養工作營的開端
生長於樹幹的地衣，與樹幹結構形成獨特的互動
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111 年度建築組
隔天於 Barking Riverside 進行生物勘查與樣本蒐集
了解地衣所生長的環境，我們用了溫度計與 ph 試紙測試
回到實驗室內調配適合生物生長的培養液
最後將培養皿放置於模擬日照的生長倉內
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111 年度建築組
November.2022
十一月的上半月，我們花了多數的時間在實驗室裡學習設計實驗，如何透過設計對照組來驗證假設。起
初我們時常發現實驗過程或結果不如預期，有些同學的培養皿意外遭到其他生物感染，有些同學在分離、 培養採集到的泥土樣本後發現樣本裡沒有當初假設的生物，而我遇到的困難則是要在設備有限的實驗室 中調控環境因子比預想的要困難許多，我首先設計了三個對照組來比較藻類在不同光照度、不同磷濃度 與不同鹽度下生長狀態，而得出中等光照度，高磷濃度，低鹽度下較有利於樣本的藻類生長。在觀察實 驗結果的過程中，我注意到藻類似乎會聚集於凹陷的縫隙以及地衣與地衣間常有藻類互換來建立新的共 生的兩個特點，而衍伸出第三組實驗．透過改編培養皿的表面紋理結構，來觀察藻類生長的模式，另外 將兩至三組不同地衣樣本放入同一個培養皿，觀察藻類在地衣間移動與菌類重新磨合建立新的共生狀
態。十一月中實驗發表時，同學們各自分享了實驗成果，我們也藉此學習到許多有趣的生長狀態，例如 菌類對音樂的反應、微生物間的互動模式等等。進入下半月，我們開始進入分組作業，藉由不同背景的
同學們彼此合作，以補足各自欠缺的知識與技能。本題的要求為設計一個結構來介入土壤岩石層的動態。 由於課程上同時搭配了陶土列印、Houdini 軟體教學與小論文，各組都試著將生物材料、數位製造與參
數設計融入設計過程中。我們組則是透過水凝膠設計一個集霧系統，以因應乾旱地帶導致的野火問題。
地衣樣本在三週內的生長狀態
透過實驗日記紀錄所有實驗過程遇到的困境與發現
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111 年度建築組
水凝膠製作
陶土列印測試結構
集霧系統設計
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111 年度建築組
December.2022
在一個月的小組設計發展中，各組都經歷了許多的困難與挑戰，由於這是同學們進入生物整合設計以來 第一次團隊合作，我們也意識到要在不同背景的同學之間建立溝通需要許多耐心與磨合。在進入實驗室 進行水凝膠實驗後，我們發現水凝膠這種材料並不如我們預期的理想。不同的調配成分與浸泡氯化鈉的 時間雖然能些微的改變水凝膠吸收水分與釋放水分的程度，然而這個材料仍無法被良好的控制何時吸收 水分與何時釋放水分，因此要利用此材料作為集水與造霧的結構有相當的難度。另外水凝膠本身缺乏結 構韌度，使其無法作為主結構，它必須依附在其他主結構上，例如陶土結構。我們試著研究陶土與水凝 膠整合的一個結構系統，並且利用陶土列印工作坊的期間，進行結構測試。我們設計了一個牆面系統， 放置於加州的海岸山脈，讓牆面蜿蜒圍繞在樹林之間。晨間時，山間產生的霧氣會凝聚在結構表面，並 且匯聚到牆面內部的水箱，並在午後與乾季時透過水凝膠網絡釋放回土壤與大氣中。
期末時，我們在工作室進行設計發表，與教授們與同學分享作品。在發表後，我們得到許多建議與回饋， 這些回饋不只開啟了許多討論，也提供我們思考這項研究是否有改善與接續發展的空間。由於在期末後 接續著便是一個月的冬季假期，我們能夠充分的利用這段時間好好休息，讓研究稍微沈澱、發酵，並接 續改良研究。
土壤侵蝕紋理研究 本篇為教育部菁培計畫選送海外培訓學員每月心得分享，歡迎引用。如需引用請註明出處，謝謝尊重作者。
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111 年度建築組
菌絲體結構與陶土列印
期末評圖
藻類與水凝膠結構探索
土壤三維列印
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111 年度建築組
January.2023
在經過冬季假期的沈澱後，可以感受到同學們漸漸步入正軌。課程進入第二學期，我們開始新的研究項 目，這次我們多了選擇夥伴的自由，也因此大家各自找了更符合彼此行事風格、步調、設計理想的同學 作為組員。這學期為了配合三月辦在義大利的校外教學，設計題目規定需與佛羅倫斯這個城市的文化與
生態特質相關。我們組為此做了許多文化背景調查，試圖了解什麼樣的環境特質與歷史造就了這座城市。 佛羅倫斯最繁盛的時期莫過於文藝復興，這個時期興建了許多宏偉的建築、雕塑、建設，此地的石灰岩 層地形，奠定了佛羅倫斯成為今日石頭之都的命運。整座城市內和周邊佈滿了採石場，是過去挖掘石灰 岩作為建材遺留的工業地景。然而這些地景長期以來被文明所忽略，甚至成為垃圾掩埋場而遭到污染。 因此我們開始思考如何透過微生物將石業廢棄物轉化為新的材料，並以此創造佛羅倫斯新的文化與生態 地景。為了更加了解生物礦化的過程與原理，我們閱讀了許多相關研究，並鎖定生長於岩石的菌類作為
研究目標。在過去佛羅掄斯將這些菌類視為危害，因為它們生長於雕塑和建築表面，並形成黑色鈣化層。 然而這些菌類具有轉化岩石，並且改變地表構造的能力，在許多研究中均提及此類菌類作為吸收重金屬 污染、進行生物礦化的能力，因此提供了我們更近一步研究的有利參考。
石造的城市
工業地景
古老礦場改建的洞穴建築
菌類代謝鈣和金屬時產生的結晶
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University College London ｜英國｜劉芳瑜
我們組一起去 Hyde Park Serpentine Gallery 看了 Babara
Chase-Ribound 的雕塑展覽，此系列作品為金屬與繩繫的 異質拼貼
111 年度建築組
我們也去參觀了 RCA 所辦的碩班展覽，發現他們所感興趣 的議題和我們有許多相似，但發展模式卻十分不同
在研究許多生物礦化的過程後，我們試著勾勒與設計實驗
設計如何在不同的實驗中測試微生物的能力，與添加輔助
他透過素描與實作來探索材料與結構間的關係，讓繩反轉
這張素描以繩作為畫面切割與編織
流程
為看似硬質穩固的基底，金屬則像布或紗一般包裹結構
結構來達成不同的結晶變化
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111 年度建築組
February.2023
第二學期的第二個月，小組的設計主軸大致都已定案，因此我們也開始深化自己的研究。也透過一些小 嘗試，了解每個發展方案中不同的可行性。我們組開始研究石灰岩地形中的型態生成，以及一些生長於
無機環境的微生物如何參與地形的塑造過程。我們趁著閱讀週放假時去東南海岸的 Dover 採集菌類樣本， 並且在實驗時研究這些微生物代謝生成礦物的過程。同時我們也開始起草各自的論文研究，並且和教授 們討論這個研究的潛力與一些會遇到的困難。由於生長於岩石圈的菌類生長過於緩慢，教授建議我們往 生長於極端環境的微生物發展，稍微放大搜索圈，增加實驗的可行性。
而我的論文主要想專注於研究自然型態生成的邏輯與能量與水流動的關係，透過了解石灰岩地形生成的 模式語言，試圖利用電腦軟體模擬有利於生物生長與空間最佳化的型態。同時透過與組員進行實際的碳 酸鈣堆積與侵蝕實驗，來了解如何運用和掌握這樣的型態生成邏輯。
houdini 模擬礦物生成實驗
houdini 模擬石灰岩與菌類生長
東南海岸的岩石地形是由 coccolith 藻類鈣化堆積生成
從石灰岩顆粒採集生物樣本
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將樣本放入培養皿中觀察生長
111 年度建築組
經過數日後生長狀態
結晶實驗 本篇為教育部菁培計畫選送海外培訓學員每月心得分享，歡迎引用。如需引用請註明出處，謝謝尊重作者。
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111 年度建築組
March.2023
第二個學期的最後一個月，我們開始進行實際的實驗，主要可分為碳酸鈣的材料與生物礦化的結構探索。 透過在碳酸鈣中加入海藻酸鈉，使結構硬化，形成像磚塊一般的材質，但形成的過程中會產生許多氣泡， 使結構充滿了孔隙。另一部分透過棉繩的編織，以及毛細現象，我們試著讓碳酸鈣溶液吸附在棉繩產生 的結構上，並加入海藻酸鈉達到類似桁架或圓頂般的結構。同時，這個月系上辦了一趟去義大利的校外 教學。透過這次勘查，我們得以更加了解基地所在的地形生成以及生態循環。我們去了托斯卡尼的一個 地熱公園，它同時也是個地熱發電廠。藉此我們看到了許多這個產業所產生的問題，以及未來的擔憂， 也透過了解當地的生物，看到了一些設計的可能性。
三月底時，我們做了一個簡短的設計發表，和教授同學們分享目前設計的發展狀態，在師生的討論過程 中，我們也獲得了很多的啟發和深入的議題討論，整個評圖過程讓我們更能多方的思考設計所涉及的範 圍與許多種不同的研究方法，也因此看到了一些發展過程中的盲點。
碳酸鈣加海藻酸鈉
碳酸鈣加海藻酸鈉形成的孔隙
碳酸鈣堆積
鹽結晶實驗
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University College London ｜英國｜劉芳瑜
111 年度建築組
鹽結晶於結構底盤
碳酸鈣結晶實驗－結構三
碳酸鈣結晶實驗－結構一
碳酸鈣結晶實驗－結構二
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University College London ｜英國｜劉芳瑜
111 年度建築組
April.2023
在第二學期末的評圖後，考慮到生物研究、電腦模擬與數位製造三個面向的發展可行性，我們調整了研 究的方向，由於微生物的生物礦化是個較為緩慢的過程，我們轉而研究生物侵蝕的過程。藍綠藻廣泛生 長於石灰地形中，他們參與了地形塑造的過程，透過侵蝕與堆積生成新的礦物，使得石灰地形隨著時間 型態不斷的變化。整個研究的目的在於，了解自然型態塑造的邏輯、型態與環境因子的關聯，並嘗試運 用微生物自身的能力來創造建築材料與空間。
評圖後，我們放了長約一個月的復活假期。在這段休息沉澱得期間，我去了一趟西班牙，去探訪高第的 一些作品，同時重新思考建築創作與自然整合的意義。建築如何在融入自然生態體系的同時，仍然保有 感性的特質。高第不只在結構上探索最佳化的型態，他同時嘗試捕捉人在自然中所體會到的情緒與空間 氛圍，而這些情緒和心靈層面的感受是有可能被分析，被量化的嗎 ? 或是在參數設計興盛的這個世代， 如何將這項變因列為設計最佳化的其中一項參數，而不只是純粹的考量材料與能源的效率。
第三個學期的開始，我們在實驗室培養藍綠菌的同時，我也學習如何透過電腦、參數來模擬岩石侵蝕的 過程，如何加入流體和日照的環境數據，來模擬岩石在特定場域的生成狀態。由於目前環境分析與型態 生成在建築設計產業中仍有一段很大的差距，希望透過本研究能夠了解如何轉換環境數據，並創造一個 型態建立的工作流程。
石灰岩地形與藍綠藻 本篇為教育部菁培計畫選送海外培訓學員每月心得分享，歡迎引用。如需引用請註明出處，謝謝尊重作者。
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111 年度建築組
高第在聖家堂所設計的光影，依著時間挪移與變動
聖家堂內結構模擬森林中陰翳的狀態
高第利用繩索與重量來模擬重力影響下所得到最佳化型態
藍綠藻生長於培養液的樣本
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111 年度建築組
與隊友們調配生長液的酸鹼值
調配培養液的工作檯
侵蝕模擬 本篇為教育部菁培計畫選送海外培訓學員每月心得分享，歡迎引用。如需引用請註明出處，謝謝尊重作者。
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111 年度建築組
May.2023
這個月大家都各自專注於個人論文的研究，也因此小組的三個研究面向得以發展到新的深度。在我的組 員們進行藍綠藻培養的實驗以及碳酸鈣材料的開發的同時，我研究如何透過電腦軟體來創造一個透過環 境模擬來生成形態的系統，來模擬藍綠藻由於光的強度與水分流動產生的生物侵蝕的過程。這個結構最 後將置入於都市環境中，以提升都市空間的生態多樣性。
月中的評圖，我們得到了許多對於生物整合設計的初衷的討論，讓我再次的思考這一切關於生物材料與 系統的研究究竟是為了什麼。我覺得在兩年複雜的學習過程中，我們常常忘了回頭尋找這個答案，然而 它卻是如此重要。
在評圖後，我也參與了 Bartlett Unit20 的評圖，以及另一個和 Bauhaus Lab 與 Bartlett Situated
Practice 合作的計畫。藉此機會看到了許多不同的視角，Unit 20 是個偏向電腦模擬與未來討論的
program，同樣是對於地景、材料、棲地的討論，我們操作的方法和結果卻十分不同。另一個合作計畫
則是對倫敦動物園的企鵝生態池設計的討論，兩個 studio 都有各自對生態不同的視角與表達方式，透過 這項合作，我們得到了許多不同的回饋，也試著將我們在學校的研究帶到校外不同的平台。
生物侵蝕過程的模擬
結構流體分析
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111 年度建築組
結構日照分析
小組合作關係圖
結構與潮汐的互動
Bartlett Master of Architecture 評圖
Bauhaus Lab 和 Situated Practice 合作計畫
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111 年度建築組
June.2023
六月一瞬間就在忙碌間度過了，首先是為了協助碩二的同學們完成他們的作品，系上規畫了兩周的合作 計畫，幫我們各自分配了一位學長姐。一方面讓我們了解碩二的研究狀況跟行事方法。一方面碩二也能 在最繁忙的時候有個幫手幫忙分擔工作，這個合作關係滿微妙也很需要用心規劃，有些同學在過程中學 到許多，有些則覺得在當免費勞工。因為這個安排，我們的研究與論文都暫時停擺了兩周。
結束後，突然就得舉辦倫敦建築周的展覽，因此大家又花了額外一周的時間特別產出展覽用的模型、展 架、影片、版面等等。同時我們小組又報名了 NewCastle University 所舉辦的 Biofuture 研討會，在生 物材料的項目獲得展出機會。我也意識到來到這個 program, 來到倫敦，其實有部分就是在學習策展， 行銷自己，推廣自己的作品這項能力，他對於一個設計師未來在業界的發展有很大的影響。
這些結束後，接著就是繳交論文，由於每周都有和指導教授討論論文的研究，整體的進度還算掌握的住。 我主要是探討如何將環境分析的資訊含括進到型態生成的系統中，來模擬生物侵蝕的過程。同時也透過 實際的光照實驗，來擷取一手資訊整合進模擬的過程。這個論文研究時間大約是四個月，其實算是非常 短暫。有些同學研究的項目偏向數位製造或是生物實驗，甚至在這四個月內不太能看到什麼研究成果。
所以我覺得姑且把這個論文當作一個研究的 module 吧，紀錄自己探索與嘗試的過程，再輸入到自己的 下個研究中。
London Festival of Architecture 我們組的展出
碩二同學的作品展出
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111 年度建築組
以侵蝕模擬的系統來設計街道家具
藍綠藻的光照實驗
三個藍綠藻樣本
calcium carbonate 材料的擠出實驗記錄
兩周後在顯微鏡底下紀錄並進行細胞數增長程度的推估 本篇為教育部菁培計畫選送海外培訓學員每月心得分享，歡迎引用。如需引用請註明出處，謝謝尊重作者。
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July.2023
七月份在論文結束後，我們再次把焦點轉移到小組的設計上，加上各自在兩個月內拓展的個人研究，各 組的進度都推進了許多。為了讓我們在 BioID 的設計更貼近人類生活的空間，我試著將現有的結構加入
更多空間類型，活動分析，探討生物與人類在同個空間或結構有的不同互動與能量、水、溫度的交流。 同時我們也在材料研發上探索用不同的碳酸鈣廢料、與不同的粘結劑，並且測試材料的韌性，硬度，可 堆積度，等材料研發成熟後，我們透過 grasshopper 設定 3d 列印機的移動與材料擠出量與速度，輸入 列印機並試著擠出新材料。經過多次的嘗試後，我們成功調整出可列印的材料配比。
在生物實驗部分，為了量化藍綠藻分泌酸侵蝕石灰岩的速度，我們先從視覺化生物膜開始，透過染劑將 生物膜染成藍綠色，我們能夠辨別透明的生物膜，並透過軟體量化細胞數量與生物膜產量，來推估不同 光照與酸鹼程度下藍綠藻生長情況的變化。
月底時我們進行了最後的評圖，各組的發展都明顯的深化許多，也多了很多實際實驗的數據輔佐參數設 計，尤其在環境因素例如光照、濕度、溫度、噪音等等。同時在型態探索與電腦模擬方面，我們也多了 許多不同方向的發展，使得整屆同學們的研究非常的多樣化。
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111 年度建築組
August.2023
八月份進入暑期，我們接續著參與了倫敦建築週 London Festival of Architecture，以及 New Castle
University 所辦的 BioFuture 研討會，和 Bartlett 所舉辦的 BPro show，以增加本研究在建築與生物科
學界的曝光率。在這個過程中我體會到在設計界根據不同場合改變說故事的角度是如何重要。由於我們 的 project 是一個具多面向、有著不同深度與廣度的案子，如何運用論述的普陳，引起不同領域的人才 的共鳴是件很有趣的事情。
我也體會到在這樣分享的場合，如何能為自己創造未來的機會、結交有所共鳴的知己和討論許多未知的
可能性。在 LFA 的展覽中，我遇到了植物學家和人類學家，與他們分享我們案子，並得到許多出乎意料 的回饋。例如那些研究單位對這些研究有興趣、或以不同的學界看待本研究的視角為何。這些經驗讓我
意識到自己必須多花心力將自己的研究公開、與社會互動、引起討論。在世界各地有著許多不同的展覽、 藝術家駐村、競賽和機會等著我們去挖掘和探索，這幾個月與這兩位藝術家合作的過程中，我學會了需 多如何在這方面多下工夫，也因此非常感謝他們。
這個暑期並未如我預想的獲得充分的休息，整個月有一半的時間花在找尋新住處，另外一半的時間則是 在不斷的修改與編輯作品。或許這就是倫敦的步調吧，總是會有源源不絕的事情找上你，或許是機會，
或許是意想不到的混亂，但就像我前室友說的 :「You ride with the chaos.」讓自己放下執著和焦慮，讓 事情帶著你走，一切就會順遂。
課後在酒吧討論設計
在同學家一起讀科學文章
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111 年度建築組
為 BPro show 的展場製作展櫃
布置作品的擺放
Bartlett 其他 program 的作品，利用 3d print 製作家具
在 ebay 上買 3d printer，去倫敦郊區面交
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2023
成果展紀實
講座主題：國外設計聊什麼？學習反思、人類世、推 測設計 歡迎點擊觀看更多 圖 1 為學員講座分享、圖 2 為展出作品
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