Architektur als lebendiges System:
Synergien zwischen Menschen, Maschinen und Mikroorganismen gestalten

„(…) Materie bezieht sich nicht auf eine feste Substanz; vielmehr ist Materie Substanz in ihrem intra-aktiven Werden ‒ kein Ding, sondern ein Tun, eine Verfestigung von Handlungsfähigkeit.“[1]

‒Karen Barad

Gebäude werden in vielen architektonischen Diskursen vor allem als statische räumliche Artefakte beschrieben. Sie werden als Volumen und Räume beschrieben, die nach ihrer Errichtung weitgehend unverändert bleiben. Im Gegensatz dazu begreift eine ganzheitlichere architektonische Perspektive ein Gebäude nicht nur als Summe von Räumen, sondern als zusammenhängendes System. In diesem System sind Umgebung, Gebäudetechnik, Materialien sowie menschliche und nicht-menschliche BewohnerInnen wechselseitig miteinander verschränkt und bedingen sich kontinuierlich. Dieses verflochtene und dynamische Gefüge definiert grundlegend, was ein Gebäude ausmacht. Im gleichen Sinne, denken wir in der Architektur oft, dass die Gestaltung unserer Gebäude an dem Tag endet, an dem die BewohnerInnen einziehen. Tatsächlich entwickeln sich Gebäude jedoch weiter und verändern sich, solange sie Klima, Umgebung und Nutzung ausgesetzt sind. Viele dieser Veränderungen bleiben auf Makroebene zunächst unauffällig. Materialien verwittern, verfallen, reagieren auf Feuchte und Temperatur oder verändern ihre Farbe. Diese Veränderung tritt anfangs auf Mikroebene auf und wird erst nach Jahren der Nutzung auch für das menschliche Auge sichtbar.

Auf einer anderen Zeitskala wird zudem das Mikroklima im Gebäude durch Klimatisierungssysteme kontinuierlich reguliert. Heiz- und Kühlgeräte passen die Innentemperatur fortlaufend an und reagieren dabei auf Messwerte von Temperatursensoren oder auf manuelle Thermostateinstellungen der BewohnerInnen. Die Auswirkungen solcher Anpassungen auf das Raumklima bleiben dabei nicht auf einzelne Räume beschränkt, sondern reichen weit über den unmittelbaren Gebäudekontext hinaus. Beispiele für Gebäudesysteme und -dienstleistungen mit stadtweiter Wirkung sind Energie- und Infrastrukturnetze sowie Smart-Home-Steuerungen. Diese Systeme reagieren nicht nur auf die BewohnerInnen, sondern sind zugleich in größere Versorgungs- und Datennetzwerke eingebunden.

Veränderungen in Gebäuden entstehen jedoch auch jenseits der Hightech-Ausstattung. BewohnerInnen gestalten ihre Innenräume fortlaufend um, indem sie die Räume immer wieder an ihre alltäglichen Bedürfnisse anpassen. Sie pflegen ihren Haushalt, empfangen Freunde und Freundinnen, kümmern sich um Haustiere und lassen ihre Kinder imaginäre Welten an die Wände ihrer Wohnräume malen. In all diesen Beispielen ‒ materielle Veränderungen, Klimaanpassungen und Veränderungen der menschlichen Bedürfnisse ‒ erscheint Architektur als ein Bereich, in dem Materialien, BewohnerInnen und Gebäudesysteme gleichermaßen eine aktive Rolle spielen. ArchitektInnen entwerfen, aber wir sind nicht die einzigen Urheber. Was wäre, wenn wir die gebaute Umwelt nicht mehr als etwas Fertiges betrachten würden, sondern als ein dynamisches Feld, das wächst, reagiert, verfällt und die Fähigkeit zur Wahrnehmung besitzt? Was wäre, wenn wir Architektur als eine lebendige Schnittstelle betrachteten?

In Anlehnung an Karen Barads Konzept der „Intra-Aktionen“[2], demzufolge Materie kein passives Substrat, sondern ein aktiver Akteur ist, kann Architektur in ähnlicher Weise als ein Phänomen verstanden werden, das eher aus Beziehungen als aus einer festen geometrischen Form entsteht. Anstelle einer vorbestimmten und statischen Form wird sie durch jede „Intra-Aktion“ iterativ neu konfiguriert. Barad verwendet den Begriff „Intra-Aktion“, um über Kausalität zu sprechen. Im Vergleich zur Interaktion, die bereits vorhandene unabhängige Einheiten voraussetzt, beschreibt „Intra-Aktion” die dynamische Neukonfiguration der Welt. Für sie sind die primären ontologischen Einheiten nicht Objekte, sondern Phänomene,[3] was es unmöglich, und vielleicht auch unnötig, macht, einen einzigen Ursprungs- oder Erneuerungspunkt zu definieren.

Architektur unter Berücksichtigung von „Intra-Aktion“ zu entwerfen bedeutet, Systeme und Rahmenbedingungen zu gestalten anstatt primär formaler Geometrien. Diese Rahmenbedingungen und Systeme bestehen aus Teilen, die aufeinander reagieren, sich anpassen und weiterentwickeln, manchmal sichtbar und manchmal unterhalb der Wahrnehmungsschwelle. Ein System gilt als vollständig, wenn kein Teil entfernt werden kann, ohne die ursprüngliche Absicht des Entwurfs zu verändern. Mit dieser Veränderung verschiebt sich die Entwurfsintention weg von einem festen Skript, das den Weg vom Entwurf zur Konstruktion deterministisch vorgibt. Stattdessen rückt eine atmosphärische und performative Entwurfsabsicht in den Vordergrund. Eine atmosphärische Entwurfsabsicht beschreibt Räume danach, wie sie auf uns in der Welt wirken. Beispiele für atmosphärisches Design könnten eine „sanfte Lichtung im Wald”, „das Gegenteil eines Blumengartens” oder „etwas, das unter der Oberfläche des Gartens liegt” sein.

Diese Beschreibungen vermitteln mehr als nur visuelle Eindrücke. Sie rufen auch verkörperte Erinnerungen an Gerüche, Geräusche und Texturen wach. Stellen Sie sich einen Boden vor, der unter Ihrem Gewicht leicht nachgibt, begleitet von einem damit einhergehenden Gefühl der Unruhe. Dieses verkörperte Gefühl kann als Leitfaden für die Gestaltung dienen. Performative Designabsicht bezeichnet die Art und Weise, wie das System mit seiner Umgebung interagiert. Manchmal kann diese Interaktion direkt sein. Eine direkte Interaktion löst eine Eins-zu-Eins-Reaktion aus: Eine menschliche Geste verändert sofort das Verhalten des Systems. In anderen Fällen ist sie indirekt: Viele kleine Signale (z. B. die Mimik mehrerer Personen) beeinflussen einen Steuerungsparameter (etwa die Temperatur), der dann das Materialwachstum anregt.

Atmosphärische und performative Architektur erfordert auch neue Bewertungsmethoden. Anstatt Architektur aus der Ferne zu betrachten, indem man Grundrisse und Schnitte objektiv analysiert, muss man sich mitten in diese Architektur hineinbegeben. Das Verstehen, Beobachten und Konzeptualisieren der Architektur werden somit zu einer Praxis der Auseinandersetzung. Die Praxis der Auseinandersetzung ist nicht nur Teil der Bewertung der Architektur, sondern auch ein integraler Bestandteil des Gestaltungsprozesses. Da viele Systeme, Interaktionen und Materialien zu komplex sind, um vollständig planbar und begrifflich erfassbar zu sein, lassen sie sich nur bis zu einem gewissen Grad beschreiben. Sprache und Darstellungen helfen uns, wesentliche Parameter zu definieren, aber sie können die zugrunde liegenden Strukturen dieser Systeme (und möglicherweise der Welt) nicht vollständig vorhersagen. Materie, und in diesem Beispiel gebaute Strukturen, muss bzw. müssen uns daher dabei helfen, unsere Sprache zu erweitern, wenn uns die Worte zur Beschreibung fehlen. In diesem Kontext liegt die primäre Form des Verstehens nicht in der Terminologie, sondern in den Bedeutungen, die diese prototypischen Architekturen hervorbringen. Der Akt des Konstruierens sowie des anschließenden Beobachtens und Auseinandersetzens mit ihnen ist daher Teil ihrer Entwurfsmethode. Diese Methode beinhaltet den Bau mehrerer Iterationen derselben performativen Architektur, um zu verstehen, wie ein bestimmtes System zu entwerfen ist. Diese Iterationen können als „prototypische Architekturen” bezeichnet werden, da sie die Beobachtung, Erprobung und Verfeinerung einer Entwurfsabsicht ermöglichen, bevor diese auf ein Gebäude angewendet wird. Prototypische Architektur stellt somit eine Methode der Wissensproduktion dar, bei der räumliche Erfahrung und die Beobachtung von Performativität parallel verlaufen. Um die Wissensgenerierung während der Beobachtung zu unterstützen, ist es wichtig, die materiellen Veränderungen lesbar und verständlich zu machen. Wie bereits erwähnt, reagiert Materie immer, doch ihre Veränderungen sind oft nur auf mikroskopischer Ebene sichtbar. Damit Menschen ihre Verflechtungen mit der Umwelt verstehen können, müssen Interaktionen und Veränderungen auf einer für sie wahrnehmbaren Ebene sichtbar werden. Ein minimaler Ausdruck einer solchen prototypischen Architektur könnte aus einem Biomaterial, einer für dessen Wachstum geeigneten Umgebung sowie aus AkteurInnen bestehen, die diese Umgebung beeinflussen.

Biomaterialien eignen sich gut, um Materialveränderungen wie Farbveränderungen oder Wachstum in Echtzeit auf Makroebene zu beobachten. Das liegt daran, dass Biomaterialien schnelle, sichtbare Reaktionen auf Umweltbedingungen zeigen, sodass Veränderungen ohne spezielle Instrumente erkennbar sind. Mikroben können den pH-Wert einer Umgebung verändern, wenn sie wachsen oder Stress ausgesetzt sind. Diese Veränderung kann mit Hilfe von farbverändernden Indikatoren sichtbar gemacht werden. Ein weiteres Beispiel ist Myzel, das innerhalb weniger Tage eine verdickte weiße Schicht bildet, die sich über eine Oberfläche ausbreitet. Kleine biochemische Veränderungen aggregieren oft zu klaren Makromustern, wie etwa Aderungen, Opazität oder Texturveränderungen, wodurch Materialveränderungen und -umwandlungen leichter zu beobachten sind. Um eine Materialveränderung herbeizuführen, können wir Umweltparameter wie Temperatur oder Licht verändern, das Bakterienwachstum durch die Zufuhr von Nährstoffen stimulieren oder die Ausbreitung von Bakterien durch den Entzug von Nährstoffen hemmen.

Um das Ausmaß der Umweltveränderungen zu steuern, können wir Maschinen wie Roboter einsetzen, die anhand verschiedener Sensoreingaben mit Hilfe von Auslösern so mild oder so stark wie gewünscht auf die Umgebung einwirken können. Auslöser ermöglichen es Maschinen, auf die Umgebung einzuwirken und eine Materialveränderung herbeizuführen. Diese Auslöser können chemischer, physikalischer oder mechanischer Natur sein. Roboter können eine bestimmte Chemikalie tropfenweise abgeben, um das Materialwachstum zu fördern, die Beleuchtung anzupassen oder Samen zu pflanzen. Mit Hilfe von Sensoren wie Kameras, Feuchtigkeits- oder Temperatursensoren können Maschinen sowohl das Material als auch die Umgebung und die BewohnerInnen von Gebäuden beobachten. Diese BewohnerInnen können Menschen oder andere nicht-menschliche Wesen sein, wie Tiere, Bakterien oder Pflanzen, die in der Umgebung leben. Die Logik des Maschinenverhaltens, die performative Designabsicht, wird durch eine Softwarearchitektur definiert, die festlegt, wie starr, anpassungsfähig oder unvorhersehbar Roboteraktionen ausgelöst werden und durch welche sensorischen Eingaben dies geschieht. Der Roboter könnte sogar eine eigene Gestaltungsabsicht haben, die Einfluss darauf nimmt, wie die Sensoreingaben verarbeitet werden.

Dieser Text stellt zwei prototypische Architekturen vor, die diese Ideen artikulieren: „Degrees of Life” und „Dafne’s Skin”, beides Projekte des Architekturbüros MAEID (gegründet und geleitet von Daniela Mitterberger und Tiziano Derme). Die Projekte sind experimentelle Umgebungen, in denen Architektur mit Materialien, Maschinen, Menschen und Nicht-Menschen in Verbindung steht und interagiert. Die nicht-menschlichen Subjekte in beiden Projekten waren Mikroorganismen, vor allem Mikroben. Mikroben sind unsere ständigen Begleiter. Sie beeinflussen unsere Gesundheit und bestimmen, wie wir einander und wie wir Räume wahrnehmen.[4] Sie verändern unsere Wahrnehmung von Räumen, indem sie zeitbasierte Spuren hinterlassen (Patina, Biofilm, Verfall), welche die Farbe, den Glanz, die Glätte oder die Reflektivität von Oberflächen verändern. Dadurch verändern sich Lichtverhältnisse, Oberflächenstruktur und Materialfarbigkeit und damit die räumliche Wirkung, was wiederum beeinflusst, wie wir uns durch einen Raum bewegen. Mikroben verändern jedoch nicht nur das Aussehen von Materialien. Mikroben in der Luft und ihre Fragmente beeinflussen unser Wohlbefinden, indem sie beim Einatmen Immunreaktionen auslösen und über Gerüche sowie die Luftqualität unsere Wahrnehmung prägen. In diesem Sinne choreografieren Mikroben still und leise unsere Erfahrungen und zeichnen gleichzeitig unsere Anwesenheit auf. Studien zeigen, dass sich mikrobielle Gemeinschaften aus der Haut-, Darm- und Mundflora der BewohnerInnen schnell auf Oberflächen ausbreiten, wenn Menschen in ein neues Zuhause ziehen.[5] Unser einzigartiger mikrobieller „Fingerabdruck” umgibt uns wie eine Wolke und bleibt auch nach dem Verlassen eines Raumes bestehen.[6] Diese Studien legen nahe, dass unsere eigene Mikrobiota die gebaute Umwelt schnell besiedelt, und zeigen, wie unser einzigartiges Mikrobiom uns begleitet und mit uns Räume bewohnt. Diese Beispiele aus der Mikrobiologieforschung veranschaulichen den direkten Zusammenhang zwischen Bakterien, Mikrobiologie und Architektur. Dieser Wandel von isolierten Disziplinen hin zu einem interdisziplinären Ansatz lädt uns dazu ein, unser Verständnis von Architektur zu überdenken, von der Montage bis zur Kultivierung, von der Struktur bis zur Ökologie und vom Objekt bis zur Interaktion.

Bei beiden Projekten, „Degrees of Life” und „Dafne’s Skin”, erforderte die performative und atmosphärische Gestaltungsabsicht das Überschreiten von Fachgrenzen und die Einbeziehung der Methoden, Werkzeuge und Bewertungsmethoden von MikrobiologInnen, ChemikerInnen, InformatikerInnen und KünstlerInnen. Das übergreifende Konzept wurde von uns als ArchitektInnen entwickelt, doch die Artikulation – d.h. wie der Raum klingt, sich verhält und anfühlt – wurde gemeinsam entworfen. An beiden Projekten waren InformatikerInnen, MikrobiologInnen und KünstlerInnen beteiligt, die sich auf das Sounddesign und die visuelle Interaktion konzentrierten. Durch die frühzeitige Einbeziehung dieser Disziplinen in den Entwurfsprozess stellten wir sicher, dass die Perspektiven und Beiträge der anderen Mitwirkenden unser Raumkonzept ergänzten und weiterentwickelten. Der Austausch zwischen den Disziplinen ermöglichte es, schwierige Fragen auf ganzheitlichere Weise zu beantworten. Fragen wie „Wie können wir einen Raum gestalten, der lebendig ist und reagiert?“ führen bei MikrobiologInnen zu anderen Antworten als bei InformatikerInnen, die mit KI arbeiten. Aufgrund ihres Fachwissens verstehen MikrobiologInnen Lebendigkeit eher im Sinne von chemischen Reaktionen, Gradienten und Patina, während InformatikerInnen eher in Begriffen wie Sensoren, Modellen und Rückkopplungsschleifen denken. Diese Methodiken laufen in der Architektur zusammen und zeigen, wie sich Wissen zwischen unterschiedlichen Bereichen übertragen lässt. Die Projekte untersuchen auf mikro- bis makroskopischer Ebene die Interaktionen zwischen Mikroben, Menschen und der gebauten Umwelt unter Verwendung ausgewählter technologischer Werkzeuge wie Eye-Tracking-Geräten und Roboter. „Degrees of Life” untersucht die Dynamik in Körpernähe mit Schwerpunkt auf dem Blick, während „Dafne’s Skin” diese Untersuchung auf die Gebäudehülle ausweitet. Zusammen verdeutlichen beide Projekte, dass sich dieselben Prozesse von intimen, körpernahen Schnittstellen bis hin zur Gebäudehülle skalieren lassen.

„Degrees of Life” war Teil eines größeren Gemeinschaftsprojekts namens „Co-Corporeality”.[7] Der Gesamttitel des Projekts „Co-Corporeality” verbindet Körperlichkeit – den Zustand, einen Körper zu haben oder ein Körper zu sein[8] – mit der Vorsilbe „co” und verweist damit auf die gemeinsame Verkörperung von Menschen, Maschinen und Mikroben. Das vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) im Rahmen des PEEK-Programms finanzierte vierjährige Projekt betrachtete die gebaute Umwelt nicht als tote Gebäudehülle, sondern als biologische Einheit, die in der Lage ist, zu fühlen, zu kommunizieren und sich gemeinsam mit ihren BewohnerInnen weiterzuentwickeln. Als abschliessender Prototyp des vierjährigen Forschungsprojekts untersuchte „Degrees of Life“ Architektur als reaktionsfähigen Raum des gegenseitigen Austauschs auf der Ebene des menschlichen Körpers und schlug eine lebendige Architektur vor, die sich mit der Anwesenheit des Menschen weiterentwickelt. Die BesucherInnen der Ausstellung interagierten mit drei geschlossenen mikrobiellen Ökosystemen über ein am Kopf befestigtes Eye-Tracking-Gerät, das den Kreislauf zwischen Interaktion und materieller Veränderung schloss (Abb. 1). Das System erfasste bewusste Eingaben (Blickrichtung) und unbewusste Signale (Pupillenerweiterung als Indikator für menschliche Emotionen) und übersetzte sie in maschinenlesbare Daten. Mit Aktuatoren ausgestattete Maschinen passten daraufhin die Umgebungsparameter (pH-Wert, Nährstoffzufuhr und Licht) entsprechend an. Als Reaktion darauf entwickelten sich die mikrobiellen Ökosysteme im Lauf der Zeit weiter und wuchsen. Während mikrobielle Reaktionen sich allmählich entfalten können – manchmal über Stunden oder Tage hinweg –, machte die Installation ihre Dynamik durch architektonische Mittel wahrnehmbar. Auf diese Weise prägte die menschliche Aufmerksamkeit aktiv die Bedingungen, unter denen die mikrobiellen Kulturen leben, sich verwandeln und letztendlich die Architektur selbst neu gestalten.

Die drei geschlossenen mikrobiellen Ökosysteme, mit denen die BesucherInnen interagierten, wurden als ECo, SuCr und CyA bezeichnet und beherbergten jeweils einzigartige mikrobielle Arten: Escherichia coli, Sucrofermenta und das Cyanobakterium Synechocystis. Wir haben diese Bakterienstämme ausgewählt, um die mikrobielle Aktivität in Echtzeit sichtbar zu machen: Escherichia coli sorgt für schnelle, sichere und gut lesbare pH-abhängige Farbveränderungen; Sucrofermenta bildet robuste Bakterien-Zellulose-Matten; und Synechocystis kann lichtresponsive grüne Biofilme bilden. Beim Betreten der Ausstellung erhielten die BesucherInnen das speziell entwickeltes Eye-Tracking-Gerät. Ihre biometrischen Daten (Blickrichtung und -dauer sowie Pupillendurchmesser) wurden in Echtzeit über eine Raspberry Pi-basierte Streaming-Schnittstelle an ein verteiltes Steuerungssystem übertragen. Die in jedes geschlossene mikrobielle Ökosystem (ECo, SuCr und CyA) eingebauten Aktoren wurden auf die spezifischen Umweltparameter abgestimmt, die die Bakterien wahrnehmen und auf die sie reagieren konnten. Escherichia coli reagierte auf pH-Veränderungen in seinem Medium, die durch Natriumhydroxid verursacht wurden. Diese pH-Veränderungen wurden sofort als Farbänderungen sichtbar. Um diese Veränderung zu bewirken, steuerten der Blick, die Position und die Verweildauer der BesucherInnen eine auf einem 2-Achsen-Portal montierte Spritze, die entsprechend Natriumhydroxid abgab. Die Sucrofermenta-Bakterien produzieren mikrobielle Zellulosematten. Die Dicke und der Wachstumsort dieser Matten können durch gezielte Platzierung von Nährstoffen gesteuert werden. Die Blickrichtung der BesucherInnen wurde genutzt, um zu steuern, wo die Sprühdüsen Nährstoffe abgaben, und damit zu steuern, wo das Material wuchs. Die Cyanobakterien Synechocystis können unter geeigneten Bedingungen sichtbare grüne Biofilme entwickeln. Die Beleuchtung, einschließlich ihrer Intensität, ihres Spektrums und ihrer Photoperiode, beeinflusst die Wachstumsrate und damit die Biofilmbildung. In der Ausstellung steuerten die BesucherInnen die Beleuchtung in der Kammer (ein/aus) und beeinflussten so die photosynthetische Aktivität und im Laufe der Zeit die Entwicklung und räumliche Verteilung des Biofilms.

Das System beruhte nicht ausschließlich auf Mechanik und Maschinenverhalten, sondern auf Stoffwechselprozessen. Einerseits basierte die Reaktion der Bakterien auf dem biologischen Stoffwechsel. Reale mikrobielle Aktivitäten wie Wachstum, Pigmentproduktion und Biofilmbildung prägten die Ästhetik und das Design der Ausstellung. Die mikrobiellen Aktivitäten wurden durch maschinell steuerbare Bedingungen wie Licht und Nährstoffe angetrieben, die durch die erfassten Signale der BesucherInnen ausgelöst wurden. Andererseits wurde das Projekt durch den Informationsstoffwechsel angetrieben, der durch kontinuierliche Zyklen der Erkennung, Interpretation und Aktivierung definiert ist, welche die Umgebungsparameter anpassen, um die mikrobielle Dynamik zu steuern. In dieser Kopplung zeigt die Arbeit auch Formen des Gedächtnisses als kumulative mikrobielle Spuren und protokollierte Interaktionen, die in materiellen Veränderungen fortbestehen. Da mikrobielle Veränderungen für den Menschen im Wesentlichen nicht wahrnehmbar sind, wurde die Reaktionszeit der Bakterien auf menschliche Interaktionen zu einem zentralen Designparameter. In der Ausstellung begegneten die BesucherInnen mehreren Zeitlichkeiten und mikrobiellen Reaktionen; einige Reaktionen waren erst nach einer Woche wahrnehmbar, während andere sofort visuell wahrgenommen werden konnten. Um ein Paradigma der Mimikry (etwa Geste rein/Geste raus) zu vermeiden, haben wir unterschiedliche Interaktionsmodi implementiert, die mit verschiedenen Bakterienkulturen verbunden sind. Das Ziel war es, den BesucherInnen zu ermöglichen, durch situierte Praxis im Laufe der Zeit eine rudimentäre „Sprache“ mit den mikrobiellen Systemen zu entwickeln, indem sie lernten, wie bestimmte Aufmerksamkeitsmuster materielle Reaktionen hervorrufen können, ohne den Austausch in direkte Nachahmung zu verwandeln.

Durch die Gestaltung einer Architektur, die auf nonverbale Signale wie Blicke reagiert, bricht die Ausstellung Hierarchien zwischen dem Gebäude und seinen BewohnerInnen sowie zwischen Menschen und Nicht-Menschen auf. Sensoren, Aktoren, organisches Material und Tracking-Systeme gestalten gemeinsam den Raum und verändern ihn durch gegenseitige Beeinflussung kontinuierlich. Physische Präsenz wird nicht mehr einfach als Besetzung definiert, sondern als Teilnahme an einer erweiterten, gemeinsamen Ökologie. Der architektonische Raum schützt oder beherbergt nicht mehr (nur) Menschen, sondern nimmt wahr, hört zu und handelt. Was dabei entsteht, ist kein symbolischer Austausch, sondern eine direkte Verhandlung zwischen Arten und Systemen, bei der Wahrnehmung zu Input wird und Materie wiederum reagiert.

Während sich „Degrees of Life” auf der Skala des Körpers entfaltet, erweitert „Dafne’s Skin” diese Untersuchung auf die architektonische Skala. Das auf der Mailänder Triennale 2025 vorgestellte Projekt besteht aus einer Gebäudehülle in Originalgröße, der aus 2.000 handgespaltenen Lärchenschindeln errichtet und mit einer lebenden mikrobiellen Farbe beschichtet ist, die aus Tetradesmus deserticola (einer an die Wüste angepassten Mikroalge) und Azospirillum brasilense (einem stickstofffixierenden Bakterium) besteht. Die Mikroalge Tetradesmus deserticola wurde aufgrund ihrer Trockenheitstoleranz und ihrer Fähigkeit, nach dem Trocknen die Photosynthese wieder aufzunehmen, ausgewählt ‒ was für eine Holzverkleidung mit zeitweiliger Feuchtigkeit entscheidend ist ‒, während die mitkultivierte Azospirillum brasilense bioverfügbaren Stickstoff und wachstumsfördernde Signale liefert, die die Vitalität der Algen auf nährstoffarmen Oberflächen unterstützen. Während die Organismen wachsen, produzieren sie nach und nach eine hellgrüne Patina, die die Oberfläche der Struktur im Laufe der Zeit verändert.

Die Patina in „Dafne’s Skin“ wird nicht als Zeichen von Alter oder Verfall behandelt, sondern als kultivierter Ausdruck der Verflechtung mit der Umwelt. Die Patina, die sich allmählich über die Lärchenschindeln ausbreitet, ist kein Nebenprodukt, sondern sie ist die architektonische Oberfläche selbst in einem Zustand der Transformation. Die Oberflächenstruktur visualisiert die Aktivität von Tetradesmus deserticola und Azospirillum brasilense, die auf Licht, Nährstoffe und Feuchtigkeit reagieren. Im Gegensatz zu traditionellen Oberflächenbehandlungen, die auf Versiegelung und Konservierung abzielen, ist diese lebende Beschichtung porös, vergänglich und kontingent. Sie lädt atmosphärische Bedingungen ein, sich an der Ästhetik zu beteiligen. Die Oberfläche wird zu einer Aufzeichnung von Pflege, Aufmerksamkeit und Umweltschwankungen – ein Index der fortwährenden Verhandlung zwischen lebenden und gebauten Systemen. Daher ist die architektonische Oberfläche in „Dafne’s Skin“ nicht nur eine Umhüllung, sondern ein sich entwickelndes Feld: lebendig, reaktiv und ästhetisch.

Über der Gebäudehülle hängen vier kabelgesteuerte Roboter-„Geografen“, die das mikrobielle Wachstum und die Interaktion der Menschen überwachen, um die Umweltparameter in Echtzeit anzupassen. Dazu sind sie mit jeweils zwei Kameras ausgestattet: eine blickt nach unten auf die Oberfläche, die andere seitlich, um die BesucherInnen zu beobachten. Je nachdem, was die Roboter sehen, werden verschiedene Umweltparameter lokal aktiviert, darunter Licht, Nährstoffzufuhr und Luftfeuchtigkeit. Ein über Kopf hängendes Gerüst trägt die erforderliche Infrastruktur, darunter das Bewässerungssystem, die Wachstumslampen und die Roboter-„Geografen”, und bildet das infrastrukturelle Rückgrat der Installation. Das Gerüst ermöglicht die präzise Koordination der Pflege, wie gezielte Befeuchtung, Beleuchtung und Echtzeitüberwachung der mikrobiellen Gesundheit. Das Gerüst fungiert als Schnittstelle und koordiniert die Beziehung zwischen der technischen Infrastruktur und dem organischen Wachstum. Es ist ein räumliches Instrument, das die Umgebung handlungsfähig macht ‒ ein Rahmen, durch den Maschinen die architektonische Oberfläche nicht kontrollieren, sondern kultivieren.

Das gesamte System ‒ Umweltsensoren, Roboterbewegungen, Bewässerung und Beleuchtung ‒ wird durch eine dezentralisierte Softwarearchitektur koordiniert, die ihr Verhalten auf der Grundlage der bakteriellen Bedingungen und der Interaktionen der BesucherInnen anpasst. Je mehr menschliche Interaktion das System erkennt, desto mehr unterstützt es die mikrobielle Ausbreitung.

Sowohl „Dafne’s Skin” als auch „Degrees of Life” wurden durch eine tiefgreifende, interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Architektur, Materialwissenschaften, Informatik, Kunst und Mikrobiologie realisiert. Anstatt Fachwissen nachträglich zu kombinieren, wurden die Projekte von Anfang an gemeinsam entwickelt, sprich, über Disziplinen hinweg ausgehandelt und durch gegenseitige Einschränkungen iterativ verfeinert. Der wichtigste Teil dieser interdisziplinären Arbeit war nicht nur die technische Integration, sondern auch die Abstimmung der Sprache. Begriffe, die in einem Fachgebiet selbstverständlich waren, hatten in einem anderen möglicherweise eine völlig andere Bedeutung. „Architektur“ beispielsweise hat in den Design-Disziplinen räumliche, materielle und kulturelle Konnotationen, während es in der Informatik für Datenstrukturen, Software-Hierarchien oder Hardware-Konfigurationen steht. Diese konzeptionellen Dissonanzen sind nicht nur semantischer Natur, sondern offenbaren unterschiedliche Erkenntnistheorien, Werte und Arten, die Welt zu strukturieren. Daher verlaufen solche interdisziplinären Kooperationen selten reibungslos. Sie erfordern neue Formen der Urheberschaft, Sprache und Geduld. Doch sie erweitern auch die Möglichkeiten der Architektur ‒ und den Kreis derjenigen, die daran teilhaben können. Mikrobielle Ökosysteme, Roboterchoreografien, maschinelles Sehen und menschliche Körper werden zu Co-Autoren in einer Umgebung, die durch gemeinsame Protokolle definiert ist.

In beiden Projekten war es nicht das Ziel, Ergebnisse vorherzusagen, sondern Design als einen offenen Zustand zu gestalten, als eine Choreografie zwischen materiellen Prozessen, Umweltfeedback und menschlichem Engagement. Dieser Wandel verändert die Art und Weise, wie wir gestalten. Dazu gehört auch, wie wir die Protokolle, Rahmenbedingungen und Maschinen gestalten, die die Atmosphäre, Leistung und das Verhalten eines Raumes definieren. Dieser Wandel in Design und Fertigung geht über Methodik und Ästhetik hinaus. In einer ökologischen Krise kann Architektur nicht isoliert bleiben, sondern muss sich anderen Disziplinen, anderen Spezies und anderen Zeitlichkeiten öffnen. Diese Projekte zeigen, dass wir durch sorgfältige und abgestimmte interdisziplinäre Zusammenarbeit Räume schaffen können, die nicht nur nachhaltig, sondern lebendig sind.

Die Betrachtung von Architektur als verflochtenes System eröffnet neue Handlungsräume auf Gebäudeebene. Sie ermöglicht nicht nur technische Innovationen, wie etwa patinierte Fassaden, feuchtigkeits- und temperaturregulierende Biomaterialien oder Systeme, die auf Wetter und Anwesenheit der BewohnerInnen reagieren, sondern verschiebt auch den Gestaltungsbegriff selbst. Gebäude sollten nicht länger als unveränderliche Objekte verstanden werden, sondern als sich entwickelnde, lebendige Systeme, die auf Protokolle der Aufmerksamkeit, Wartung und Gegenseitigkeit beruhen.

Übersetzung: Nikolaus G. Schneider 

[1] Barad, Karen: Meeting the Universe Halfway: Quantum Physics and the Entanglement of Matter and Meaning, Durham 2007, 151.

[2] „Materie ist weder feststehend und gegeben noch das bloße Endergebnis verschiedener Prozesse. Materie wird produziert und ist produktiv, sie wird erzeugt und ist generativ.“ Barad, Meeting the Universe Halfway (siehe Anm. 1), 137.

[3] Ebd., 141.

[4] Vgl. Colomina, Beatriz, und Wigley, Mark: We the Bacteria, Zürich 2025.

[5] Vgl. Lax, Simon/ Smith, Daniel P./Hampton-Marcell, Jarrad u.a.: „Longitudinal Analysis of Microbial Interaction between Humans and the Indoor Environment“, Science 345, Nr. 6200 (2014): 1048–1052; vgl. auch The Human Microbiome Project Consortium: „Structure, Function and Diversity of the Healthy Human Microbiome“, Nature 486, Nr. 7402, (2012): 207–214, online unter: https://doi.org/10.1038/nature11234. (Stand: 21.Februar 2026)

[6] Vgl. Meadow, James F. u.a.: „Humans Differ in Their Personal Microbial Cloud“, PeerJ 3 (2015): e1258, online unter: https://doi.org/10.7717/peerj.1258. (Stand: 21. Februar 2026)

[7] Mitterberger, Daniela/Derme, Tiziano/Imhof, Barbara: „Degrees of Life: Human-Bacteria Interaction in Architectural Space“, in: Aviv, Dorit/Akbarzadeh, Masoud/Stuart Smith, Robert (Hg.): Hybrids & Haecceities: Proceedings of the Annual Conference of the Association for Computer Aided Design in Architecture , Philadelphia, 2022, 40–45; siehe auch Imhof, Barbara/Mitterberger, Daniela/ Derme, Tiziano (Hg.): Co-Corporeality of Humans, Machines, & Microbes, Boston 2022.

[8] Hauser, Jens/Strecker, Lucie: „On Microperformativity“, Performance Research 25, Nr. 3 (2020), 1–7. https://doi.org/10.1080/13528165.2020.1807739

„Degrees of Life“ war ein Projekt unter der Leitung von Barbara Imhof, Daniela Mitterberger und Tiziano Derme. Die Entwicklung von Co-Corporeality wurde durch eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen ArchitektInnen, MikrobiologInnen, MaterialwissenschaftlerInnen und Informatikern ermöglicht. Wir arbeiteten mit Damjan Minovski, Patricia Tibu, Xavier Madden und Waltraut Hoheneder von der Universität für angewandte Kunst Wien und dem Österreichischen Forschungsinstitut für Artificial Intelligence zusammen, wo Martin Gasser und Robert Trappl ihr Fachwissen in den Bereichen maschinelles Sehen und KI einbrachten. Heribert Insam und Judith Ascher-Jenull unterstützten die mikrobiologische Forschung an der Universität Innsbruck. David Berry und Andi Heberlein vom Institut für Mikrobiologie der Universität Wien sowie Alexander Bismarck und sein Team vom Institut für Materialchemie arbeiteten an der mikrobiellen und materialwissenschaftlichen Forschung mit. Zita Oberwalder lieferte die fotografische Dokumentation. Die Forschung wurde vom Österreichischen Wissenschaftsfonds (FWF) im Rahmen des Programms für kunstbasierte Forschung (PEEK) finanziert.

„Dafne’s Skin” ist ein Projekt von MAEID (Daniela Mitterberger, Tiziano Derme), unterstützt vom MAEID-Team, darunter Michał Miśków, Clemens Conditt und Leonie Felger. Die Entwicklung von „Dafne’s Skin” wurde durch eine enge interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Architektur, Kunst, Mikrobiologie, Robotik und Informatik ermöglicht. Die erste Version der Roboterinfrastruktur wurde in Zusammenarbeit mit Max Polzin und Kai Junge von Embodied AI entworfen, die zweite Version mit Victor Leung von der School of Creative Media. Dalia Dranseikė entwickelte die mikrobielle Beschichtung im Macromolecular Engineering Lab (ETH Zürich). Die Unterstützung im Bereich Bauingenieurwesen kam von Giovanni Trinetti vom GEAbuildingdesign Studio. Eleni Alexi (XAIA Lab, Princeton University) trug zur Entwicklung des AR-Fertigungsworkflows bei. Martin Gasser und Andrea Reni leiteten die Entwicklung der Softwarearchitektur und der KI-Systeme. Die räumliche Audio- und CGI-Visualisierung der Installation wurde von Luca Pagan und Lorem erstellt. Zita Oberwalder lieferte die fotografische Dokumentation. Die Installation wurde dank der Unterstützung der Triennale Milano, der Princeton University School of Architecture, Princeton—Creative X, des Bundesministeriums für Wohnen, Kunst, Kultur, Medien und Sport, der ETH Zürich und des Österreichischen Kulturforums Mailand ermöglicht. Zusätzliche technische Unterstützung, Sachspenden und ehrenamtliche Arbeit wurden von Carl Stahl ARC, SANlight GmbH, Gasser Schindeln, Spraying Systems Co. und APR Instruments bereitgestellt.