比利时鲁汶大学建筑学系全奖博士招生 | Prof. Armstrong

导师简介

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教授是比利时鲁汶大学（KU Leuven）再生建筑设计驱动型建造学教授。教授拥有剑桥大学（Girton学院）一等荣誉学位并获得两项学术奖项，以及牛津大学（女王学院）的医学学位。她曾于2005年至2015年间成为新西兰全科医师皇家学院成员，并于2014年获得伦敦大学（巴特利特建筑学院）建筑学博士学位，确立了建筑设计中"活体"技术的原则。

教授是再生建筑前沿领域的开拓者，同时也是欧洲创新与技术研究院文化与创意知识与创新社区（EIT C&C）监事会前副主席，以及资深TED研究员。她的专业领域为"活体"建筑和生物设计，通过结合建筑设计、自然科学和医学领域的知识，开发应用于建筑环境的"活体"技术，为可持续生活设立新标准。

研究领域

教授的教学和研究领域主要集中在再生建筑学和生态设计上。她的核心研究兴趣包括：

1. "活体"建筑技术：开发具有生命系统某些特性的建筑结构，使建筑能够像生物体一样生长、代谢、防御和产生有用的产品。
2. 生物设计与生物材料：研究菌丝体生物复合材料等生物生产材料在建筑中的应用，以及如何将这些材料整合到可持续设计实践中。
3. 微生物技术在建筑中的应用：探索如何利用微生物的多样代谢能力来实现可持续建筑，包括微生物燃料电池、生物反应器等技术的集成。
4. 实验建筑学：通过跨学科的设计主导研究方法，重新定义建筑学作为专业的可能性，探索未知领域的设计方法。
5. 生物电气系统：研究如何将生物产生的电力作为城市基础设施的一部分，创建生物数字接口系统。
6. 再生设计：开发不仅能高效管理资源，而且能振兴环境的设计方法，使建筑对自然环境产生积极影响而非消极影响。

研究分析

1：《Towards the microbial home: An overview of developments in next-generation sustainable architecture》

发表于《Microbial Biotechnology》期刊（2023年）

文章概述了下一代可持续建筑的新方法，该方法利用微生物的多样代谢作为平台，将微生物技术和微生物生产的材料融入到建筑环境实践中。指出，颠覆性创新对提高可持续建筑性能门槛至关重要，使建筑不仅实现净零影响，还能对自然界产生促进生命的积极影响。教授描述了如何通过利用微生物技术改变传统建筑结构，例如将厕所从简单的废物排放管道转变为微生物"商品"生产和交换的场所，这些"商品"可用于材料基质、能源生产和废物流的解毒。

2：《Rachel Armstrong's Response to Laura Tripaldi's 'Softness: An Ecological Paradigm for Embodied Technological Intelligence'》

发表于《SOCIAL EPISTEMOLOGY》期刊（2025年）

在这篇论文中，教授回应了Tripaldi关于"软性"作为体现技术智能的生态范式的观点。她探讨了如何将软性材料和系统应用于建筑实践，以及这些概念如何为建筑技术提供新的思路。这篇文章体现了教授对跨学科对话的参与，以及她如何将哲学和材料科学的前沿思想融入建筑实践中。

3：《Life, Mind and Matter: Chemistry for an Ecological Era》

发表于《SOCIAL EPISTEMOLOGY》期刊（2024年）

在这篇论文中，教授探讨了生命、意识和物质之间的关系，特别是化学如何为生态时代提供新的理解框架。她讨论了如何通过化学原理来思考建筑与生态系统的关系，以及如何将这些原理应用于可持续设计实践。

4：《Acoustic Characterization Of Coffee Grounds And Coffee Grounds Based Mycelium Composites》

发表于《BOOK OF EXTENDED ABSTRACTS ACOUSTICS 2024》（2024年）

这项研究对咖啡渣和基于咖啡渣的菌丝体复合材料的声学特性进行了表征。研究表明，这些生物基复合材料具有独特的声学性能，可以应用于建筑声学设计。这项工作展示了教授在可持续生物材料开发和其性能测试方面的研究。

5：《Vers un Béton Vert: The Mäusebunker as Brutalist Metabolism》

发表于《Mäusebunker und Hygieneinstitut: Eine Berliner Versuchsanordnung》（2025年）

这篇论文探讨了野兽派建筑中的新陈代谢概念，以柏林的Mäusebunker建筑为例，分析了如何将生态思维融入粗犷的混凝土结构中。论文提出了"绿色混凝土"的概念，暗示了未来建筑材料朝着更可持续方向发展的可能性。

6：《Informed by Microbes: Biofilms as a Platform for the Bio-digital City》

发表于《Designing More-than-Human Smart Cities– Beyond Sustainability, Towards Cohabitation》（2024年）

在这篇书章中，教授探讨了生物膜如何作为生物数字城市的平台，讨论了微生物如何为智能城市设计提供信息。她提出，通过理解和利用微生物群落的复杂性，我们可以设计超越可持续性、实现物种共存的智能城市。这项研究展示了教授将微生物学与城市规划相结合的创新思路。

项目分析

1：Living Architecture项目（2016-2019）

教授成功协调了备受赞誉的Living Architecture项目，该项目由欧盟Horizon Europe FET Open资助。这个项目展示了功能性建筑基础设施如何能够共享生命系统的某些特性。该项目开发了一个集成的生物反应器系统，将微生物燃料电池（MFC）、藻类光生物反应器（PBR）和合成微生物群落（SMC）组合成一个功能性建筑材料系统。这种系统能够从废水中清除污染物，产生电力、热能，并生成可用于建筑的生物材料。项目成功证明了将生物技术整合到建筑结构中的可行性，为未来建筑提供了一种新范式，使建筑不仅是被动的栖息地，而且是活跃的代谢系统。

2：Active Living Infrastructure: Controlled Environment (ALICE)项目（2019-2021）

教授担任该创新基金奖项项目的协调员，该项目在Living Architecture的基础上，建立了微生物和人类之间的生物数字通信平台。ALICE项目采用舱体形式，提供一个由家庭废物（如尿液和灰水）激活的公共可访问界面，利用为Living Architecture项目开发的集成生物反应器系统的特性。该项目旨在创建可在双年展或节日展出的可用环境，并由观众探索，从而引发关于家庭和公共建筑中可持续性未来以及采用这一新一代公用设施所隐含的生活方式变化的讨论。ALICE提供了一种高度个人化的体验，使"用户"能够理解如何在家中通过充分利用废物来进行不同处理，通过将数据转换为图形动画的有吸引力的数字界面，参与者可以看到他们的废物如何"激活"舱体的性能，例如，开启LED灯或为小型移动设备充电。

3：Microbial Hydroponics (Mi-Hy)项目（2023-2027）

这个正在进行的项目由欧盟EIC Pathfinder Challenges资助，由教授担任总负责人。Mi-Hy项目首次将微生物燃料电池(MFC)技术与水培系统结合，为通常"无土"的水培系统配置引入了假根际圈（扩展的根际圈社区）。Mi-Hy系统调节氮形式，植物根系微生物群优化氮吸收，动员磷，避免了对化学肥料的需求。这一循环、可持续的平台将碳转化为生物量，并从废水中回收氮。通过共享微生物群落连接，该生物电力平台：优化利用废水通过微生物燃料电池产生更高效率的电力；驱动特定波长的LED以优化光合作用；能够使用微生物电合成(MES)回收有用的生物分子。创新的生物电力平台共享共同的微生物成分，意味着它们可以结合使用，而不需要外部（基于化石燃料的）能源。该项目预计将实现更健康、可持续、基于自然的城市景观。

研究想法

1. 仿生自适应外墙系统借鉴教授对"活体"建筑的研究，开发一种能够根据环境条件自动调节的建筑外墙系统。这种系统可以整合微生物燃料电池、光响应生物传感器和可变形生物材料，使建筑立面能够根据温度、光照和湿度条件进行自适应调节，优化能源使用并改善室内环境质量。这一研究可以探索不同种类的微生物和生物材料组合，以及如何将它们集成到模块化建筑元素中，创建真正的"呼吸"建筑外墙。
2. 城市微生物景观再生系统基于Mi-Hy项目的原理，设计一种城市污染修复系统，将废弃的城市空间转变为生产性微生物景观。该系统可以利用城市废水和大气中的二氧化碳，通过微生物代谢将污染物转化为有用的生物质和能源。研究重点可以放在优化微生物群落组成、设计适合不同城市环境的系统构型，以及开发可扩展的部署方法上。这一概念不仅可以净化环境，还可以为城市提供额外的资源和能源。
3. 生物数字界面的建筑集成延续ALICE项目的理念，研究如何将生物数字界面无缝集成到日常建筑环境中。这项研究可以探索新型传感器技术、数据可视化方法和交互设计，使建筑使用者能够直观地理解和参与建筑的生物过程。重点可以放在开发用户友好的界面，使非专业人士能够理解微生物活动如何影响他们的生活环境，并鼓励他们参与可持续行为。
4. 可再生菌丝体建筑构件基于教授对菌丝体生物复合材料的研究，开发可在使用寿命结束后完全生物降解并再生的建筑构件。这项研究可以探索不同的菌种组合、生长条件和后处理方法，以创建具有特定结构、保温和声学性能的建筑元素。特别有趣的方向是研究如何使这些材料在必要时能够"自我修复"或者适应不断变化的环境条件，真正实现建筑材料的循环使用。
5. 生物反应式建筑声学设计结合教授对生物声学材料的研究，开发一种生物反应式建筑声学系统，能够根据声环境自动调整空间的声学特性。该系统可以整合生物传感器、可变形生物材料和微型执行器，使室内声学环境能够动态响应不同的使用需求。研究可以关注如何优化材料的声学性能，如何实现系统的自主调节，以及如何将这些技术集成到美观且实用的建筑元素中。

申请建议

1. 学术准备

• 跨学科背景培养：教授的研究高度跨学科，申请者应努力发展建筑学以外的知识，特别是生物学、材料科学或环境科学方面的基础。考虑修读相关辅修课程或参加短期专业培训项目。
• 实验技能培养：由于"活体"建筑研究涉及大量实验工作，申请者应主动参与实验室项目，积累与生物材料、微生物系统或原型开发相关的实际经验。
• 设计与科学思维并重：准备作品集时，展示你既有创意设计能力，又有科学研究思维，尤其要展示你如何将科学原理应用于设计解决方案中。

2. 研究准备

• 深入研究教授的著作：仔细阅读她的核心著作，如《Soft Living Architecture: An Alternative View of Bio-informed Practice》、《Vibrant Architecture: Matter as a CoDesigner of Living Structures》和《Experimental Architecture: Designing the Unknown》等，理解她的研究方法和理论框架。
• 熟悉Living Architecture和Mi-Hy等主要项目：详细了解这些项目的目标、方法和成果，思考它们如何与你自己的研究兴趣相关联。
• 生成原创研究提案：基于教授的研究方向，开发一个具有创新性的研究提案，该提案应展示你对该领域的理解，并提出有意义的新问题或方法。提案中应明确说明你希望如何为教授的研究作出贡献。

3. 技能发展

• 原型制作能力：发展实际的原型制作技能，包括基本的电子学、数字制造（如3D打印、CNC加工）和生物材料制作技术。
• 数据分析和可视化：学习数据分析和可视化工具，这对于理解和展示复杂的生物系统性能非常重要。
• 多媒体传播能力：培养有效的视觉和文字传播技能，能够清晰地表达复杂的科学和设计概念。
• 合作能力：参与跨学科合作项目，培养与不同专业背景人员合作的能力，这在教授的研究团队中至关重要。

4.申请材料准备

• 研究计划的生态视角：确保你的研究计划体现生态思维，展示你理解建筑不仅是人类居住的空间，更是与更广泛生态系统互动的活体系统。
• 材料的多模态呈现：准备既有科学严谨性又有设计感的申请材料，可以考虑包含概念图、实验数据和原型照片等多种元素。
• 强调创新与实践结合：展示你既能提出创新理念，又能将这些理念转化为实际的设计和原型，这与教授的工作方法非常契合。
• 提出明确的研究问题：你的研究计划应包含明确的研究问题、合适的方法论以及预期的贡献，展示你的研究思路清晰且有深度。

博士背景

Bridge，985土木工程学院博士生，专注于桥梁工程和抗震结构设计研究。擅长运用高性能计算和人工智能技术，探索新型材料和结构在桥梁工程中的应用。在研究大跨度悬索桥抗风性能优化方面取得重要突破。曾获国家奖学金和中国土木工程学会优秀青年工程师奖。研究成果发表于《Journal of Structural Engineering》和《Engineering Structures》等顶级期刊。