Nel 2010 l'architetta israeliana Neri Oxman, allora ricercatrice al MIT Media Lab di Boston, fonda il gruppo Mediated Matter, con un programma di ricerca che si distingue da subito dalla maggior parte della sperimentazione digitale in architettura: non si tratta di generare forme complesse attraverso algoritmi, ma di far collaborare direttamente organismi viventi, biologia molecolare e fabbricazione robotica nello stesso processo produttivo. Oxman chiama questo approccio "material ecology" — ecologia dei materiali — un termine che rifiuta esplicitamente la separazione tradizionale tra design della forma e scienza del materiale: nel suo lavoro, la forma è una conseguenza diretta di come il materiale si comporta, cresce o si degrada, non un disegno imposto dall'esterno a cui il materiale deve poi adattarsi.
Silk Pavilion: un braccio robotico e seimilacinquecento collaboratori viventi
Il progetto che ha reso Oxman nota ben oltre i circoli accademici è il Silk Pavilion, realizzato nel 2013 al MIT. Il punto di partenza è un'osservazione precisa sul comportamento del baco da seta (Bombyx mori): quando costruisce il proprio bozzolo, l'animale non tesse in modo casuale, ma modula la densità del filo di seta secondo gradienti di luce ed esposizione che percepisce nell'ambiente circostante, producendo zone più dense dove serve maggiore protezione strutturale e zone più rade altrove. Il team di Oxman ha tradotto questa osservazione biologica in un processo costruttivo a due fasi: un braccio robotico CNC deposita per prima cosa un unico filo di seta continuo secondo un pattern calcolato sulla base di un'analisi strutturale — le zone di un'ipotetica cupola geodetica dove serve più materiale portante e quelle dove ne serve meno — costruendo un'impalcatura di ventisei poligoni che riproduce, a scala molto più grande e con un unico filo, la logica dei fili di supporto iniziali di un bozzolo naturale.
A quel punto, seimilacinquecento bachi da seta vivi sono stati rilasciati sull'impalcatura. Reagendo agli stessi gradienti di luce e densità che userebbero per completare un bozzolo naturale, gli animali hanno filato seta propria sopra e dentro la struttura preesistente, addensando la trama esattamente nei punti dove i progettisti avevano lasciato aperture più ampie nel pattern robotico — di fatto completando e rifinendo autonomamente un lavoro iniziato da una macchina, in un dialogo diretto tra fabbricazione digitale e comportamento animale non programmato. Il risultato finale — una cupola sospesa di circa cinque metri di diametro, oggi parte della collezione permanente del MIT Museum in una seconda versione del 2020 (Silk Pavilion II) — non è replicabile in modo identico due volte, perché la parte biologica del processo introduce una variabilità che nessun algoritmo controlla del tutto.
Aguahoja: un edificio pensato per sciogliersi
Se il Silk Pavilion esplora la collaborazione con un organismo vivo durante la costruzione, Aguahoja (2018-2019) esplora l'estremo opposto: un materiale interamente biodegradabile, pensato esplicitamente per decomporsi dopo l'uso. Il biocomposito alla base del progetto è realizzato con tre componenti tutti di origine biologica: chitosano (ricavato da gusci di crostacei, uno scarto dell'industria alimentare della pesca), cellulosa e pectina. Queste sostanze, mescolate in proporzioni diverse e stampate in 3D da un braccio robotico su strutture di grande scala — la versione Aguahoja I raggiunge circa tre metri di altezza — producono un materiale le cui proprietà meccaniche, colore e trasparenza variano localmente secondo la formulazione usata in ogni punto, senza bisogno di assemblare pezzi diversi: è lo stesso materiale a cambiare comportamento a seconda della miscela stampata.
Il punto concettuale più radicale di Aguahoja è che la struttura, se esposta agli agenti atmosferici o interrata, si decompone naturalmente restituendo i propri componenti all'ambiente, senza lasciare residui inquinanti — una critica esplicita, formulata dalla stessa Oxman in diverse conferenze e pubblicazioni, all'assunzione implicita per cui un edificio debba essere progettato per durare il più a lungo possibile indipendentemente dal contesto. Per un padiglione temporaneo o un'installazione, sostiene Oxman, la durabilità infinita non è necessariamente un pregio: può essere uno spreco di risorse se il ciclo di vita utile dell'oggetto è comunque breve.
Vespers e il passo successivo: microrganismi nel prodotto finito
La serie Vespers, presentata a partire dal 2016, spinge ulteriormente il rapporto tra biologia e fabbricazione: maschere stampate in 3D che incorporano microrganismi sintetici vivi o pigmenti prodotti da batteri, capaci di continuare a reagire e cambiare aspetto nel tempo dopo la stampa. Non è più un materiale che imita un processo biologico avvenuto altrove (come il micelio essiccato di Hy-Fi, descritto nell'approfondimento dedicato in questa sezione): è un oggetto che ospita un processo biologico ancora in corso al momento dell'uso, sfumando ulteriormente il confine tra manufatto e organismo.
Critiche e scalabilità: il limite dichiarato del suo stesso lavoro
Il lavoro di Oxman non è privo di critiche, anche interne alla comunità accademica di ingegneria dei materiali: molti dei suoi progetti restano installazioni uniche, realizzate con processi di fabbricazione lenti e costosi, lontani per ora da qualunque applicazione a scala di edificio abitabile o di produzione industriale ripetibile. È una critica che la stessa Oxman non ha mai negato esplicitamente: il valore dichiarato del suo lavoro non è la scalabilità immediata, ma l'apertura di un repertorio concettuale — dimostrare che è possibile progettare un materiale che cambia proprietà punto per punto, o un edificio che collabora con un organismo vivo durante la propria costruzione — che altri, con obiettivi più industriali, potranno in futuro rendere praticabile su scala più ampia. In questo senso il suo lavoro va letto più come ricerca di frontiera che come proposta di cantiere: un ruolo che, nella storia dei materiali da costruzione, è sempre stato necessario prima che una tecnologia sperimentale diventasse un prodotto normato e diffuso.