معماری چیست؟ برای برخی، نقش سنتی آن گرد هم آوردن تخیل، دانش فنی و حل مسئله است که به معماران اجازه می‌دهد تا ضمن ایجاد تعادل بین ایده‌ها و ابزارهای تحقق آنها، طراحی و ساخت کنند. از سنگ و چوب ساختمان‌های اولیه گرفته تا فولاد و بتن قرن بیستم، هر دوره نه تنها درک فرم، بلکه درک خواص و پتانسیل مواد مورد استفاده را نیز می‌طلبید . این درک از مواد همیشه بخش اصلی فرآیند خلاقیت بوده است، اگرچه دامنه آن توسط دانش و فناوری‌های موجود محدود شده است.
با گذشت زمان، این تعادل شروع به تغییر کرده است. معماران از استفاده صرف از مصالح به طراحی فعال آنها، به کارگیری اصول علمی و آزمایش فرآیندهای بیولوژیکی، شیمیایی و محاسباتی روی آورده‌اند. این تکامل، امکانات معماری را گسترش داده و طبیعت، فناوری و هنر را در هم آمیخته است ، در حالی که نقش معمار را به بُعدی تجربی‌تر و علم‌محور سوق می‌دهد، جایی که دستکاری و خلق مصالح به جای صرفاً وسیله‌ای برای دستیابی به فرم‌ها یا ساختارها، به امری محوری در عمل خلاقانه تبدیل می‌شود.
در زمان خود، ویتروویوس معماری را به عنوان ” علمی برخاسته از علوم بسیار دیگر و آراسته به آموزه‌های بسیار و متنوع” تعریف کرد و ابعاد هنری و فرهنگی آن را برجسته نمود. این ویژگی چند رشته‌ای، که هنوز هم در آموزش دانشگاهی محوریت دارد، ابزارهایی را برای کاوش در زمینه‌های مرتبط مانند برنامه‌ریزی شهری، مجسمه‌سازی و نمایش گرافیکی فراهم می‌کند. با این حال، تا چند دهه پیش، جنبه تکنولوژیکی عمدتاً غایب بود. در اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم ، معماران با فولادی که توسط صنعت تولید می‌شد کار می‌کردند؛ همان فولادی که برای اتومبیل‌ها و سازه‌های صنعتی استفاده می‌شد، برای آسمان‌خراش‌ها نیز به کار می‌رفت، که فرآیند معماری را بیشتر به سمت ایجاد فرم‌ها سوق می‌داد تا طراحی مصالح.
رشته‌هایی مانند طراحی محاسباتی، تولید افزایشی ، مهندسی مواد و بیوتکنولوژی به تدریج وارد واژگان معماری شده‌اند. بسیاری از این مفاهیم از درون این حوزه سرچشمه نگرفته‌اند، اما با گذشت زمان با آن همگرا شده‌اند و مفهوم کارگاه و استودیوی عملی را گسترش داده‌اند. این ادغام، دیدگاهی از معماری را پرورش داده است که نه تنها طراحی می‌شود، بلکه برنامه‌ریزی، سنتز و در برخی موارد برداشت نیز می‌شود . توسعه فناوری‌هایی مانند چاپ سه‌بعدی، دری را به سوی سناریوهایی گشوده است که در آنها اطلاعات دیجیتال، فرمول‌های شیمیایی و دانش مواد آلی برای شکل‌دهی ساختارهای پیچیده با هم ترکیب می‌شوند. امروزه، تیم‌های چندرشته‌ای معمولاً طراحان، زیست‌شناسان، شیمی‌دانان و توسعه‌دهندگان نرم‌افزار را گرد هم می‌آورند و از ایده تا اجرا با هم همکاری می‌کنند.
چهره‌هایی مانند آخیم منگس و نری آکسمن نقطه عطفی در چگونگی درک طراحی ایجاد کرده‌اند. رویکردهای آنها از دیدگاه مکانیکی گذشته فاصله می‌گیرد و در عوض طراحی را به عنوان یک بوم‌شناسی در نظر می‌گیرد، جایی که اشیاء سیستم‌های بسته نیستند، بلکه موجودیت‌هایی در گفتگو با طبیعت و فناوری هستند. به عنوان مثال، آکسمن تحقیقات و نمونه‌های اولیه‌ای را توسعه داده است که زیست‌شناسی و فناوری را با هم ادغام می‌کند، مانند بیوکامپوزیت‌های قابل برنامه‌ریزی مبتنی بر آب که از اکوسیستم‌ها الهام گرفته شده‌اند و قادر به تولید مواد بدون تولید زباله هستند. این و سایر پروژه‌ها که به شکل یک غرفه تجسم یافته‌اند، نشان می‌دهند که می‌توانیم مواد را به عنوان فرآیندهای زنده تصور کنیم، و طراحی به عنوان یک واسطه علمی عمل می‌کند که به طور فعال با محیط خود درگیر می‌شود، نه اینکه مانند رویکردهای سنتی در انزوا عمل کند.
کار آکسمن در اوایل دهه ۲۰۰۰، زمانی که شیوه‌های بعدی در حال ظهور بودند و از فرآیندها و منابع سایر رشته‌ها برای گسترش امکانات طراحی استفاده می‌کردند، شروع به جلب توجه عمومی کرد. برخی از این شیوه‌ها تحت تأثیر کار او قرار گرفتند، از جمله توسعه مواد از جلبک‌ها، قارچ‌ها و ضایعات کشاورزی. تحقیقات او نه تنها مرزهای طراحی مواد را جابجا می‌کند، بلکه تولید متعارف را نیز به چالش می‌کشد و جایگزین‌های غیراستخراجی، پایدار و تطبیقی را پیشنهاد می‌دهد. رویکردهای شکل گرفته توسط این دیدگاه، فرصت‌هایی را برای تحقیقات تحت حمایت نهادی و آزمایش‌های کوچک مقیاس ایجاد می‌کند که توسط تحقیقات فردی و نقش گسترده معمار هدایت می‌شوند، که با یادگیری از زمینه‌هایی مانند زیست‌شناسی، شیمی و علوم کامپیوتر ، می‌تواند راه‌های جدیدی برای ایجاد، برنامه‌نویسی و واسطه‌گری رابطه بین اشیاء و محیط آنها کشف کند.
در زمان تحول و تغییر نسلی، نقش‌های نوظهور شروع به تعریف روش‌های جدید برای آموزش و تمرین معماری کرده‌اند. این مسیر به کجا می‌رود؟ تحت این رویکرد، معمار آینده می‌تواند کمتر توسط ساختمان‌هایی که طراحی می‌کند و بیشتر توسط توانایی‌اش در اتصال دانش، پیش‌بینی فرآیندها و آزمایش با سیستم‌های پیچیده تعیین شود. کاربرد روش‌های تحلیلی، مبتنی بر آزمایش، جمع‌آوری داده‌ها و اعتبارسنجی فرضیه، امکان ایجاد مصالح و سازه‌هایی را فراهم می‌کند که قادر به تعامل با محیط خود هستند و دستورالعمل‌های جدیدی را برای طراحی با پتانسیل زیست‌محیطی و احیاکننده بیشتر ایجاد می‌کنند.
استانداردهای ساختمان‌سازی برای پذیرش مصالح جدید بسیار مهم هستند. اکثر مقررات با در نظر گرفتن مصالح متعارف (مانند بتن، فولاد و شیشه) تدوین شده‌اند که می‌تواند جای گرفتن کامپوزیت‌های زیستی یا تجربی را در چارچوب‌های موجود چالش‌برانگیزتر کند. اعتماد عمومی نیز نقش دارد: زیبایی‌شناسی ناآشنا، پرداخت‌های نامنظم یا حتی «مصالح زنده» می‌توانند در مورد دوام تردید ایجاد کنند. یک مورد تاریخی، ساختمان اینگالس (۱۹۰۳)، اولین آسمان‌خراش بتن مسلح در ایالات متحده است. با ۱۶ طبقه، بسیاری در آن زمان بتن را برای چنین سازه بلندی بسیار پرخطر می‌دانستند، اما کاملاً سالم از آب درآمد. این مثال الگوی گسترده‌تری را نشان می‌دهد که پذیرش اغلب از نوآوری عقب می‌ماند و نیاز به دستورالعمل‌های روشن و درک فرهنگی را برای ایجاد اعتماد در بین توسعه‌دهندگان، بیمه‌گران و کاربران برجسته می‌کند.
همانطور که از عنوان این مقاله پیداست، معماران به طور فزاینده‌ای رویکردی علمی را اتخاذ می‌کنند که طبیعت را به عنوان یک معلم می‌بیند ، و به عنوان مترجمانی عمل می‌کنند که فرهنگ و فضا، علم و مواد، و همچنین کاربران و محیط‌های ساخته شده را از طریق میان‌رشته‌ای بودن و هم‌افزایی‌های جدید به هم متصل می‌کنند . این نقش نه تنها شامل ادغام دانش از رشته‌های مختلف، بلکه شامل آزمایش، پیش‌بینی فرآیندها و بازاندیشی در مورد مواد و روش‌هایی است که ما در فضاها زندگی می‌کنیم. با اتخاذ این موقعیت، معماران می‌توانند طرح‌های آگاهانه‌تر، انعطاف‌پذیرتر و احیاکننده‌تری ایجاد کنند که قادر به گفتگو با محیط خود و پاسخگویی به چالش‌های اجتماعی، فرهنگی و زیست‌محیطی باشند.