Engineering Collisions. Leveraging the use of physical and digital layers of the space to enhance new forms of interaction between the microcosm of University and Innovation campuses and their occupants.

The ability to design spaces that foster social relationships and encounters, as well as the disintegration of social segregation between individuals, has received increasing interest from academic researchers, urban planners, architects, designers, and sociologists. This doctoral thesis focuses on the particular context of University and Innovation Campuses, defined as Knowledge & Innovation Spaces (K&I spaces). These milieux are destined to aggregate and concentrate functions, people and spaces to foster new ideas, creativity, knowledge and innovation because they belong to the same ecosystem. Furthermore, it is a typology of space aiming to be a dynamic and complex landscape environment that can encourage participation, increase social interaction and attract students, faculty, staff and external visitors in a variety of ways. The purpose of this thesis is to deploy and develop a design framework to encode and decode the relational entities and mutual interactions between spaces, artifacts, and people in K&I spaces, by being able to comprehend environment-influencing factors. The theory to date has neglected to account for the role of the intersection of space and physical-digital behaviours. This is considered worth exploring as a shortcoming this thesis addresses by investigating the dialogue between different layers of space: physical, digital, and human interactions. The main questions of the research to tackle these challenges address several aspects: to identify, characterize and systematize the elements that influence these mutual interactions; to find some features of the environment and turn them into measurable goals and conditions to be created through a purposeful spatial design and finally, to find a strategy to achieve the predefined goals. The thesis‘s title is connected to the rationale for the approach to the problems studied, which considers a vibrant system to be an essential feature for K&I spatial success. Engineering collisions is in the sense of planning and designing an architectural strategy to foster collisions, as events in which two or more bodies exert forces on each other between people, spaces and artifacts in a relatively short time. Collisions between people are present in many forms, such as weak ties, serendipitous encounters, and other types of collaboration or cohesion aimed at productivity in various possible forms. The thesis started from the hypothesis that there is both a physical and a digital dimension that generate relational entities, which are important factors in the knowledge and innovation creation process. Sixty-three international best practices on the topic are investigated to learn their lessons in terms of the intersection of physical, digital, and human behaviour. Research through design (fieldwork at the State University of Milan (Unimi)) and quantitative analysis (conducted at MIT Senseable City Lab in Boston) began part of the process and set the stage for exploring the physical and digital layers in K&I spaces with another lens and experimenting with strategies to engage human diversity with the design process. The experiment at the MIT Senseable City Lab, in particular validated an assumption of how a blending and merging of the digital and physical should be the focus of contemporary spatial design and re-design. This path led to some key results of validated assumptions. Together with the organization of some contents, it also led to a new theoretical framework for K&I spaces, a vocabulary and model of interaction setting with its own values, parameters, elements, characteristics and objectives, in which the correlation between physical proximity and collaboration is confirmed as essential in fostering collisions. The framework identified through the main findings was reported and translated into three useful tools for the designer as bricoleur, researcher and facilitator: The Strategic Handbook of Collisions, The Periodic Table, The Collisions Card Deck Tool. These tools are a framework for the process, not a guideline; design tools that in the same format create a new framework proposal for a model of a collision-friendly environment in the context of K&I spaces, providing a taxonomy of elements and strategies, and a set of participatory activities to use in order to customize the framework and build new scenarios according to different needs. On this basis, the process is still ongoing and does not aim to create unrealistic visions for hypothetical future challenges, but rather points to new development directions to positively influence the development of future growth of K&I spaces by stimulating debates and new research initiatives.

La capacità di progettare spazi che favoriscano le relazioni e gli incontri sociali, così come l’allontanamento da segregazione sociale tra gli individui, ha ricevuto un crescente interesse da parte di ricercatori accademici, urbanisti, architetti, designer e sociologi. Questa tesi di dottorato si concentra sul contesto particolare dei campus universitari e Innovation districts, definiti come Knowledge & Innovation Spaces (K&I spaces). Questi ambienti sono destinati ad aggregare e concentrare funzioni, persone e spazi per favorire nuove idee, creatività, conoscenza e innovazione. E’ inoltre una tipologia di spazi che mira ad essere un ambiente paesaggistico dinamico e complesso che può incoraggiare la partecipazione, aumentare l‘interazione sociale e attrarre studenti, docenti, personale e visitatori esterni in una moltitudine di possibilità. Lo scopo di questa tesi è quello di implementare e sviluppare un quadro di progettazione per codificare e decodificare le entità relazionali e le interazioni reciproche tra spazi, artefatti e persone negli spazi K&I. La teoria fino ad oggi ha trascurato il ruolo dell‘intersezione tra spazio e comportamenti fisico-digitali. Questo viene pertanto considerato degno di essere esplorato, indagando il dialogo tra diversi livelli di spazio: sul piano fisico, digitale e delle interazioni umane. Le domande principali della ricerca per affrontare queste sfide fa riferimento a diversi aspetti: identificare, caratterizzare e sistematizzare gli elementi che influenzano queste interazioni reciproche; trovare alcune caratteristiche dell‘ambiente e trasformarle in obiettivi misurabili e condizioni da creare attraverso un design spaziale mirato e infine, trovare una strategia per raggiungere gli obiettivi predefiniti. Il titolo della tesi, Engineering collisions è nel senso di pianificare e progettare una strategia architettonica per favorire le collisioni, ovvero eventi in cui due o più corpi esercitano forze l‘uno sull‘altro tra persone, spazi e artefatti in un tempo relativamente breve. Le collisioni tra persone sono presenti in molte forme, come legami deboli, serendipity, o altre forme di collaborazione o coesione. La tesi è partita dall‘ipotesi che esiste sia una dimensione fisica che una digitale che generano entità relazionali nei K&I spaces; essi sono fattori importanti nel processo di creazione di conoscenza e innovazione. 63 casi studio internazionali sono stati indagati per apprendere le loro lezioni in termini di intersezione tra fisico, digitale e comportamento umano. La ricerca attraverso il design (Università Statale di Milano (Unimi)) e l‘analisi quantitativa (condotta al MIT Senseable City Lab di Boston) ha iniziato parte del processo e ha posto le basi per esplorare i livelli fisici e digitali negli spazi K&I con un‘altra lente di analisi. L‘esperimento al MIT Senseable City Lab, in particolare, ha validato come la fusione e l‘unione del digitale e del fisico dovrebbero essere al centro del design spaziale contemporaneo. Questo percorso ha generato un nuovo framework teorico per gli spazi K&I, un vocabolario e un modello di “Setting di interazione” con propri valori, parametri, elementi, caratteristiche e obiettivi, in cui la correlazione tra vicinanza fisica e collaborazione si conferma essenziale nel favorire le collisioni. Il framework individuato è stato riportato e tradotto in tre strumenti utili al designer come bricoleur, ricercatore e facilitatore: The Strategic Handbook of Collisions, The Periodic table, The Card deck tool. Questi strumenti ambiscono a contribuire alla conoscenza sul tema fornendo una tassonomia di elementi e strategie, e un insieme di attività partecipative da utilizzare per essere personalizzate al fine di generare nuovi scenari nei K&I spaces. Su questa base, il processo è ancora in corso e non mira a creare visioni irrealistiche per ipotetiche sfide future, ma piuttosto indica nuove direzioni di sviluppo per influenzare positivamente lo sviluppo della crescita futura degli spazi K&I stimolando dibattiti e nuove iniziative di ricerca.