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Picoplanktonics

Canada Pavillion Pavillon du Canada

19th International Architecture Exhibition 19e exposition internationale d’architecture La Biennale di Venezia 10 May to 23 November 2025 10 mai au 23 novembre 2025

Picoplanktonics

On the occasion of Canada’s participation in the 19th International Architecture Exhibition – La Biennale di Venezia, the Canada Council for the Arts presents Picoplanktonics by the Living Room Collective at the Canada Pavilion.

À l’occasion de la participation du Canada à la 19e exposition internationale d’architecture – La Biennale di Venezia, le Conseil des arts du Canada présente Picoplanktonics par Le Living Room Collective au pavillon du Canada.

Can we co-operate with nature to construct spaces that remediate the planet rather than exploit it?

Pouvons-nous coopérer avec la nature pour construire des espaces qui restaurent la planète au lieu de l'exploiter?

Picoplanktonics proposes that we can, by leveraging both ancient biological processes and emergent technologies into a vision of how we might design our environments under an ecology-first ethos. Over 2.4 billion years ago marine cyanobacteria (picoplankton), one of Earth’s earliest life forms, were responsible for decreasing carbon dioxide levels in the atmosphere and creating the oxygen rich environment that sustains life on our planet. Today Andrea Shin Ling’s research at ETH Zurich has brought together collaborators in material science, biology, robotics, and computational design to pair these organisms with technological innovation, creating a first-of-its-kind biofabrication platform capable of printing living structures at architectural scale.

La proposition Picoplanktonics nous montre que c’est possible, en alliant processus biologiques anciens et technologies émergentes pour montrer comment concevoir nos environnements selon une éthique qui met l’écologie à l’avant-plan. Pendant 2,4 milliards d’années, les cyanobactéries marines (picoplancton), une des plus anciennes formes de vie sur Terre, ont été responsables de la diminution des niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère et ont contribué à créer notre environnement riche en oxygène d’aujourd’hui. En faisant collaborer la science des matériaux, la biologie, la robotique et le design informatique, les recherches d’Andrea Shin Ling à l’ETH Zürich combinent ces organismes à l’innovation technologique pour créer la première plateforme de bio-fabrication de son genre, capable d’imprimer des structures vivantes à l’échelle architecturale.

Picoplanktonics centres on a series of large-scale robotically printed structures, the largest living material prototypes made with this platform to date. They contain live Synechococcus PCC 7002, a species of picoplankton, that slowly strengthen the structures by consuming, and storing, atmospheric carbon dioxide, producing oxygen and minerals in the process. Originally fabricated in a laboratory, now residing in an adapted Canada Pavilion which provides the light, moisture, and warmth needed for their growth, the cyanobacteria continue the human-initiated process of construction.

L’exposition Picoplanktonics propose une série de structures à grande échelle imprimées robotiquement. À ce jour, ce sont les plus grands prototypes matériels vivants réalisés à l’aide de cette plateforme. Ils contiennent une espèce vivante de picoplancton, Synechococcus PCC 7002, qui durcit progressivement les structures en consommant et en emmagasinant le dioxyde de carbone présent dans l’atmosphère et en produisant de l’oxygène et des minéraux au cours du processus. À l’origine créés en laboratoire, les cyanobactéries, poursuivant leur processus initié par l’humain, résident maintenant au pavillon du Canada qui a été adapté pour les héberger en fournissant la lumière, l’humidité et la chaleur dont les elles ont besoin pour se développer.

As global carbon emissions continue to rise to untenable levels, Picoplanktonics is an ongoing experiment that proposes a reciprocal relationship between living structure, built environment, and humans, rethinking how we can construct in ways that prioritize ecological resilience rooted in stewardship and care.

Alors que les émissions de carbone continuent de croître de manière insoutenable, Picoplanktonics est une expérience en continu qui met de l’avant une relation réciproque entre les structures vivantes, l’environnement construit et l’humain. Ainsi nous pouvons repenser à comment construire de manière à prioriser la résilience écologique ancrée dans la notion de responsabilité et de soins.

Picoplanktonics at the Canada Pavilion will open to the public for the duration of the 19th International Architecture Exhibition – La Biennale di Venezia, from May 10 to November 26, 2025.

L’exposition Picoplanktonics présentée au pavillon du Canada sera ouverte au public pendant toute la durée de la 19e exposition internationale d’architecture – La Biennale di Venezia, du 10 mai au 26 novembre 2025.

Photos: Valentina Mori Photographies : Valentina Mori
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Living structures STRUCTURES VIVANTES

The printed structures within Picoplanktonics represent 4 years of interdisciplinary research conducted by Canadian architect and bio-designer Andrea Shin Ling and her collaborators in material science, biology, robotics, and computational design at ETH Zurich. Their research focuses on harnessing the design principles of living systems as the basis for sustainable, intelligent, and resilient materials and technologies for the future, resulting in the development of a first-of-its-kind robotic 3D printing process that infuses a sedimentary scaffold with bacteria to make living structures that realize a biological function.

Les structures imprimées au cœur du projet Picoplanktonics sont le fruit de quatre années de recherche interdisciplinaire par l’architecte et bio-designer canadienne Andrea Shin Ling et ses collaborateur·trices en science des matériaux, en biologie, en robotique et en design informatique à l’ETH Zurich. Leurs recherches sont axées sur les principes de design des systèmes vivants utilisés comme base pour créer des technologies d’avenir et des matériaux durables, intelligents et résilients. Ceci a mené au développement d’un processus d’impression robotique 3D unique en son genre qui infuse un échafaudage sédimentaire avec des bactéries afin de créer des structures vivantes ayant une fonction biologique.

In Picoplanktonics, Synechococcus PCC7002 a marine cyanobacteria capable of bio-mineralization, was embedded into structures during the print process and will over the course of the exhibition sequester atmospheric carbon dioxide in the form of both minerals and living biomass.

Dans Picoplanktonics, les cyanobactéries incorporées aux structures peuvent capter le dioxyde de carbone de l’atmosphère sous forme de minéraux et de biomasse vivante.

Initially, the biofabrication platform was only capable of producing structures that were in the mm to cm scale Much of the research in the past few years has focused on upscaling the process to be able to create living structures at architectural scale. The result is a 3.3m tall photosynthetic living structure that at optimal health could sequester up to 18kg of CO2 a year, similar to a 20 year old pine tree in a temperate environment.

Initialement, la plateforme de bio-fabrication pouvait seulement produire des structures à l’échelle millimétrique ou centimétrique. Plusieurs recherches au cours des dernières années s’étaient concentrées sur la mise à l’échelle du processus afin de créer des structures vivantes à l’échelle architecturale. Le résultat est une structure vivante de photosynthèse de 3,3 mètres qui, dans des conditions optimales, pourrait capter jusqu’à 18 kg de CO2 par année, ce qui est similaire à un pin de 20 ans dans un environnement tempéré.

Between January and April 2025, over 100 bioprints were fabricated across the ETH Zurich facilities including the ALIVE | Advanced Engineering with Living Materials lab and the Robotic Fabrication Lab at the Institute of Technology and Architecture. The prints were then extracted and incubated for several weeks before transport to Venice where they were assembled into the final structures.

Entre janvier et avril 2025, plus de 100 bio-impressions ont été fabriquées dans les installations de l’ETH Zurich, incluant au laboratoire ALIVE | Advanced Engineering with Living Materials. Une cyanobactérie marine capable de bio-minéralisation, le Synechococcus PCC7002, a été intégré dans les structures durant le processus d’impression; les structures ont ensuite été extraites et incubées pendant plusieurs semaines avant d’être transportées à Venise.

Video 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12: Girts Apskalns Video 1, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12 : Girts Apskalns Video 6: Andrea Shin Ling Video 6 : Andrea Shin Ling
Stewardship INTENDANCE
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Design for partnership with life forms like Synechococcus PCC 7002 demonstrates one approach towards planetary remediation as global carbon emissions continue to rise past sustainable levels. This mode of production demands a shift in design practice, to value working in symbiosis with the underlying logic of natural systems rather than building over them.

Alors que les émissions de carbone mondiales continuent de croître au-delà des niveaux viables, des partenariats avec des formes de vie comme les Synechococcus PCC 7002 présentent une approche possible à la remédiation environnementale à l’échelle planétaire. Ce mode de production demande un changement de cap dans la pratique du design afin de mettre l’accent sur la symbiose avec la logique sous-jacente des systèmes naturels plutôt que de simplement construire sans tenir compte de ceux-ci.

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In Picoplanktonics large-scale living bioprints originally fabricated in a laboratory have been relocated to the Canada Pavilion, which has been adapted to host them, to provide the light, moisture and warmth that they need to grow and thrive. In return for its care, the Synechococcus PCC 7002 continues the human-initiated process of construction, capturing carbon and strengthening the sedimentary structure it inhabits.

Dans Picoplanktonics les bio-impressions vivantes à grande échelle, à l’origine fabriquées en laboratoire, ont été relocalisées au pavillon du Canada qui a été adapté pour les héberger en fournissant la lumière, l’humidité et la chaleur dont elles ont besoin pour grandir et se développer. Grâce à une maintenance adéquate, les Synechococcus PCC 7002 continuent leur processus de construction, de capture de carbone et de renforcement des structures sédimentaires qu’elles habitent.

As the exhibition is an ongoing experiment, the Living Room Collective is working closely with onsite caretakers who are tending to the structures. This includes maintaining adequate humidity and salt levels through daily spraying with customized media solutions, and measuring the salt content and pH levels of the pool to maintain its optimal conditions. Environmental conditions are monitored with the live dashboard (above) in order to help the bacteria thrive.

Comme cette exposition est une expérience s’inscrivant dans la durée, le Living Room Collective travaille étroitement avec les personnes responsables des soins qui sont sur place pour s’occuper des structures. Ceci inclut de maintenir des niveaux adéquats d’humidité et de sels par le biais d’un arrosage quotidien avec des solutions sur mesure et mesurer les niveaux de sels et le pH du bassin afin d’en assurer le fonctionnement optimal. Les conditions environnementales sont contrôlées à l’aide d’un tableau de bord (ci-dessus) pour aider les bactéries à se développer.

Living structures demand ongoing, attentive interaction with the ecosystems they inhabit, requiring design strategies that nurture, rather than resist, environmental exchange. This maintenance and stewardship foster an evolving intimacy with the space, cultivating a deep connection that blurs the line between inhabitant and habitat. This type of care prioritizes ecological resilience in its reciprocal relationship between living structure, built environment, and humans.

Les structures vivantes interagissent de façon constante et sensible avec les écosystèmes qu’elles habitent et elles requièrent des stratégies de design qui nourrissent l’échange environnemental, plutôt que d’y résister. L’entretien et les soins favorisent une intimité croissante avec l’espace en cultivant une connexion profonde qui efface la frontière entre l’habitant·e et l’habitat. Ce type de soins priorise la résilience écologique dans sa relation réciproque entre les structures vivantes, l’environnement bâti et l’humain.

Photo 1: Nijat Mahamaliyev Photo 1 : Nijat Mahamaliyev
Team ÉQUIPE

The Living Room Collective is a group of architects, scientists, artists and educators who work at the intersection of architecture, biology and digital fabrication technologies—led by Canadian architect and biodesigner Andrea Shin Ling. Alongside core team members Nicholas Hoban, Vincent Hui and Clayton Lee, the collective seeks to move society away from exploitative systems of production to regenerative ones by inventing design methods and processes that center on natural systems. They see the Biennale Architettura 2025 as a platform to generate national and international conversations that ask: How does one fabricate a biological architecture? What are the conditions of stewardship? What are the strategies to instigate this at scale, regionally and globally?

Le Living Room Collective est un groupe d’architectes, de scientifiques, d’artistes et d’éducatrices et d’éducateurs qui travaillent à l’intersection de l’architecture, de la biologie et des technologies de fabrication numérique. Il est dirigé par l’architecte et biodesigner canadienne Andrea Shin Ling. Le collectif, dont les membres principaux sont Nicholas Hoban, Vincent Hui et Clayton Lee, cherche à aider la société à abandonner les systèmes de production exploiteurs au profit de systèmes régénératifs en inventant des méthodes et des processus de conception centrés sur les systèmes naturels. Il perçoit la Biennale Architettura 2025 comme une plateforme permettant de générer des conversations nationales et internationales autour des questions suivantes : comment fabrique-t-on une architecture biologique? Quelles sont les conditions nécessaires pour s’en occuper convenablement? Quelles sont les stratégies pour mettre en place une telle approche à grande échelle, au niveau régional et mondial?

Video: Girts Apskalns Video : Girts Apskalns

Commissioner ORGANISATEUR

LIVING ROOM COLLECTIVE

Andrea Shin Ling
Vincent Hui
Nicholas Hoban
Clayton Lee

Research and Development RECHERCHE ET DÉVELOPPEMENT

ETH Zurich — Andrea Shin Ling, Yo-Cheng Jerry Lee, Nijat Mahamaliyev, Hamid Peiro, Dalia Dranseike, Yifan Cui, Pok Yin Victor Leung, Barrak Darweesh

Production Production

ETH Zurich — Huang Su, Wenqian Yang, Che-Wei Lin, Sukhdevsinh Parmar; Tobias Hartmann, Michael Lyrenmann, Luca Petrus, Jonathan Leu, Philippe Fleischmann, Oliver Zgraggen, Paul Fischlin, Mario Helbing, Franklin Füchslin; Hao Wu, Nicola Piccioli-Cappelli, Roberto Innocenti, Sigurd Rinde, Börte Emiroglu, Stéphane Bernhard, Carlo Pasini, Apoorv Singh, Paul Jaeggi; Mario Guala, Isabella Longoni Toronto Metropolitan University — Venessa Chan, Minh Ton, Daniel Wolinski, Marko Jovanovic, Santino D’Angelo Rozas, Rachel Kim, Alexandra Waxman, Richard McCulloch, Stephen Waldman, Tina Smith, Andrea Skyers, Randy Ragan, Emma Grant, Shira Gellman, Mariska Espinet, Suzanne Porter, Stacey Park, Amanda Wood, Lisa Landrum, Dorothy Johns, Cedric Ortiz University of Toronto — Daniel Lewycky, Philipp Cop Additive Tectonics GmbH M+B Studio under Additive Tectonics in Production

VISUALISATION Modélisation

Adrian Yu. Nazanin Kazemi, Ariel Weiss

STRUCTURAL ADVISORS Conseils en matière de structure

Andrea Menardo, Kam-Ming Mark Tam

Graphic Design CONCEPTION GRAPHIQUE

Shannon Lin

Website SITE WEB

Sigurd Rinde

Translation Traduction

Mishka Lavigne

Copy Editing Rédaction

Simon Rabyniuk

Lighting Consultation Consultation éclairage

Frank Donato

Local Project Logistics Logistique locale de projet

Tamara Andruszkiewicz

Project Advisors Conseiller·ères de projet

ETH Zurich — Benjamin Dillenburger, Mark Tibbitt

Supported by AVEC LE SOUTIEN DE

Additional support by Soutien supplémentaire de

Advanced Engineering with Living Materials (ALIVE) Initiative, ETH Zurich Additive Tectonics GmbH ABB Switzerland Vestacon Limited NEUF architect(e)s Perkins + Will Moriyama & Teshima Architects Sweeny & Co Architects Inc. MJMA Architecture & Design DIALOG

SPECIAL THANKS TO Remerciements spéciaux à

Digital Building Technologies Group, Institute of Technology & Architecture, ETH Zurich Macromolecular Engineering Lab, D-MAVT, ETH Zurich Office of the Vice President, Research and Innovation, Toronto Metropolitan University Faculty of Engineering and Architectural Science, Toronto Metropolitan University Financial Services, Toronto Metropolitan University Onsite Pavilion Team L'équipe locale du Pavillon du Canada Canada Council for the Arts Venice Fellows Les boursières et boursiers de Venise du Conseil des arts du Canada