TiaSang
Thứ hai, Ngày 20 tháng 5 năm 2019
Khoa học và Công nghệ

Có một cách để gấp mọi thứ

11/05/2019 07:30 -

Erik Demaine, giáo sư trẻ nhất từng được bổ nhiệm tại MIT, là một nhà khoa học và nghệ sĩ gấp hình origami. Dưới đây là cuộc nói chuyện với anh ấy về cách kỹ thuật gấp hình đã cách mạng hóa nghệ thuật và nghiên cứu như thế nào.


Nhà toán học và nghệ sĩ Erik Demaine đứng trước những tác phẩm nghệ thuật của mình thường được trưng bày trong các bảo tàng và triển lãm nổi tiếng. 


Ông Demaine, tôi muốn nói chuyện với ông về mối quan hệ giữa nghệ thuật và khoa học.

Vâng, đó là một khía cạnh thực sự thú vị của origami - một sân chơi tuyệt vời để nghệ thuật và khoa học giao tiếp với nhau.

 

Trên trang web của ông, ông mô tả mình là một giáo sư, nhà khoa học máy tính, nhà toán học và nghệ sĩ. Ông thấy mình là một nghệ sĩ tới mức độ nào?

Trước tiên như một nhà điêu khắc, chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của cha tôi. Tôi nghĩ vậy. Chúng tôi cùng nhau tạo ra tất cả các tác phẩm điêu khắc. Ban đầu, chúng tôi cố gắng phân tích các nếp gấp cong. Đó là một công cụ có vẻ như rất mạnh mẽ, bởi vì bạn có thể tạo ra các hình dạng rất phức tạp dựa trên các nếp gấp cong tương đối đơn giản. Hầu hết các thuật toán được thiết kế cho các nếp gấp thẳng, vì vậy các nếp gấp cong là một khu vực khó với tới. Chúng tôi đã thử nghiệm để xem những kết quả nào có thể được thực hiện dựa trên toán học. Vì vậy, chúng tôi bắt đầu gấp và tới thời điểm thì nhận ra rằng các hình dạng chúng tôi tạo ra thực sự hay ho và đẹp đẽ. Kể từ đó chúng tôi đã theo đuổi nó như một hình thức nghệ thuật.

 

Ông cũng có nhiều thử nghiệm với giấy gấp nhỉ?

Chúng tôi bắt đầu với các dạng hình học hoàn toàn trừu tượng mà chúng tôi thấy hấp dẫn vì yếu tố toán học của nó. Hơn nữa, các nghệ sĩ, nhà sưu tầm nghệ thuật và khách tham quan bảo tàng đang tìm kiếm một câu chuyện đằng sau các tác phẩm của chúng tôi, và toán học là một câu chuyện đẹp đẽ đối với họ. Nhưng chúng tôi còn muốn tạo ra sự tương tác nhiều hơn nữa. Thường có những trò đùa nhỏ trong các tác phẩm của chúng tôi. Chúng tôi bắt đầu với loạt tác phẩm mang tên “Kẻ hủy diệt” bằng cách in một câu chuyện ngắn trên giấy gấp. Câu chuyện này nói về sự hủy diệt như một hình thức sáng tạo. Chúng tôi coi điều đó là ngụ ý cho việc cần phải “phá hủy” lịch sử để tạo nên một điều gì đó hoàn toàn mới lạ: Nếu bạn muốn đọc câu chuyện, bạn phải phá hủy tác phẩm bằng cách tháo nó ra. Đó là thông điệp đầu tiên.

 

Các tác phẩm của ông được trưng bày trong Bảo tàng Nghệ thuật Hiện đại (MoMA). Làm thế nào ông đạt được điều đó?

Thực tế, đó gần như là khởi đầu của chúng tôi. Thật là một cách không tồi để bắt đầu một sự nghiệp nghệ thuật! (cười). Năm 2007, chúng tôi vừa mới nghĩ về chất liệu và cách gấp để tạo ra những mô hình nghệ thuật đẹp thì MoMA liên lạc với chúng tôi: “Này, chúng tôi nghe nói rằng bạn đang làm origami trên máy tính. Bạn có gì có thể cho chúng tôi xem không?” Khi đó, chúng tôi đã gửi những bức ảnh về những gì chúng tôi có và họ nói, "Tốt, bạn sẽ tham gia triển lãm.” Đây là triển lãm về mối liên hệ giữa nghệ thuật và khoa học. Thật tuyệt khi được đến MoMA, được đến khai mạc, tất cả những người nổi tiếng ở đó, thực sự rất tuyệt. Điều này cũng gây ấn tượng lớn với cộng đồng nghệ thuật, tôi nghĩ thế, và mở ra cánh cửa cho các triển lãm tiếp theo.

 

Cha ông là một thợ kim hoàn và thợ thổi thủy tinh. Liệu có thể nói rằng ông là một nhà khoa học làm cả nghệ thuật, còn cha ông là một nghệ sĩ làm cả khoa học?

Có lẽ đó là cách mọi việc bắt đầu. Bây giờ chúng tôi khá giống nhau, tôi nghĩ vậy. Tôi đã giúp cha trở thành một nhà toán học, còn ông dạy tôi trở thành một nghệ sĩ. Trong quá trình đó, chúng tôi viết nhiều bài báo khoa học và toán học cùng nhau và tạo ra nhiều tác phẩm điêu khắc cùng nhau.

 

Hình như đã có một xưởng thổi thủy tinh tại MIT trước khi ông và cha mình bắt đầu làm việc ở đó. Thật là một sự trùng hợp bất ngờ.

Điều đó hoàn toàn bất ngờ. Chúng tôi bắt đầu công việc của mình ở đó vào năm 2001 và nghĩ: Có một xưởng thổi thủy tinh ở đây ư? Chẳng lẽ!? Và nó đã ở đó trong nhiều năm. Khá ấn tượng. Cha tôi đã học được rất nhiều ở đó, và đó là một sân chơi thú vị để thử các sự hợp tác khác nhau tại giao điểm của nghệ thuật và khoa học với việc thổi thủy tinh. Với phòng thí nghiệm thủy tinh MIT, chúng tôi đã phát triển phần mềm thiết kế hỗ trợ vi tính có tên Thủy tinh ảo.Việc giới thiệu ý tưởng máy tính vào ngành công nghiệp thổi thủy tinh cũng là một thú vị lớn.



Một tác phẩm trong loạt “Đại dương”.

 

Mục đích của phần mềm như vậy là gì?

Trọng tâm của phần mềm là một kĩ thuật thổi thủy tinh đặc biệt, được gọi là "gậy thủy tinh"1, liên quan đến việc tạo ra màu sắc cho thủy tinh. Trong nhiều thế kỷ, người ta đã sử dụng các màu sắc, họa tiết trên thủy tinh gần như tương tự nhau vì họ thấy chúng ổn định. Chúng tôi đặt vấn đề: Có thể có những mẫu hoàn toàn khác mà chưa ai từng thử không? Vì thổi thủy tinh rất tốn kém và mất thời gian, cần phải thực hành rất nhiều để biết liệu một kiểu họa tiết có tốt hay không. Phần mềm có thể dự đoán: Sản phẩm sẽ như thế nào nếu tôi áp dụng họa tiết mới? Nó giúp đánh giá liệu một thiết kế mới có đáng để theo đuổi hay không. Sau đó, ta có thể cân nhắc về tính khả thi của nó. Cách này đã tạo ra nhiều thiết kế gậy thủy tinh thú vị của chúng tôi và các thợ thổi thủy tinh khác. Đối với chúng tôi đây là một hướng đi đẹp, bởi vì nó rất hình học. Thực tế việc mô hình hóa trên máy tính khá dễ dàng, trong khi con người lại rất khó có thể tưởng tượng ra các mẫu màu pha trộn trên thủy tinh như thế nào.

 

Thật ấn tượng khi ông luôn khám phá những kết nối mới trong nghệ thuật. Trong bối cảnh này, có một câu nói thú vị từ đồng nghiệp Robert J. Lang2, người đã nói trong một bài giảng: “Mối liên hệ giữa nghệ thuật và khoa học được tạo ra bởi toán học.”  có thấy nó như vậy không?

Thật là thú vị! Tôi hiểu điều ông ta muốn nói. Nếu bạn muốn làm chủ các cách gấp hình, điều đầu tiên bạn cần hiểu là những nền tảng toán học và hình học của chúng. Trong nhiều năm, câu hỏi “Điều gì có thể làm được với một tờ giấy” là điều quan tâm cốt lõi của gấp hình và origami. Nhưng khi mọi người muốn tạo ra nhiều thiết kế phức tạp và tả thực hơn thì điều đó đã thay đổi khía cạnh nghệ thuật của bộ môn gấp giấy này, hình thành nên cuộc cách mạng của các origami phức tạp. Các nghệ sĩ origami như Robert Lang đã buộc phải tìm hiểu thêm về toán học. Về phía các nhà khoa học cũng thế, họ phải tìm hiểu thêm về nghệ thuật. Trong kỹ thuật, ta phải hiểu toán học nếu muốn phát triển các thiết kế gấp giấy khả thi. Về mặt này, những người trong ngành nghệ thuật hay toán học đều giống nhau. Nhưng tôi nghĩ thậm chí còn có nhiều liên hệ trực tiếp hơn giữa hai ngành này. Có những kỹ sư làm việc với các nghệ sĩ để tìm ra thiết kế mới. Người nghệ sĩ thì có cảm hứng, còn có được những trải nghiệm thực với những tờ giấy và khám phá ra những điều mới mẻ chính xác là những gì các kỹ sư muốn.

 

Trên thực tế, các nghệ sĩ và nhà khoa học dường như thường có cùng một câu hỏi, suy nghĩ giống nhau đến kinh ngạc, nhưng theo các phương pháp rất khác nhau. Cụ thể, các nghệ sĩ muốn nhấn mạnh rằng họ hoàn toàn tự do trong việc lựa chọn phương pháp và công cụ của họ, trong khi các nhà khoa học thường bị hạn chế nghiêm ngặt bởi mô hình khoa học hiện có.

Đây chắc chắn là một trong những điểm hấp dẫn tôi để làm nghệ thuật và khoa học bởi vì tôi sẽ có ít ràng buộc hơn. Tôi chỉ cần khám phá một vấn đề thú vị như một kiểu gấp đặc biệt, và tôi không phải lo lắng về việc phải biến nó thành một bài báo toán học hoặc kết thúc bằng một tác phẩm điêu khắc hoặc một bộ phim. Điều gì cũng có thể xảy ra. Sự tự do này thật tuyệt vời. Nó đơn giản là cho phép bạn thử nghiệm và nghiên cứu trong khuôn khổ một câu hỏi cho đến khi bạn tìm ra cách để thể hiện nó. Từ góc độ nghệ thuật, tôi nghĩ rằng bạn có thể xem toán học là một phương tiện. Một chứng minh trong toán học là một phương tiện để biểu đạt một ý tưởng, cũng như điêu khắc cũng là một phương tiện. Mục tiêu của cha tôi và tôi không phải là xem khám phá sáng tạo này là nghệ thuật hay toán học, mà là sự kết hợp của cả hai. Bất cứ điều gì xảy ra, nó đều rất thú vị. Cách làm việc này đầy hào hứng và nó giúp chúng tôi làm việc năng suất hơn vì ít khi chúng tôi rơi vào bế tắc. Nếu bạn chỉ cố gắng giải một bài toán, bạn có thể bị hạn chế quá nhiều. Tôi nghĩ rằng nghệ thuật cũng bị hạn chế, bởi bối cảnh và những quy ước của nó.

 

Các ràng buộc có thể khó dự đoán trong nghệ thuật.

Ôi, những người phản biện bài báo khoa học cũng rất thất thường. Ở đâu thì phải theo quy tắc của cộng đồng ở đó. Và đôi khi việc tạo ra một tác phẩm khó hơn rất nhiều so với việc chứng minh một định lý toán học. Luôn có những hạn chế. Thật tốt khi có thể được chọn tuân theo những ràng buộc mà mình muốn. Càng nhiều bộ quy tắc để thực hiện công việc của mình, thì càng có nhiều lựa chọn và có thể chọn cái nào là tốt nhất cho dự án.

 

Quay lại với origami. Ông đã đề cập đến cuộc cách mạng của origami phức tạp. Các nghệ sĩ luôn muốn gấp các hình ngày càng phức tạp hơn và ngày nay toán học giúp tính toán các mẫu gấp cho bất kỳ hình dạng nào. Nhưng nếu sự phát triển của các số liệu là tự động, liệu Origami có còn là một nghệ thuật? Origami cần bao nhiêu “nội dung cảm xúc” vì nghệ thuật không chỉ là công nghệ?

Hai quan điểm này đều có người ủng hộ. Ban đầu cũng có những đòi hỏi về kỹ thuật để tìm ra cách gấp một hình dạng nhất định, phải vượt qua rất nhiều thử thách. Chúng tôi biết một cách để gấp mọi thứ, nhưng không nhất thiết là cách tốt nhất. Về mặt này, vẫn còn chỗ cho sự đổi mới ở đây: để tìm ra những cách gấp hiệu quả hơn, đẹp hơn, thanh lịch hơn cho cùng một hình. Nhưng khi những thách thức kỹ thuật đã được khắc phục, thay vì bị giới hạn bởi những gì chúng ta có thể gấp, câu hỏi đặt ra là chúng ta thực sự muốn gấp và thể hiện những gì. Đây là một bước ngoặt. Như mọi nơi trong nghệ thuật, có một khoảng cách lớn giữa yếu tố biểu hiện và yếu tố trừu tượng. Cha tôi và tôi ở phe trừu tượng. Nhưng khoảng cách đó vẫn đang thay đổi, và mỗi năm chúng tôi đều đón chờ điều đó đầy hào hứng.
 


Tác phẩm điêu khắc “Ngọn lửa Quỷ”.
 

Nhưng trong trường hợp cực đoan khi mà máy tính tạo ra origami, liệu đó có còn là nghệ thuật?

Đây là một câu hỏi chung: liệu nghệ thuật tạo ra bởi máy tính có còn là nghệ thuật? Tôi nghĩ là có. Nhưng tôi nghĩ sức mạnh thực sự là sự kết hợp công nghệ máy tính với tài năng của con người. Càng có nhiều công cụ máy tính kết hợp với nhau hơn thì con người cũng luôn có thể tiến xa hơn một chút. Và càng có nhiều công cụ cho các nghệ sĩ thì, bạn càng có thể làm được nhiều điều tuyệt vời hơn. Nếu origami vẫn cứ loay hoay với những con hạc giấy và những hình gấp giản đơn, thì tính nghệ thuật cũng sẽ bị hạn chế. Ít nhất là sự hiểu biết toán học đã mở ra một thế giới hoàn toàn mới để người nghệ sĩ biểu đạt. Điều đó thực sự rất ấn tượng. Máy tính sẽ không bao giờ có thể tự động hóa hoàn toàn mọi thứ, tôi nghĩ vậy. Nhưng mọi thứ ngày càng tự động hóa thì con người cũng ngày càng vượt xa khỏi máy móc. Khi đó xuất hiện nhiều điều kỳ thú.

 

Bây giờ chúng ta hãy tạm gác nghệ thuật sang một bên. Ông có vài lần đề cập đến các ứng dụng kỹ thuật của origami. Có điều gì đặc biệt ấn tượng hoặc đặc biệt hứa hẹn?

Có hai thứ mà tôi rất tâm đắc. Đầu tiên là robot in được. Ý tưởng đằng sau robot này là dùng kỹ thuật sản xuất 2D như dùng máy cắt laser để cắt và xẻ rãnh vật liệu trước rồi gấp nó thành robot. Theo truyền thống, robot được tạo ra bằng cách kết hợp các chi tiết, việc này kéo dài nhiều năm và đòi hỏi hàng triệu đô la. Với robot in được, bạn có thể thử một ý tưởng mới trong vài giờ, với chi phí vật liệu thấp, là các vật liệu có thể gấp được. Sau đó, bạn thêm một chút cơ điện tử như động cơ và pin - những thành phần chúng ta chưa biết cách gấp chúng - và điều đó mở ra một thế giới hoàn toàn mới về thiết kế robot. Chúng tôi thực hiện rất nhiều nghiên cứu về việc robot có thể được tạo ra bằng cách gấp lại: robot chạy, robot bay, tất cả những thứ điên rồ.

Thậm chí có thể làm robot gấp tự động. Đối với một thiết kế rất phức tạp, bạn có thể không muốn gấp thủ công, do đó bạn có thể làm cho tấm vật liệu tự gấp lại thành hình dạng bạn muốn. Nghiên cứu điều này rất hay.



Một trong số những tác phẩm điêu khắc trong loạt “Hủy diệt”.

 

Liệu có thể sử dụng kỹ thuật này để tạo ra các Transformer3 - Robot tự gấp mình, từ hình dạng này sang hình dạng khác?

Trên thực tế, ý tưởng ban đầu của chúng tôi chính là các Transformer. Nhưng để làm cho một vật thể này gấp được thành vật thể khác khó khăn hơn rất nhiều. Chúng tôi mới chỉ chế tạo các Transformer đơn giản, chẳng hạn như một mảnh giấy có thể gấp lại thành một máy bay hoặc một chiếc thuyền mà đã khá phức tạp rồi. Vì vậy, tạm thời chúng tôi thay đổi chiến lược. Hiện tại, chúng tôi đang muốn đưa robot in được này trở thành công nghệ sản xuất hàng loạt và tìm hiểu cách chuyển đổi mọi thứ từ 2D thành 3D. Điều này cho phép chúng tôi giải quyết các thách thức trong một bối cảnh đơn giản. Nhưng về sau, chúng tôi rất muốn có một Transformer mà bạn chỉ cần nhấn nút và anh ấy sẽ tự cấu hình lại bất cứ thứ gì bạn muốn. Đó vẫn là giấc mơ. Sẽ cần thời gian để chúng tôi đạt được điều đó.

 

Và, đó mới là ứng dụng yêu thích đầu tiên.

Ứng dụng thú vị thứ hai chúng tôi mới bắt đầu nghiên cứu, đó là thế giới nano. Xây dựng các cấu trúc 3D ở cấp độ nano, ví dụ, nếu bạn muốn tương tác với một hệ thống sinh học. Kỹ thuật gấp mở ra một nguyên lý thú vị, bởi vì tất cả những gì bạn có thể làm từ một điểm nhất định trong phạm vi nano là các mảng 2D. In nano 2D tạo cuộc cách mạng máy tính vì chúng ta có thể tạo ra các chip 2D và các mẫu có cấu trúc mịn. Nếu chúng tôi tạo ra các vật liệu có thể tự gấp được - trên các tỷ lệ đó, bạn chắc chắn không thể làm gì nhiều bằng tay - chúng ta có thể biến các vật mảng nano thành các hình dạng 3D phức tạp. Điều này rất hứa hẹn và chúng ta sẽ xem nó đi tới đâu.

 

Phùng Hồ Hải lược dịch

Nguồn: https://www.faz.net/aktuell/wissen/origami-ziel-ist-mathematik-und-kunst-als-einheit-zu-sehen-14584304.html

-------------

Chú thích:

1 Gậy thủy tinh là một kỹ thuật mà “gậy” ở đây là một ống thủy tinh chứa một, nhiều màu hoặc các họa tiết phức tạp được đưa vào các đồ vật thủy tinh trong lúc thổi, nhằm tạo màu sắc và họa tiết cho vật đó.

2 Robert J Lang là một nhà vật lý làm việc tại NASA và đồng thời cũng là nghệ sĩ origami hàng đầu thế giới.

3Transformers là một loạt phim điện ảnh với nhân vật chính là những con robot có thể thay đổi hình dạng tùy ý.

Bậc thầy của kỹ thuật origami Erik Demaine sinh năm 1981 tại Halifax, Canada. Ông là giáo sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) từ năm 2001 và quan tâm đến hầu hết tất cả các lĩnh vực toán học và khoa học máy tính liên quan đến thuật toán, đặc biệt là đối với các vấn đề gấp hình trong hình học rời rạc và hình học tính toán. Cha của anh, nghệ sĩ Martin Demaine, đã đưa anh ra khỏi trường khi mới bảy tuổi để cùng anh đi du lịch qua Hoa Kỳ trong bốn năm. Trong thời gian này, Demaine phát hiện ra đam mê của mình đối với lập trình, điều khiến anh học ngành khoa học máy tính ở tuổi mười hai. Tại MIT, hai cha con tiếp tục hợp tác chặt chẽ với nhau. Năm 1999, cả hai đã chứng minh định lý gấp-và-cắt, trong đó khẳng định rằng bạn có thể cắt bất kỳ hình đa giác nào từ một mảnh giấy gấp chỉ bằng một vết cắt thẳng. Như một câu đố toán học, vấn đề này đã được mô tả ở Nhật Bản vào năm 1721. Theo một giai thoại, việc các ngôi sao năm cánh có thể được tạo ra một cách đơn giản bằng cắt và gấp cũng là lý do tại sao cờ Mỹ sử dụng chúng thay vì sao sáu cánh.
Tags: