Wśród wielobarwnych stworzeń w przestronnym studiu Roberta Langa w Alamo w Kalifornii znajdują się lśniący niebieski chrząszcz z długimi rogami, lśniąca stonoga w kolorze dun, modliszka z przednimi nogami uniesionymi do góry, pulchna cykada, skorpion i czarny mucha
Tak realistyczne, że niektórzy ludzie grożą, że się na nie nadepną, te papierowe modele, które można rozwinąć 20 lat temu, stanowią nową granicę w origami. Nie ograniczając się już do tradycyjnych ptaków i łodzi, origami - sztuka składania papieru - rozwija się artystycznie i technologicznie, dzięki niewielkiej, ale rosnącej liczbie matematyków i naukowców na całym świecie, w tym Lang. Co więcej, grupa ta uważa, że sztuka starożytna oferuje eleganckie rozwiązania problemów w dziedzinach tak różnorodnych, jak bezpieczeństwo samochodowe, nauka o kosmosie, architektura, robotyka, produkcja i medycyna.
Fizyk laserowy i były badacz z NASA Jet Jet Propulsion Laboratory, Lang, 46, jest pionierem w dziedzinie origami technicznych i obliczeniowych, które koncentrują się na matematyce stojącej za sztuką. „Jest renesansowym człowiekiem origami” - mówi Jan Polish z Origami USA, który ma 1700 członków na całym świecie. „Wiele osób, które pochodzą z kręgów naukowych, interesuje się origami jako problemem do rozwiązania. Jego praca jest bardzo intrygująca, ponieważ łączy sztukę i matematykę. Jego sygnatura to wysoki stopień rzeczywistości z powiewem życia. „
Lang stworzył lub tchnął życie w ponad 495 skomplikowanych nowych modeli origami, niektóre wymagające setek fałd: żółwie z wzorzystymi skorupami, raptory z teksturowanymi piórami, grzechotnik z 1000 łuskami i kleszcz wielkości jądra popcornu. Jego arcydziełem, stworzonym po raz pierwszy w 1987 roku, jest naturalnej wielkości, 15-calowy zegar z kukułką z czarnego lasu, wraz z wahadłem, szyszkami i głową jelenia. Jest tak skomplikowany, że Lang został poproszony o pokazanie swojego składania w japońskiej telewizji - zadanie to zajęło pięć godzin. Większość z tych prac spełnia jeden zwodniczo prosty wymóg - użycie jednego arkusza papieru bez nacięć i łez.
Lang, który jest autorem lub współautorem ośmiu książek o origami, wystawiał dzieła w galeriach sztuki i na konwencjach origami w Paryżu, Nowym Jorku, Tokio, Bostonie, Seattle i San Diego. W 2004 r. Spędził tydzień jako rezydent-artysta w Massachusetts Institute of Technology (MIT), gdzie jego wykłady przyciągnęły wyłącznie stojące w pokoju publiczności foldery papierowe oraz studentów matematyki i informatyki. We wrześniu zorganizował czwartą międzynarodową konferencję na temat origami w nauce, matematyce i edukacji, która odbyła się w California Institute of Technology.
„Jedną z rzeczy, które są w nim naprawdę niezwykłe, jest jego intuicja w zakresie papieru i jego techniczna umiejętność składania” - mówi Erik Demaine, profesor nadzwyczajny w elektrotechnice i informatyce w MIT, który studiuje wszystkie rodzaje składania i jest częstym współpracownikiem z Lang. „Kiedy pracuje nad problemem, zwykle widzi rozwiązanie, wyciąga kawałek papieru i demonstruje”.
Lang po raz pierwszy wyruszył na papierową trasę w wieku 6 lat, gdy jego ojciec Jim, kierownik ds. Sprzedaży i serwisu w firmie produkującej sprzęt w Atlancie, i jego matka Carolyn, gospodyni domowa, podarowali przedwcześnie urodzonym synowi książkę o origami. „Pamiętam moment, kiedy zacząłem” - wspomina Lang. „To wydawało się tak cudowne, że można wziąć papier, coś za darmo i zrobić z niego naprawdę fajne zabawki. Zasadniczo istnieje nieskończona ilość surowców”.
W wieku 10 lat Lang złożył trzepoczące ptaki i skaczące żaby i zabrakło opublikowanych modeli. „Zacząłem chcieć tworzyć rzeczy, których nie było w książkach, iw pewnym momencie zacząłem tworzyć własne projekty”, mówi. Kontynuował składanie i zanim ukończył Kalifornijski Instytut Technologii - doktorat z fizyki stosowanej - sztuka origami odrodziła się.
Nikt nie wie na pewno, kiedy i gdzie powstało składanie papieru, ale wydaje się, że zostało to dobrze ustalone przez 1600 w Japonii, gdzie przesłania szczęścia i dobrobytu od dawna były składane w ceremonialne kawałki. W Europie istniała również niezależna tradycja składania papieru. Ale do połowy XX wieku praktykujący ograniczali się do zaledwie kilkuset klasycznych i często powtarzanych projektów. Następnie, w latach 50. XX wieku, zaczęto publikować i wystawiać nowe techniki i projekty autorstwa japońskiej artystki origami Akiry Yoshizawy. Niedługo potem eksperci rozpoczęli prace nad matematyką, która pozwoliłaby na projektowanie i obliczanie abstrakcyjnych kształtów geometrycznych na złożonym papierze. Lang i inni używają geometrii analitycznej, algebry liniowej, rachunku różniczkowego i teorii grafów do rozwiązywania problemów z origami.
Na początku lat 90. Lang i japoński mistrz origami Toshiyuki Meguro jednocześnie zastosowali technikę, która zrewolucjonizowała składanie. Technika ta, zwana obecnie „upakowaniem koło-rzeka”, pozwoliła origami zrobić coś, co zawsze im umknęło - stworzyć modele z realistycznymi dodatkami w określonych miejscach. Każda z „klap” danego projektu - na przykład obszar papieru, który ma stać się nogą lub anteną - jest reprezentowany przez okrąg lub pasek. Koła są rysowane lub „pakowane” na kwadratowym kawałku papieru, takim jak pomarańcze w skrzyni, bez nakładania się. Przestrzenie między okręgami mogą zawierać pasy lub rzeki, stąd nazwa, upakowanie koło-rzeka. Po raz pierwszy projekty, które istniały tylko w oku umysłu, mogły być niezawodnie odtworzone bez niekończących się - a czasem bezowocnych - prób i błędów.
Teraz projektanci origami tacy jak Lang mogli wytwarzać modele zaskakującego realizmu, w tym owady, których wiele nóg, skrzydeł i anten zawsze przeszkadzało projektantom. Lata dziewięćdziesiąte stały się złotą erą owadów - znanych wewnętrznym jako Wojny Bugów. „Ktoś stworzyłby owada, potem ktoś zrobiłby skrzydła ze skrzydłami, a potem ktoś miał skrzydła ze plamami” - wspomina Lang. „Dużo pracowałem nad owadami i opracowując te techniki projektowania, opracowałem techniki, które można zastosować do wielu przedmiotów”.
W latach dziewięćdziesiątych Lang opracował także program komputerowy, który wykorzystuje upakowanie rzeki i okręgu do tworzenia wyrafinowanych projektów. Program o nazwie TreeMaker umożliwia artystom narysowanie na ekranie sylwetki wybranego modelu. Następnie oprogramowanie oblicza i drukuje najbardziej efektywny wzór fałdowania. Drugi program o nazwie ReferenceFinder określa kolejność składania potrzebną do utworzenia modelu. Lang mówi, że rzadko korzysta z programów podczas projektowania własnych elementów, zwykle podczas burzy mózgów projektu dla podstawowej struktury określonego modelu. Komputer wykonuje pomruk, wykopując różne opcje bigowania. Następnie wraca do ołówka i papieru oraz ręcznego składania, aby dodać wiele subtelności projektowych, które nie istnieją jeszcze w formie algorytmicznej.
„Nie próbuję zrobić zdjęcia, staram się uchwycić esencję, wrażenie czegoś” - mówi Lang. „Niektóre tematy, do których wciąż się powracam - cykady, proste ptaki. Mogę robić je w inny sposób i coraz bardziej zbliżać się do mojego wyobrażenia o tym, jak powinny wyglądać. Nie pomyślałbyś, że origami mogłoby sprowadzać się do równań, ale niektóre jego części mogą. Ale aspekt artystyczny nigdy nie zostanie uchwycony w równaniach. ”
Tak się składa, że nauka i sztuka złożonego składania może potencjalnie rozwiązać problemy z blachą, składanymi konstrukcjami, takimi jak panele słoneczne do zastosowań kosmicznych, oraz manipulacją robotycznym ramieniem. W medycynie trwają badania nad opracowaniem nowych stentów naczyń krwionośnych, które można składać w celu wprowadzenia do osłabionych tętnic, a następnie rozszerzać raz na miejscu.
W carhs gmbh, dawniej EASi Engineering GmbH w Niemczech, inżynierowie próbujący symulować rozmieszczenie poduszki powietrznej najpierw musieli modelować spłaszczanie torby do jej złożonej postaci - coś, czego ich oprogramowanie nie mogło zarządzać. Algorytm komputerowy opracowany przez Langa umożliwił inżynierom składanie różnych kształtów do symulacji. Lang skonsultował się również z inżynierami z kalifornijskiego Lawrence Livermore National Laboratory w sprawie kosmicznego teleskopu nowej generacji, nazwanego Eyeglass. Celem jest umieszczenie na orbicie ogromnych teleskopów o średnicy do 328 stóp w celach obejmujących oglądanie planet poza naszym Układem Słonecznym. Przeniesienie takiego giganta w kosmos stanowi problem, ponieważ chwyt promu kosmicznego mierzy cienką 15 stóp średnicy. Lang opracował wzór składania prototypu o średnicy 16 stóp, który można złożyć do transportu, a następnie rozwinąć jak kwiat kwitnący raz w kosmosie.
Lang jest również zajęty pisaniem drugiej książki o matematycznych technikach składania, a także projektowaniem i składaniem gigantycznego papierowego pteranodona, którego 16-metrowa rozpiętość skrzydeł zdobi Muzeum Redpath w Quebecu. „Origami jako forma sztuki promieniuje we wszystkich kierunkach od samego początku jako tradycyjne rzemiosło”, mówi. „Nadal nie jesteśmy w pobliżu granic możliwości”.
Beth Jensen jest niezależną pisarką z siedzibą w Pleasanton w Kalifornii . Pomimo zainteresowania origami, nie udało jej się jeszcze z powodzeniem złożyć mapy drogowej, a tym bardziej kraba skrzypka .
