Ciencia / 3 de Febrero de 2017

El origami, nueva clave para innovar en matemática e ingeniería

En el Art Center del MIT desarrollaron técnicas de este arte milenario que ayudan a mostrar de manera práctica problemas hasta ahora teóricos.

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Hay un lugar en Boston que hace honor a la Techne, esa palabra griega cuya etimología enlaza la tecnología con el arte como si fuesen dos caras de una misma moneda. De entre varios edificios que componen el Massachusetts Institute of Technology hay uno cuya arquitectura arrastra las miradas. Y no es sólo por fuera: En el MIT Art Center todo parece distinto. Al ser el lugar clave en ingeniería a nivel mundial es curioso notar cómo las personas que lo transitan parecen ingenieros pero a su vez no lo son. Se trata de una apuesta verdaderamente distinta. “Aquí nuestra misión es ver cómo desde la ciencia impactamos en el arte, y también al revés: cómo ciertas ideas artísticas nos inspiran para hacer nueva ciencia”.
El que dialoga con NOTICIAS –Erik Demaine– es todo un referente en esta era donde la innovación se transformó en el primer mandamiento que deben seguir universidades y empresas. Pero, lejos de ser un producto del sistema, Erik es todo lo contrario: es un outsider que recorrió los Estados Unidos lejos de la educación formal. “Todo comenzó por mi padre Martin Demaine, quien es un reconocido artista en temas como el arte de soplar vidrio para realizar objetos increíbles. Él debía realizar exposiciones por todo el país, y eso apenas nos permitía estar en algún lado más que algunos meses, entonces decidió que me convierta en lo que aquí llamamos un home student, esto es que no fui a la escuela daba los exámenes como alumno libre”.
La receta de Martín fue estimular la curiosidad de Erik. “En cuanto yo hacía una pregunta él me traía libros, computadoras, instrumentos o lo que hiciera falta para que encontrara la respuesta, y además nos fuimos educando mutuamente en los temas que no conocíamos. Pero nunca me persiguió para que estudiara: simplemente me estimuló para que mi curiosidad fuera en aumento. Básicamente lo que me dedicó mi padre es tiempo”, recuerda Erik.
Erik terminó la universidad a la edad de 14 años y a los 20 años hizo algo asombroso: ser el profesor titular del MIT más joven de su historia.
La insaciable curiosidad de Erik aterrizó en un problema milenario que envuelve al arte con la ciencia: el origami. En sus orígenes, este arte que comenzó en China con la invención del papel pero se desarrolló en Japón (ori – plegar, gami – papel) fue mostrando cómo obtener diversas formas con sólo plegar un papel. “Sin embargo, hasta comenzado el siglo XX había muy pocas formas descubiertas con las técnicas del origami. La verdadera explosión de este arte tiene sólo 50 años, y el último gran paso se dio ya en esta última década que insólitamente vino de la mano de los matemáticos”, comenta Laura Rozemberg autora del libro “El Ángel del Origami”.

La respuesta

El origami fue transmitido de boca en boca, y luego mediante diagramas con patrones sumamente complejos que hicieron muy difícil su divulgación y crecimiento durante cerca de 500 años. “Además con esa forma de comunicar los plegados no podían pasar de diez pasos porque las formas más complejas se tornaban imposibles de representar. En definitiva, aunque alguien encontrara algo original para su época no se podía difundir. Ese era el límite: la diagramación”, revela Rozemberg.
Pero fue un japonés, Akira Yoshizawa, quien a mediados del siglo XX hizo un aporte crucial: un nuevo sistema de notación que revolucionó la forma de comunicar los nuevos hallazgos. “En realidad no inventó algo desde cero –como mucha gente cree–, sino que adaptó sistemas que se usaban, los simplificó, y tuvo la gran suerte de que no quedó limitado al Japón, porque tampoco hubiera tenido difusión. Lo tomaron en Occidente, y se conoció como el sistema Yoshizawa-Randlett-Harbin, que es el que se conoce hoy en día. Es un sistema universal”, aclara Rozemberg. El origami pasó a tener un lenguaje diagramático simple de entender y pronto una comunidad de interesados con nuevas ideas lo enriquecieron. “Cuando los matemáticos se sumaron, la disrupción se sintió instantáneamente. Aparecieron congresos de matemáticos totalmente dedicados al origami. Y no estamos hablando de unas matemáticas simples sino de investigación original, de nuevas ideas matemáticas”, señala Laura Rozemberg.

Algoritmo

Erik Demaine pensaba que podría desarrollar una técnica para replicar cualquier forma sólo plegando un papel. “Al final no fue suficiente con sólo plegar, pero demostramos que si además de plegar el papel se nos permite hacer un corte podemos emular cualquier forma. Fue un gran avance porque nuestra demostración no fue sólo teórica. O sea, en matemáticas hay demostraciones en las cuales uno puede decir que existe la solución pero no cómo construirla, y nosotros logramos dar con un algoritmo computacional para la construcción de cualquier forma propuesta. Claro, la construcción puede ser muy compleja de llevar a cabo pero la cuestión es que sí se puede realizar. A partir de este desarrollo, el origami no tiene límites, o sea no hay una forma que no podamos realizar”, se enorgullece Demaine. Las esculturas en papel que crearon Demaine y su padre pronto ganaron atención del público no sólo por su valor científico sino también por el artístico: en la actualidad, tres de sus obras están en la colección permanente del MoMA (Museum of Modern Art) de Nueva York. Y entre otros hitos recibió el premio “genius” de la Mc Arthur Foundation.
Demaine, además, demostró su originalidad matemática al atacar problemas como el origami unidimensional. “El origami tradicional es el bidimensional que es el plegado de un papel, pero el origami unidimensional que seria el plegado de un hilo, cómo se puede anudar y retorcer es aún mucho más complejo –explica–. Uno de los problemas es si dado un nudo cualquiera hay una posibilidad de desatarlo, es un problema antiguo y logré resolverlo”.
Los artistas no sólo usan el papel sino también otros materiales. Incluso existe el origami con papel húmedo que permite un acabado más artístico. “Se puede combinar con técnicas como la de la cartapesta con las cuales se logra lo que se denomina un papel-piedra. Las posibilidades son infinitas ya que las texturas pueden cambiar. Por supuesto trabajar con papel húmedo tiene complejidades especiales ya que fácilmente se rompe”, afirma la artista plástica Amarilis Carrie.
Usos. Más allá del arte estas técnicas tienen potencialmente un sinnúmero de aplicaciones. En el caso del origami unidimensional el foco está puesto en la estructura de las proteínas que son como hilos que se pliegan sobre sí mismos de formas muy complejas. Es una de las áreas de mayor investigación donde el poder de las computadoras no alcanza para lograr comprender la geometría de las proteínas de interés médico, algo que es crucial en la industria farmacéutica.
“Para diseñar drogas que tengan utilidad específica es fundamental conocer cómo son las proteínas a atacar, y desde las técnicas del origami podemos tomar atajos para dar soluciones que desde el poder bruto computacional no se pueden realizar. Cada proteína se pliega de una forma única. Ahora si una de las proteínas que tenemos dentro de nuestro cuerpo se pliega de una forma equivocada recibimos alguna enfermedad. Nuestra meta es diseñar proteínas sintéticas que por ejemplo ataquen a un virus específico”, afirma Demaine.
Esta nueva ciencia del plegado aparece en un sinnúmero de temas científicos que antes no se veían de esta forma. “Si simplemente nos miramos vemos que nuestros párpados son un pliegue, mientras te estoy hablando estoy plegando el aire hacia tu oído. Hasta la galaxia se está doblando sobre sí misma a través de los eones. El ADN está doblado. Si arrugamos un papel vemos que tiene montañas y valles, porque a la tierra le pasa lo mismo: tiene pliegues. El origami nos muestra que la clave de muchos fenómenos está en los pliegues”, dice Paul Jackson uno de los grandes artistas del origami basado en Tel Aviv (Israel), famoso por ser capaz de hacer formas notables con un solo pliegue en el papel.
La criptografía es otra de las aristas del origami donde los pliegues de una forma son la manera de comunicar un mensaje cifrado. Y así lo que puede ser una bonita paloma esconde un mensaje. Según parece es lo que hace la naturaleza con la vida misma. Decodificar sus pliegues es la nueva gran aventura en la cual se hallan inmersos arte y ciencia para buscar el gran secreto de la belleza que todo lo puede.

 

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