Tejer es codificar y el estambre es un material programable

Tejer es codificar y el estambre es un material programable

12 de junio del 2019

Para Elisabetta Matsumoto, física y especialista en matemáticas aplicadas del Instituto Tecnológico de Georgia, tejer es más que un pasatiempo con beneficios para la salud.

A pesar de generaciones de conocimiento práctico y experimental, las propiedades físicas y matemáticas de los tejidos de punto casi no son estudiadas de una manera que produzcan modelos predictivos sobre cómo se comportan tales tejidos.

Matsumoto quiere cambiar eso.

Se está embarcando en un proyecto de cinco años, “Qué Enredada Red Tejemos”, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias para investigar las matemáticas y la mecánica de “la antigua tecnología llamada tejido”. Algunos de los ejemplos más antiguos datan del siglo 11 en Egipto.

Ella afirma que “tejer es codificar” y que el estambre es un material programable. Los dividendos potenciales de su investigación van desde la electrónica vestible hasta el andamiaje de tejidos.

“He tejido desde que era niña”, dijo Matsumoto al público congregado en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Física, en marzo. “Ha sido un sueño tomar todo lo que aprendí y con lo que jugué cuando era niña y convertirlo en algo con rigor científico”.

Como primer paso, su equipo está clasificando todas las puntadas que pueden tejerse.

La investigación se basa en la tradición matemática de la teoría de nudos. Un nudo es un círculo enredado, un círculo con cruzamientos que no puede desenredarse.

Mediante la teoría de nudos, Matsumoto desarrolla una teoría de tejido: un alfabeto de puntadas de celdas unitarias, un glosario de combinaciones de puntadas y una gramática que rige la geometría y la topología del tejido, lo elástico del tejido o su “elasticidad emergente”.

Un pedazo de estambre casi no tiene elasticidad, pero cuando se le transforma en nudos corredizos (en patrones de puntadas y puntos de revés) surgen varios grados de elasticidad.

“Sólo basados en estas dos puntadas, estas dos unidades fundamentales, podemos crear todo un conjunto de tejidos y cada uno de ellos tiene propiedades elásticas notablemente diferentes”, explicó Matsumoto.

Durante su charla, Matsumoto distribuyó sus muestras de tejido a mano: punto de jersey o liso (que es muy elástico y se usa para camisetas); el punto santa clara o garter (que es más elástico); el punto elástico (el más elástico de todos), y el punto semilla (que no es muy elástico, pero es uno de sus favoritos).

La teoría de tejido de su equipo incorporará estas y otras morfologías de las puntadas, así como los defectos y las restricciones intencionales de las puntadas, tales como la forma en la que el estambre se dobla, retuerce y comprime, cuántas hebras tiene, qué grosor tiene y qué tan “floofy” es.

Lo “floofy” se refiere a “la zona del halo del estambre en la que sobresalen fibras mullidas y efímeras”, dijo Matsumoto, y esto cambia la forma en la que interactúan dos piezas de estambre.

Para el proyecto Tangled Web, la mayoría del tejido experimental es producido con una réplica de una máquina de tejer de los 70, la Taitexma Industrial and Home-Based Knitting Machine Model TH-860, que es operada por Krishma Singal, una estudiante de doctorado.

Al equipo de Matsumoto le gusta contemplar cómo los patrones de puntadas proporcionan un código (un código más complejo que el código binario de unos y ceros) que crea el programa para la elasticidad y la geometría del tejido de punto. El término en boga que usan es “materiales topológicos programables”, dijo Michael Dimitriyev, investigador de posdoctorado.

El trabaja en una simulación por computadora de un tejido de punto, en el que ingresa las propiedades del estambre y la topología de la puntada y obtiene la geometría y elasticidad del objeto real terminado.

El primer documento escrito del equipo, que está en progreso actualmente, contrastará las simulaciones de Dimitriyev con las muestras físicas de Singal. Una vez que la simulación por computadora esté pulida, Matsumoto y sus colaboradores podrán obtener ecuaciones y algoritmos para el comportamiento de los tejidos de punto, lo que a su vez podría ser introducido en máquinas físicas para gráficos de juegos de computadora o películas.

Las películas “Valiente” y “Monsters Inc.”, de Pixar, mostraron una animación vanguardista del cabello y el pelaje, pero aún no le llega al estambre la hora de estar bajo los reflectores.

La animación de tejidos sigue estando en la fase de prueba y error, y requiere de supercomputadoras y muchísimo tiempo para generarla.

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