Phỏng sinh học trong thiết kế sản phẩm mỹ thuật ứng dụng

Thiên nhiên rộng lớn, phong phú và đa dạng của các loài động thực vật là nền tảng, đồng thời là nguồn cảm hứng vô tận cho sự phát triển tư duy sáng tạo và cách tân bền vững thuộc tất cả các lĩnh vực khoa học như Kiến trúc, Sinh học, Công nghệ điện tử, Thiết kế tạo dáng sản phẩm, Điêu khắc, Âm nhạc… Nền tảng sáng tạo đó ngày nay trở thành một lĩnh vực khoa học mũi nhọn và có tên là Thiết kế phỏng sinh học (Biomimetic Design). Trong lĩnh vực thiết kế Mỹ thuật ứng dụng, phỏng sinh học là cơ sở đầu tiên của tư duy và ý tưởng thiết kế tạo dáng các hình thái sản phẩm phục vụ nhu cầu và phát triển khoa học của xã hội. Còn với Hội họa, nó cũng là khởi nguồn cảm xúc để xây dựng và sáng tạo ra cái đẹp trong các tác phẩm Mỹ thuật. Vì nó là đối tượng của tự nhiên có cấu trúc hình thể, nhịp điệu, mầu sắc tác động trực tiếp đến tư duy sáng tạo trong nghệ thuật thị giác, đặc biệt trong lĩnh vực thiết kế sản phẩm mỹ thuật ứng dụng. Điều này từ xa xưa đã được các học thuyết mỹ học cổ đại Hy Lạp khi giải thích về bản chất của nghệ thuật đã khẳng định. Thời đó, họ coi sự nổi bật nhất về phỏng sinh học thuộc về lĩnh vực thiết kế sản phẩm mỹ thuật ứng dụng.

Phác thảo tàu lượn của Leonardo da Vinci

Đó là sự “bắt chước” hình dáng, cấu trúc, đường nét, nhịp điệu, mầu sắc… của cây cối, động vật, côn trùng và kể cả cấu trúc hình dáng của con người trong tất cả các tác phẩm tranh tường, Kiến trúc và Điêu khắc… Trong Âm nhạc là sự “bắt chước” âm thanh tự nhiên của các loài chim, sông suối, gió, mưa…Trải qua hàng triệu năm quá trình tiến hóa của các loài động, thực vật để tối ưu hóa các đặc điểm cấu trúc cơ thể phù hợp và sinh tồn với mọi điều kiện môi trường của tự nhiên. Nền văn minh của nhân loại tuy phát triển và đạt được nhiều thành tựu kinh ngạc trong các lĩnh vực khoa học. Nhưng sự sở hữu và chinh phục ấy so với thế giới tự nhiên thực chất mới chỉ là một phần rất nhỏ của thiên nhiên vĩ đại. Với lĩnh vực thiết kế sản phẩm Mỹ thuật ứng dụng tuy nhân loại đã có nhiều thành tựu, song so với các lĩnh vực khoa học khác mới chỉ là sự khởi đầu.Ở Việt Nam, không rõ từ khi nào những đồ chơi dân gian và các dụng cụ, đồ vật gia dụng và dụng cụ phục vụ đời sống sinh hoạt, lao động và cả đời sống tâm linh trong xã hội đã được con người và nghệ nhân các thế hệ sáng tạo phỏng hóa thành các sản phẩm ứng dụng. Các vẻ đẹp và tính ứng dụng của các sản phẩm được phỏng theo những hình thể, cấu trúc, mầu sắc của các loài động, thực vật rất lý thú và đầy hấp dẫn từ thiên nhiên. Ngoài ra, chất liệu các vật dụng và đồ chơi cũng đều tạo bởi các vật liệu có sẵn từ thiên nhiên như gỗ, tre, mây, vải, bông, đất nung, đá… và cho đến ngày nay chúng vẫn tồn tại và được ứng dụng trong đời sống. Những con Ngựa bập bênh, những con thú nhồi bông đa dạng và dễ thương như Thỏ, Vịt, Cá và những đồ vật gia dụng lọ hoa, ấm pha trà, đèn vườn, nậm rượu, những cánh diều và các đồ thờ cúng được phỏng hóa từ các con vật như Bướm, Cá, Gà, Công, Phượng, Voi, Ngựa… cả những đồ vật tâm linh bầy trong các Đình, Đền, Chùa… tất cả đều được mô phỏng tinh thần cấu trúc hình thể, đặc điểm, mầu sắc của các loại động vật, thực vật theo những góc độ và kích thước khác nhau.Chính vì vậy, từ cổ xưa con người đã biết tạo ra những công cụ săn bắn, công cụ lao động và đồ vật sinh hoạt để tồn tại giống nòi, duy trì sự sống.

Ấm Tử Sa (Trung Quốc) mô phỏng hình quả bí

Ghế bướm - TK của Eduar do Garcia Campos

Tuy nhiên, sự thông minh và quá trình khai thác và phát triển các lĩnh vực khoa học của nhân loại không thể bao trùm và thay thế được các quy luật và sự tồn tại kỳ diệu của tự nhiên. Nhiều sự kỳ diệu và bí ẩn về cấu trúc và chức năng của sinh học trong  thế giới tự nhiên cho đến ngày nay, khoa học thế kỷ XXI cũng không giải thích và khai thác hết được. Quá trình tiến hóa lâu dài và phát triển trí tuệ của con người ngày càng được tích lũy, nâng cao và sáng tạo trong các lĩnh vực khoa học cũng như nghệ thuật, đặc biệt là lĩnh vực mỹ thuật ứng dụng. Đỉnh cao trí tuệ của con người là những phát minh, sáng tạo ra những mẫu mã sản phẩm mỹ thuật ứng dụng phục vụ đời sống xã hội, đặc biệt là trong thời đại của khoa học và công nghệ ngày nay. Hàng triệu những mẫu và kiểu dáng sản phẩm từ gia dụng đến công cụ, máy móc công nghiệp tối tân và phương tiện giao thông hiện đại do con người sáng tạo, phục vụ cho con người từ xưa đến nay hầu hết được mô phỏng, học tập từ các kết cấu và chức năng của sinh học trong tự nhiên.Nhà khoa học Janine Benyus (Mỹ), người đầu tiên kiến lập các nguyên lý phỏng sinh học trong thập niên 90 của thế kỷ XX viết: “Phỏng sinh học là các cách tân lấy cảm hứng từ thiên nhiên. Nguyên tắc của nó là quan sát, học hỏi các chiến lược sống của các sinh vật để tạo ra một thế giới khác”. (…) Cuốn sách này nói về các ứng dụng phỏng sinh học đang bắt đầu được thương mại hóa, ví dụ như pin mặt trời mô phỏng từ lá cây.Ngày nay, phỏng sinh học (Biomimetic) là một lĩnh vực khoa học quan trọng trong quá trình phát triển trí tuệ và phát minh vĩ đại nhiều lĩnh vực con người. Những phát minh từ phỏng sinh học đã trở thành những thành tựu khoa học rất kinh ngạc của nhân loại. Và nó đã trở thành một ngành khoa học độc lập rất phát triển, đó là ngành “Công nghệ phỏng sinh học” (Biomimetic technology). Phỏng sinh học là sự mô phỏng có ý thức trí tuệ của con người dựa vào cấu trúc, hình dáng, mầu sắc… đặc biệt là khả năng tối ưu hóa tồn tại và cách thích ứng của động thực vật với môi trường khắc nghiệt của tự nhiên vào trong các sản phẩm. 

Mercedes-Benz( Đức) mô phỏng từ cá nắp hòm

Tầu ngầm Robot của Mỹ mô phỏng từ cá ngừ

Robot Beachbot (Mỹ) mô phỏng hình rùa 

Robot hình nhện 3D ( Mỹ)

Trong những năm vừa qua, phỏng sinh học đã có bước tiến mạnh mẽ. Song với tốc độ phát triển của công nghệ và nhu cầu của nhân loại ngày nay, phỏng sinh học vẫn là ngành khoa học đang ở giai đoạn khởi đầu so với thế giới bao la. Do vậy, rất cần được sự quan tâm, đầu tư nhiều hơn trong đào tạo và nghiên cứu, đặc biệt là sự đột phá trong nhận thức.Để khai thác, sáng tạo và học hỏi những gì sau hàng tỷ năm tiến hóa của tự nhiên, các nhà phỏng sinh học đã mất rất nhiều công sức và trí tuệ nghiên cứu nắm bắt những tinh túy dù hết sức nhỏ bé của các loài động thực vật và các hệ sinh thái ở khắp mọi nơi trong tự nhiên. Mục tiêu cao nhất của phỏng sinh học là là mô phỏng các nguyên lý của các hệ sinh thái tự nhiên. Đây là cơ hội cho việc chuyển đổi nền khoa học - công nghệ và kinh tế hướng tới sự phát triển bền vững phục vụ cuộc sống của con người. Bởi vì, trong đời sống hiện đại, con người càng ngày càng hướng tới các giá trị và môi trường của tự nhiên.  Hiện nay, nhiều kiến trúc sư nổi tiếng trên thế giới đã thiết kế nhiều công trình được phỏng sinh học và được coi như là tiêu biểu cho nghệ thuật kiến trúc trong tương lai. Các kiến trúc sư quan niệm đây là những công trình sáng tạo tiến dần đến một trái đất tự nhiên. Công trình tòa nhà Anti- Smog ở Pari của kiến trúc sư Vincent Callebaut ( Pháp) là một công trình nổi tiếng thế giới về khai thác và ứng dụng các yếu tố của thiên nhiên vào công trình.Ngày nay, phỏng sinh học là một ngành khoa học rất phát triển và được ứng dụng trong tất cả các ngành khoa học phục vụ nhu cầu và phát triển kinh tế, kỹ thuật, công nghệ và thẩm mỹ của nhân loại.

Robot Asimo Nhật Bản

Ngựa, voi bập bênh(gỗ),  đồ chơi xuất khẩu Việt Nam

Thực tế cho thấy, trên thế giới những quốc gia có nền kinh tế, kỹ thuật và công nghệ phát triển đều là quốc gia ứng dụng khoa học phỏng sinh học trong tạo dáng và chế tạo sản phẩm công nghiệp rất mạnh mẽ như Nhật, Mỹ, Anh, CHLB Đức, Trung Quốc… Do vậy, các nhà khoa học hiện nay đều khẳng định muốn phát triển và thay đổi về kỹ thuật và công nghệ phải dựa vào nền tảng kỳ diệu và phong phú của kho tàng vĩ đại thiên nhiên.Để có được hàng loạt những thành tựu khoa học và sản phẩm ứng dụng phát triển trên nền tảng của công nghệ phỏng sinh học trong những thập kỷ qua là cả một quá trình nghiên cứu, sáng tạo của các nhà khoa học và đầu tư chiến lược của  những quốc gia có nền công nghiệp phát triển trên Thế giới. Từ một nước có nền nông nghiệp lạc hậu, chiến tranh kéo dài, các cơ sở đào tạo về lĩnh vực mỹ thuật ứng dụng của Việt Nam đều dựa vào nền tảng của Mỹ nghệ truyền thống. Tư duy về khoa học và công nghệ rất thấp, chủ yếu dựa vào những kinh nghiệm, thêm vào đó chưa thực sự  đầu tư và coi trọng về vai trò của phỏng sinh học trong lĩnh vực nghệ thuật thiết kế. Do vậy, các sản phẩm ứng dụng trong nước chưa đáp ứng được nhu cầu thực tiễn của xã hội cả về hình thức cũng như công năng. Các sản phẩm gia dụng và máy móc công nghiệp hiện đại kể cả những sản phẩm đồ chơi trẻ em được mô phỏng từ thiên nhiên cũng là những hàng nhập ngoại chiếm đa phần …Từ thực tế trên, ta thấy phỏng sinh học đóng vai trò rất quan trọng trong tất cả các lĩnh vực khoa học của đời sống đương đại, và trong lĩnh vực thiết kế sản phẩm mỹ thuật ứng dụng. Đặc biệt là trong thời đại công nghiệp hóa hiện đại hóa và hội nhập quốc tế. Song đây là một lĩnh vực đòi hỏi cần liên kết và hợp tác nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khoa học mới tạo ra được một sản phẩm được. Do vậy, muốn phát triển về lĩnh vực thiết kế tạo dáng sản phẩm mỹ thuật ứng dụng, chúng ta cần đầu tư vào đào tạo và nghiên cứu khoa học, cơ sở vật chất, chuyển giao công nghệ dựa trên khoa học công nghệ phỏng sinh học. Vì đây là cái nôi đào tạo ra những họa sỹ, các nhà thiết kế và đặt nền móng đầu tiên về ý tưởng, tư duy sáng tạo và chuyển giao công nghệ trên nền tảng nghệ thuật thiết kế phỏng sinh học (Biomimetic Design) và cho hàng loạt những sản phẩm mỹ thuật ứng dụng phục vụ cho cuộc sống phát triển của đất nước và  nhân loại.

- Lê Thân -