L’IA aide les imprimantes 3D à « écrire » avec des cordes de fluide en spirale comme Jackson Pollock.

Si vous avez déjà fait couler du miel sur une tranche de pain grillé, vous avez remarqué comment le liquide ambré se plie et s’enroule sur lui-même lorsqu’il atteint le pain grillé. La même chose peut se produire avec l’impression 3D et 4D si le bec d’impression est trop éloigné du support d’impression. Des scientifiques de l’université Harvard ont emprunté une page des méthodes novatrices de l’artiste expressionniste abstrait Jackson Pollock – également connu sous le nom de « maître du badigeonnage » – pour exploiter la physique sous-jacente au lieu de tenter de la contrôler afin d’accélérer considérablement le processus, selon un nouvel article publié dans la revue Soft Matter. Avec l’aide d’apprentissage machine, les auteurs ont pu décorer un biscuit avec de la sirop de chocolat pour démontrer la faisabilité de leur nouvelle approche. Comme nous l’avons déjà rapporté, Pollock a tout d’abord employé une technique de « filament volant » ou de « caténaire volant » avant de perfectionner ses méthodes de goutte à goutte. La peinture forme divers filaments visqueux qui sont jetés contre un canevas vertical. La technique de goutte à goutte consistait à étendre un canevas à plat sur le sol, puis à verser de la peinture par-dessus. Parfois, il le versait directement d’une boîte; parfois, il utilisait une baguette, un couteau ou une brosse; et parfois, il utilisait une seringue. L’artiste se déplaçait généralement « rythmiquement » autour du canevas pendant qu’il travaillait. Son style a longtemps fasciné les physiciens, comme en témoigne la controverse entourant la question de savoir si les tableaux de Pollock présentent des motifs fractals ou non. En 2011, le mathématicien Lakshminarayanan Mahadevan a collaboré avec l’historien de l’art Claude Cernuschi sur un article publié dans Physics Today examinant l’utilisation par Pollock d’une « instabilité de bobinage » dans ses peintures. L’étude décrit mathématiquement comment un fluide visqueux se replie sur lui-même comme une corde qui s’enroule – tout comme verser du sirop d’érable froid sur des crêpes. Les motifs qui se forment dépendent de l’épaisseur du fluide (sa viscosité) et de sa vitesse de déplacement. Les fluides épais forment des lignes droites lorsqu’ils sont étalés rapidement sur un canevas, mais ils formeront des boucles, des sinusoïdes et des huit lorsqu’ils seront versés lentement. Mahadevan a ensuite mesuré l’épaisseur des lignes et le rayon des bobines dans un tableau de Pollock montrant cet effet, et l’équipe a utilisé ces données pour estimer le débit de peinture alors que la main de l’artiste se déplaçait sur le canevas. Une étude de 2019 a contredit cette conclusion, trouvant au contraire que la vaste majorité des traces de Pollock avaient été produites parce que l’artiste évitait activement les instabilités de bobinage – bien que les auteurs aient reconnu que le leur n’était probablement pas le dernier mot sur la question. Aujourd’hui, Mahadevan a concentré son attention sur l’application de ce qu’il a appris sur les instabilités de bobinage de Pollock à l’écriture directe d’encre, une méthode versatile d’impression 3D et 4D. L’inconvénient est que l’écriture directe d’encre est un processus très lent car tout écoulement non uniforme tombant d’une hauteur s’enroulera ou se pliera, entraînant des défauts dans les objets imprimés. Cela signifie que le bec d’impression doit être placé à quelques millimètres à peine de la surface d’impression pour imiter exactement le motif d’impression cible. Une autre limitation est que les topologies plus complexes sont difficiles à imprimer, et il est également difficile de contrôler les virages abrupts sans déformer le filament extrudé.