TENSEGRITY

Simpel..

Drie stokjes hangend in de lucht. Dat is waar het bij tensegrities om gaat. Ik denk dat ik meer dan honderd tensegrities heb gemaakt maar dit is nog altijd een van mijn favorieten. In al zijn eenvoud is het net magie. Het is de meest eenvoudige tensegrity die men kan bedenken, maar toch heeft dit basiselement nagenoeg alle eigenschappen die een tensegrity zo kenmerkend maken.

Geschiedenis
Het mag dan niet zo moeilijk lijken om een deze tensegrity uit te vinden (of moet men zeggen "ontdekken"?), toch hebben de Oude Grieken of Romeinen hem niet bedacht. Eigenlijk heeft deze constructie nog maar een zeer jonge geschiedenis. Dit eenvoudige bouwwerkje is mogelijk als eerste gemaakt door de jonge Letse student Karl Ioganson ergens rond 1920. Maar als deze student hem heeft uitgevonden dan is dat ook alles wat hij gedaan heeft op het gebied van tensegrities. Het echte begin voor de tensegrity was ergens in een kelder in Pendleton, Oregon (USA) in de herfst van 1948. Daar was een andere jonge student, Kenneth Snelson genaamd, aan het experimenteren met draad, touw, klei, metaal van conserveblikken, karton, enz.. Of misschien begon de geschiedenis van de tensegrity nog iets eerder, toen deze zelfde Snelson een zomercursus volgde aan de Black Mountain College in Noord Carolina waar hij gebiologeerd raakte door een charismatische visionaire ontwerper, architect en uitvinder genaamd Buckminster Fuller...

Praktijk
Deze website bevat de nodige info over tensegrities maar de echte ervaring met deze bouwwerken ligt toch in de praktijk. Als je de tensegrity werkelijk wilt begrijpen, dan kun je het beste je computer zo nu en dan uit zetten en zelf aan de slag gaan, net zoals Snelson dat in zijn kelder deed. Een goed begin zou bijvoorbeeld zijn: Zaag drie stokjes op gelijke lengte. Boor een gaatje in ieder uiteinde en draai overal een schroefje in. Neem vervolgens een klosje touw en probeer je eerste tensegrity te maken.. ..en tegen de tijd dat je hier weer terug bent weet je dat tensegrities een stuk minder eenvoudig zijn dan je in eerste instantie zou denken.

Beschrijving
Deze 3-stokjes-"oer-tensegrity" met veel namen, zoals "3-strut T-prism", "simplex", "elementary equilibrium", "3 struts, 9 tendons", "twist element", "3 struts single layer" en "(3,9;2,1)" laat ons zien wat een tensegrity is. Maar wat is het eigenlijk? Sinds het bestaan van deze "constructie-kunst" zijn er talloze discussies geweest over wat een tensegrity nou wel is en wat niet. Vanuit technisch oogpunt zijn er veel meningen die variëren van "puristen" zoals Kenneth Snelson zelf en mensen met een breder, mindere kritische instelling die vinden dat ook bijvoorbeeld een fietswiel en zelfs een ballon en een spinneweb tot de familie van tensegrities behoren. Al deze discussies hebben geleid tot bijna evenveel definities van de tensegrity.

Afgezien van de technische discussies zijn er mensen die zo onder de indruk van een tensegrity dat zij zich er op een of andere manier mee willen verbinden. Zo is er een zekere Carlos Castaneda die les geeft in "tensegrity" en zijn definitie luidt: "Tensegrity is een moderne versie van magische bewegingen: posities en passen van het lichaam en ademhalingen zoals uitgevoerd door mannen en vrouwen in het oude Mexico."
Een ander, genaamd Timothy Wilken, spreekt van "Ortegrity" als een samenvoeging van Organisatie en Tensegrity. Zijn woord staat voor "een systeem gebaseerd op synergetische principes voor het organiseren van twee of meer mensen, waarbij een continu "trekken aan beslissingen" in balans dient te zijn met het discontinu "duwen van acties". In zijn ogen is tensegrity het patroon waar duwen en trekken een win-win relatie met elkaar hebben.
Een laatste voorbeeld komt van een zekere Linda die mij heeft gevraagd of zij een van mijn tensegrities mag gebruiken als logo voor haar business. Ze heeft een life-coaching-centrum voor vrouwen waarin ze de nadruk legt op het belang van "de balans" in het leven.

Vooral de techneuten en de "puristen" onder ons kunnen hier misschien om lachen of worden juist een beetje boos over deze "afdwaling", maar ik denk dat het een compliment is voor de charme van een tensegrity. Mensen refereren niet graag naar een paar losse stokjes en touwtjes, maar in dit geval doen ze dat wel omdat een tensegrity toont dat het totaal zoveel meer kan zijn dan zijn onderdelen. En dat is nog maar één van zijn bijzondere kenmerken.
De charme van een tensegrity is dat het vele kenmerken van ons dagelijks leven laat zien: Dus niet alleen 1 + 1 = 3, zoals zojuist beschreven, maar ook het meer ordinaire "trekken en duwen", zeker als we iets gedaan willen krijgen. Meestal noemen we het dan wat vriendelijker "geven en nemen". Iets subtieler straalt een tensegrity iets delicaats uit terwijl het eigenlijk een zeer stevige constructietechniek is omdat de elementen precies gebruikt worden waar ze voor bedoeld zijn. En omgekeerd ten opzichte van "de som is meer dan zijn individuele componenten" geldt ook: Het is net een kaartenhuis: geen enkele kaart mag falen, want als er één touwtje of stokje breekt, stort de hele constructie in..

Geschiedenis en beschrijving
Er is één persoon die overal terugkomt in de beschrijving en de geschiedenis van de tensegrity: Buckminster Fuller, ook wel bekend onder de koosnaam "Bucky". Hij is de uitvinder van het woord TENSEGRITY als een samentrekking van de woorden TENSIONAL INTEGRITY. In zijn boek Synergeticsgeeft hij de volgende definitie: "Tensegrity describes a structural relationship principle in which structural shape is guaranteed by the finitely closed, comprehensively continuous, tensional behaviours of the system and not by the discontinuous and exclusively local compressional behaviors." Een behoorlijke mond vol, maar hij kon het ook anders zeggen: "...compression elements in a sea of tension..."

Buckminster Fuller in 1949

Deze man verwachte veel, zo niet alles van dit, in die tijd nieuwe, tensegrity principe. Hij zag tensegrities waar hij ook keek hetgeen bijvoorbeeld blijkt uit de volgende passage uit zijn boek Synergetics: "All structures, properly understood, from the solar system to the atom, are tensegrity structures. Universe is omnitensional integrity." En in een brief naar Robert Burkhardtschreef hij: "I simply found that the Universe is compressionally discontinuous and only tensionally continuous. The structural integrity of Universe is tensional as Kepler discovered. I gave this phenomena the name "tensegrity"." Voor hemzelf was het niet vreemd dat hij tensegrity preekte op de manier zoals hij dat deed, want al in 1932 filosofeerde Bucky: "Don't fight forces. Use them!", en dat is precies wat een tensegrity doet. Dus hij moet wel hard hebben gejuicht toen zijn student Snelson hem in 1949 de eerste tensegrity liet zien. Na 17 jaar was dit hèt bouwwerk dat liet zien dat duwen en trekken geen tegenstelling zijn maar elkaar juist aanvullen. Dat deze "altijd samen zijn en nooit alleen".

De "3-strut T-prism", de meest eenvoudige

...met één los touwtje stort de hele constructie in elkaar.

enkele varianten met drie stokjes

..en nog meer varianten

Beschrijving
Over het algemeen kan men zeggen dat hoe langer de definitie hoe nauwkeuriger en gedetailleerder de omschrijving en hoe minder fascinerend. Bucky noemde het "compression elements in a sea of tension", hetgeen met weinig woorden toch een goed beeld geeft. Rene Motro, zeker een tensegrity deskundige, geeft een meer wetenschappelijke definitie:"Tensegrity system is a system in a stable self-equilibrated state comprising a discontinuous set of compressed components inside a continuum of tensioned components." Een heel aardige omschrijving uit een Nederlands artikel vanChris Heunen en Dick van Leijenhorstluidt: "De touwtjes houden het bouwsel bijeen en de houtjes uit elkaar."

Eigenschappen
Met onderstaande foto hoop ik aan te tonen dat tensegrities best sterk zijn. Dit betekent echter nog niet dat het sinds zijn bestaan direkt en gemakkelijk veelvuldig praktisch is toegepast. Robert E. Skelton, een professor in de lucht- en ruimtevaart wijde daar in een artikel in de Science Daily, april 2006 de volgende krachtige uitdrukkingen aan: "Tensegrity, as a concept, has been around for more than 50 years, but until now we have lacked the mathematics needed to make it an engineering tool.. ..There are lots of ways to put sticks and strings together that give you nothing but a useless pile. However, our new computational tools enable us to design an airplane wing structure that can extend and retract like a bird's wing."

Praktijk
Indien je een beetje hulp wilt bij de bouw van je eerste tensegrity: Gebruik drie stokjes van elk 30 cm en negen touwtjes van elk 20,4 cm.