TENSEGRITY

De X-module

Waarschijnlijk de allereerste tensegrity.

Geschiedenis
ProfessorAmy C. Edmondsonheeft een boek geschreven over Buckminster Fuller. Het heet A Fuller Explanation, het leest makkelijk en is toch heel leerzaam en onderhoudend. Uiteraard staat het bol van de geometrie, want Fuller was ook "vol" van meetkunde, maar ze heeft zeker ook geprobeerd de mens Bucky neer te zetten waarbij ze gelukkig ook het lef heeft gehad om daarin kritisch te zijn. Ze begint bijvoorbeeld het voorwoord met: "Buckminster Fuller has been alternately hailed as the most innovative thinker of our time and dismissed as an incomprehensible maverick, but there is a consistent thread running through all the wildly disparate reactions. One point about which there is little disagreement is the difficulty of understanding Bucky. "It was great! What did he say?" is the oft-repeated joke, describing the reaction of a typical enraptured listener after one of Fuller's lectures."

Het boek is een uitstekende poging om Fuller's Synergetics uit te leggen en het is daarom jammer dat het tensegrity deel niet erg goed is. Hier volgt de volledige tekst die ze aan de "geboorte" van de tensegrity heeft gewijd:"In the summers of 1947 and 1948, Fuller taught at Black Mountain College, and spoke constantly of "tensional integrity". Universe seems to rely on continuous tension to embrace islanded compression elements, he mused; we must find a way to model this structural principle. Much to his delight, a student and later well-kown sculptor, Kenneth Snelson, provided the answer. He presented his discovery to Fuller: a small stucture consisting of three separated struts held rigidly in place with a few strings."

Het is waarschijnlijk het slechtste gedeelte van het hele boek. Niet alleen heeft ze veel te weinig aandacht besteed aan deze, ook voor Fuller, belangrijke gebeurtenis, maar daarnaast is bijna alles wat ze schrijft nog onjuist ook. Het was bijvoorbeeld niet in 1947 en 1948, maar in 1948 en 1949 en belangrijker, Kenneth Snelson maakte niet de meest simpele 3 stokjes tensegrity die zij beschrijft als "a small stucture consisting of three separated struts held rigidly in place with a few strings." Hij maakte de X-module zoals hiernaast afgebeeld.
Laat ik duidelijk zijn dat ik het werk van mevrouw Edmondson niet wil neerhalen. Ik geef hier veel aandacht aan omdat ik denk dat het exemplarisch is voor de mist die over deze eerste tensegrity hangt en ook illustratief is voor de verstoorde relatie tussen Snelson en Fuller. Maar laten we nog een keer bij het begin beginnen.

Na gediend te hebben bij de marine tijdens de tweede wereldoorlog gaat Kenneth Snelson naar de University van Oregon. In een interview met Richard Whelan herinnert Snelson zich:"My brother advised going into business, because then you can do anything. I studied accounting and called it pre-law. Then there was a teacher giving a terrific Shakespeare course, so I switched to an English major. After that I became interested in architecture and architectural drawing, and from there I got into design. There were quite a few painting students in the design class, so through them I was gradually drawn into painting... ...It had never occurred to me that someone from Pendleton, Oregon, could be a painter. I had always thought that you had to be touched by God or something. And, of course, when I announced at home that I was going to be a painter, the first question was: 'How are you going to make a living?'... ...After two years at the University of Oregon, I realized that the G.I. Bill would pay for me to study anywhere. I was interested in the Bauhaus and had read about Albers and seen pictures of his work, so I applied to Black Mountain College for the summer session of 1948."

Whelan's gedetailleerde artikel wijdt verder uit over de docenten die op die zomersessie aanwezig waren: "That was the summer when everybody-including Willem de Kooning, John Cage, Merce Cunningham, Richard Lippold and Buckminster Fuller-showed up at Black Mountain. For Snelson the decisive influence of that crucial summer turned out to be not Albers but Fuller. Inspired by Fuller's gospel of structure and technology, Snelson decided he didn't want to be a painter after all."

Uit het artikel blijkt duidelijk dat Snelson sterk werd beÏnvloed door Fuller. In een brief naar R. Motro schrijft Snelson over deze periode: "Buckminster Fuller, unknown to most of us in those early days, turned up two weeks into the session, a substitute for a professor of architecture who canceled a week before the summer began. Josef Albers asked me to assist the new faculty member in assembling his assortment of geometric models for his evening lecture to the college. There was no such thing as a tensegrity or discontinuous compression structure in his collection, only an early, great circle, version of his geodesic dome. Albers picked me to help because I had shown special ability in his three-dimensional design class.
During his lecture that evening Professor Fuller mesmerized us all with his ranging futurist ideas. As the summer quickly went by with most of the small school monitoring Fuller's classes I began to think I should try something three-dimensional rather than painting. Albers counseled me that I demonstrated talent for sculpture. But, more importantly, I had already become the first in a trail of students from colleges and universities who, over the years, were to become electrified "Fullerites". He had that cult-master's kind of charisma. I blush for it now, but it was true. We were young and looking for great issues and he claimed to encompass them all."

Later, in deze zo langzamerhand beroemd geworden brief vertelt Snelson hoe hij tot deze X-module is gekomen: "At the end of the summer session, I returned home to Pendleton, Oregon. In my Fullerian trance the descent into the real world was greatly confusing. I spent the autumn at home, making my parents miserable by moping and spending hours in the basement, building things; small mobile sculptures mostly, using thread, wire, clay, metal from tin cans, cardboard, etc. I had learned much about geometry from Fuller as well as art and design from the Bauhaus. While Albers' teachings were imparted as useable ideas in public-domain, Bucky's lessons were laden somehow with the sense that the ideas were proprietary -- "his" geometry. I believed, literally, because he claimed so, that before Buckminster Fuller came along, no human had ever noticed, for example, that to inscribe the diagonals of the square faces of a cube was to define two interlocking tetrahedra within. Students joked that, after all, hadn't Bucky invented the triangle? None of us knew, for example, of Alexander Graham Bell's early space frames, nor anything at all about crystallography.
In the autumn of 1948, as I said, I made numbers of small studies. Were they structures or sculptures? They incorporated the attitudes of both Fuller and Albers... ...One step leading to the next, I saw that I could make the structure even more mysterious by tying off the movement altogether, replacing the clay weights with additional tension lines to stabilize the modules one to another, which I did, making "X", kite-like modules out of plywood. Thus, while forfeiting mobility, I managed to gain something even more exotic, solid elements fixed in space, one-to-another, held together only by tension members. I was quite amazed at what I had done.."

Je hoort nog wel enige bewondering voor Fuller maar de scepsis wordt nu ook voelbaar en het wordt erger. Er is genoeg te lezen over hoe Kenneth Fuller bekritiseert dat hij zijn idee gestolen heeft. Ik heb er slechts een artikel uitgepikt omdat ik denk dit citaat uit een interview met Angela Schneider genoeg zegt:"This little discovery which I made in Pendleton, Oregon at 114 N.W. 8th Street in the winter of 1948-49 was the beginning of what you see today at the Nationalgalerie. Next summer at Black Mountain, I first showed this magical structure to my teacher, Buckminster Fuller. He was both amazed and delighted. As a student, I was also delighted that he was amazed. Life had not yet prepared me for the possibility that he would publish it as his own work, which he did. This was 28 years ago, but numbers of people are under the impression still, that Fuller originated this structure, which, of course he did not."

Een hoop onenigheid volgde maar op dit moment in de geschiedenis moet de situatie ongeveer zo zijn geweest: Aan de ene kant had je Kenneth Snelson, een tweeëntwintig jarige student die veel verschillende cursussen/opleidingen had uitgeprobeerd, maar die nog zijn weg niet helemaal gevonden had. Aan de andere kant had je "Bucky", een charismatische en inspirerende leraar met frisse ideeën die zeer motiverende colleges gaf. Snelson had werkelijk bewondering voor deze man en dat heeft hem zeker geholpen in het vinden zijn creativiteit.

Twee werkstukken van Kenneth Snelson

De "X-module" gemaakt door Kenneth Snelson in de winter van 1948.

Eigenschappen
Ik ben geen kunstkenner die eindeloos kan uitwijden over de ontwikkeling van de penseeltechniek van bijvoorbeeld Rembrandt of Picasso. Mijn kennis beperkt zich tot tensegrities en ik zal daarmee proberen iets te vertellen over de X-module die zo mooi de beginnende constructietechnieken van van de kunstenaar Kenneth Snelson uitbeeldt. Maar ik denk vooral dat dit werkstukje op veel manieren vertelt hoe moeilijk het is om een simpele 3-stokjes tensegrity uit te vinden.
De eerste indicatie zijn de "ingewikkelde" X-vormige constructiedelen zelf. Ik denk niet dat Snelson zich in die tijd kon voorstellen dat je een ruimtelijk voorwerp kon maken met alleen rechte stokjes en touwtjes. Het was toen niet alleen voor Snelson, maar waarschijnlijk voor iedereen al wonderbaarlijk dat je voorwerpen alleen met touwtjes op elkaar kon stapelen. Let wel: de complexiteit van een tensegrity schuilt in zijn eenvoud! Dus was het gebruik van rechte stokjes in deze fase gewoon nog een stap te ver.
Ten tweede zitten er in deze constructie allerlei touwtjes die niet allemaal even belangrijk zijn. Dat is interessant omdat tensegrities bij uitstek constructies zijn om de scheiding en tegelijkertijd de samenwerking tussen "duwen" en "trekken" te demonstreren. In deze X-module is deze scheiding en samenwerking nog niet heel helder. Het lijkt er haast op dat Snelson op zoek was naar een "kaal" bouwwerk, maar meer gebruikte dan hij nodig had, omdat hij bang was dat als hij alles zou weglaten er niks meer overbleef om te laten zien.
En tenslotte is er nog de bodem van het kunstwerk. Ik denk dat met deze houten vloer nog het best wordt aangetoond dat de tensegrity pas net geboren is. Een van de typische kenmerken van de tensegrity is dat het een bouwwerk is dat onafhankelijk is van de zwaartekracht. En ook dit kunstwerk is niet afhankelijk van de zwaartekracht, maar Kenneth, gebeiteld in een maatschappij, die al eeuwen lang bouwt met behulp van de zwaartekracht, kon dat niet ineens weggooien.

Ter illustratie is hier de helft van de afbeelding gewist om te focussen op het tensegrity-hart van de constructie.

Bovenstaande heb ik ter commentaar gelegd bij Kenneth en hij antwoordde daar als volgt op: "I think your discussion of the X-module is fine."

Persoonlijk
Nadat deze X-module volgden er nog vele tensegrities gemaakt door vele kunstenaars en techneuten, maar bijna iedereen gebruikte daarvoor rechte compressie-delen. Het lijkt er op alsof de X-module slechts een klein stationnetje was in de ontwikkeling van de tensegrities en dat afwijkende compressie-elementen direkt weer vergeten zijn. Maar volgens mij zijn er nog eindeloos veel mooie varianten en ik hoop op een heropleving van tensegrities met complexe compressievormen. Om eerlijk te zijn, heb ik al een kleine start gemaakt, hetgeen te zien is op stalen bogen en houten ringen.

Definitie
Als we stellen dat de X-module de eerste tensegrity is, die ooit is gebouwd dan is het niet meer dan terecht om nog eens kritisch te kijken of hij wel voldoet aan de definitie van tensegrity. Er moet meteen bij gezegd worden, dat het woord "tensegrity" pas vijf jaar na deze vinding door Buckminster Fuller is uitgevonden. Bovendien is het antwoord niet eenvoudig omdat er zoveel definities van een tensegrity zijn. Een van de veel gebruikte definities is bijvoorbeeld deze van R. Motro: "Tensegrity system is a system in a stable self-equilibrated state comprising a discontinuous set of compressed components inside a continuum of tensioned components." Het klinkt misschien ingewikkeld maar het sleutelwoord hier is "inside" - "binnen". Met dit woord onderscheidt Motro (en met hem vele anderen) de "ware" tensegrity van voorwerpen zoals bijvoorbeeld het fietswiel. Op het eerste gezicht lijkt het alsof de compressiedelen (de X-vormen), binnen de trekelementen (de touwtjes) liggen, maar zoals te zien is in bovenstaande figuur, zijn de meeste touwtjes "nep" en is het tensegrity gedeelte slechts de helft van het bouwwerkje. En binnen dit tensegrity gedeelte zijn de compressiedelen niet echt binnen de trekelementen, maar meer aan het oppervlak van de constructie. Dus, volgens de definitie van Motro is dit toch eigenlijk niet de eerste tensegrity, ook al staat hij daar wel om bekend.

Maar wat als we de definitie van Kenneth Snelson zelf gebruiken? Daarmee laten we hem zelf beslissen of hij de eerste tensegrity heeft gemaakt.
In een e-mail naar Valentín Gómez Jáuregui schrijft Kenneth in augustus 2004: "... the other domes you cite can not be considered tensegrity, regardless what people wish to call them. They are, essentially, bicycle wheels. Did the world need a different name for that kind of solid rim, exsoskeletal structure? I think not; same with a spider web. I've made this point in my writings which you probabaly have come accross in your research. Yes Fuller declared that everything in the universe was tensegrity. Tensegrity structures are endoskeletal prestressed structures -- and that restriction leaves out endless numbers of items. As I've said also elswhere, if everything is tensegrity then tensegrity is nothing of any particular sort; so what's the point in using that word?"
Hetgeen betekent dat zelfs volgens Snelson zelf je deze X-module geen tensegrity mag noemen, omdat je het toch moeilijk "endoskeletal" kunt noemen. De ironie is hier dat volgens Fuller het wel een tensegrity is.
In een persoonlijke mail naar mij gedateerd 16 augustus 2009 (voordat ik hem bovengenoemde stelling had voorgelegd), beschrijft Kenneth de tensegrity nog duidelijker: "In regard to a definition at your website please note that in order for non-touching compression members to be suspended in a network of tension they must reside on the inside of that prestressed network. Thus, with the bones inside and the muscles outside, we have an endoskeletal structure. This endoskeleton principle is a unique property of tensegrity structures which are different from carousels, bicycle wheels or spider webs -- which are exoskeletal. These do not fit a proper tensegrity definition since each of these depends on an external compression ring or outer framework to support the internal tension lines; an important distinction when one seeks to define the word "tensegrity". By now, a quite impossible task in any case." Dus, nogmaals volgens Snelson zelf kan deze X-module moeilijk de eerste tensegrity genoemd worden.
Uiteraard heb ik bovenstaande aan hem voorgelegd en hij heeft daar als volgt op gereageerd (volledige tekst): "Dear Marcelo, I can see I ought not to have gotten into a micro examination of definitions with you since it takes a lot more time than I have to give to it.
What you say is in a hair-splitting sense partially true. Yes, one can argue that six of the outside tendons are "fake" but they're not actually fake in this structure since they counter the inward pull of the sling members that support the two X modules at the crossings. Without the outside tendons the joint in the middle would be greatly stressed. The six "fake" tendons counteract those forces.
As you say the "tensegrity" theme didn't exist when I made that structure but that's beside the point. The important point is that this was a pioneering work for structures capable of filling all space when inter-suspended by tension members; a space-filling structure extendable ad infinitum by continuing to add modules at each quadrant. See the two pieces below. This was a profound aspect of what got to be called tensegrity. But really Marcelo I had no wish, when starting out, for semantic nit-picking arguments about definitions; but I did. There are too many opportunities to split hairs. To the extent I've split hairs with you I apologize.
I admire your intelligence and your building skills which is the reason I've taken the time to respond as thoroughly as possible to your thoughtful questions. I'm too old and too short of time to once again tear apart the history of tensegrity for further refinements."
De figuren die hij in de e-mail noemt zijn hiernaast afgebeeld.

Tenslotte moet ik melden dat in een e-mail waarin ik hem mijn eerste "drie ringen" liet zien (voordat ik de stelling aan hem poneerde dat hij toch niet de eerste tensegrity had gemaakt) hij als volgt antwoordde: "No, I have never seen a structure like the one your tensegriteit site. Hard to define it it's endoskeletal or exoskeletal. Maybe it's both at the same time."

De grenzen van "buiten" en "binnen" lijken daarmee niet meer zo "zwart-wit" als in eerdere uitspraken. Uiteindelijk denk ik dat we, zoals Kenneth het zegt, bij de beoordeling van dit werkstukje, niet te precies moeten kijken naar de definitie. Of het nou een tensegrity is of niet, Kenneth Snelson is en blijft de man die vreselijk veel heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van deze bouwtechniek. Bovendien geeft Kenneth doorgaans de voorkeur aan de naam "floating compression" in plaats van "tensegrity" en ik denk dat dit wel degelijk een "floating compression" werkstuk genoemd mag worden.