„Polonia”. Jedyny taki skarb w Polsce.
Instrument, który stał się obiektem badań kieleckich naukowców, to jedyne w Polsce, oryginalne skrzypce autorstwa Antonio Stradivariego. Zostały one wykonane w 1715 roku, czyli w tak zwanym „złotym okresie” twórczości legendarnego lutnika z Cremony. Ich historia jest niezwykle bogata, a ich wartość, zarówno materialna, jak i historyczna, jest absolutnie bezcenna. Przez lata należały one do wybitnych wirtuozów i kolekcjonerów.
Obecnie, ten niezwykły instrument znajduje się w rękach prywatnego właściciela, który zgodził się na jego udostępnienie do badań naukowych. To niezwykła okazja, aby po raz pierwszy w Polsce, przy użyciu najnowocześniejszych, bezinwazyjnych metod, tak dogłębnie zbadać jeden z najwspanialszych instrumentów, jakie kiedykolwiek powstały. Projekt ten ma więc również ogromne znaczenie dla ochrony polskiego dziedzictwa narodowego.
Na czym polegają badania?
Naukowcy z Katedry Inżynierii i Automatyzacji Produkcji Politechniki Świętokrzyskiej poddają skrzypce serii niezwykle precyzyjnych i, co najważniejsze, w pełni bezpiecznych dla instrumentu badań. Jednym z kluczowych elementów jest wykorzystanie tomografii komputerowej. Pozwala ona na stworzenie niezwykle dokładnego, trójwymiarowego modelu skrzypiec, który odwzorowuje nie tylko ich zewnętrzny kształt, ale także całą, skomplikowaną strukturę wewnętrzną, z dokładnością do mikrometrów.
Kolejnym etapem jest tak zwana analiza modalna. Za pomocą specjalistycznych czujników i wzbudników drgań, naukowcy badają, w jaki sposób skrzypce wibrują podczas gry. Pozwala to na stworzenie unikalnej, akustycznej mapy instrumentu i zrozumienie, które elementy konstrukcji mają kluczowy wpływ na generowanie jego niezwykłego dźwięku. To połączenie wiedzy z zakresu inżynierii materiałowej, wibroakustyki i informatyki.
Czym jest cyfrowy bliźniak?
Celem całego projektu jest stworzenie czegoś znacznie bardziej zaawansowanego niż tylko trójwymiarowy model. Naukowcy dążą do opracowania tak zwanego „cyfrowego bliźniaka” skrzypiec. Jest to w pełni funkcjonalny, wirtualny model, który nie tylko wygląda identycznie jak oryginał, ale także zachowuje się w taki sam sposób. Oznacza to, że uwzględnia on nie tylko precyzyjną geometrię instrumentu, ale także właściwości fizyczne materiałów, z jakich został on wykonany, czyli gęstość drewna, grubość lakieru i właściwości strun.
Taki cyfrowy bliźniak, po wprowadzeniu do niego odpowiednich danych, będzie w stanie wirtualnie symulować, jak skrzypce będą brzmiały w różnych warunkach i jak będą reagowały na grę. To niezwykle potężne narzędzie, które pozwoli na prowadzenie setek wirtualnych eksperymentów, bez jakiejkolwiek fizycznej ingerencji w bezcenny, oryginalny instrument.
Cele projektu. Odkryć sekret i zachować dziedzictwo.
Projekt realizowany na Politechnice Świętokrzyskiej ma kilka fundamentalnych celów. Pierwszym i najbardziej ekscytującym jest oczywiście próba naukowego wyjaśnienia, co decyduje o unikalnym brzmieniu skrzypiec Stradivariusa. Dzięki precyzyjnemu modelowi, naukowcy będą mogli testować różne hipotezy, na przykład dotyczące wpływu grubości poszczególnych elementów czy składu chemicznego lakieru na ostateczny dźwięk. To szansa na zbliżenie się do rozwiązania jednej z największych zagadek w historii muzyki.
Drugim, równie ważnym celem, jest archiwizacja i ochrona dziedzictwa. Stworzenie idealnej, cyfrowej kopii instrumentu to najlepszy sposób na jego zabezpieczenie dla przyszłych pokoleń. W razie ewentualnego uszkodzenia lub zniszczenia oryginału, cyfrowy model będzie stanowił bezcenne źródło wiedzy dla konserwatorów i lutników. W przyszłości, model ten może również posłużyć do tworzenia niezwykle precyzyjnych, fizycznych kopii instrumentu, na przykład za pomocą technologii druku 3D.
Przyszłość lutnictwa i nauki.
Projekt realizowany w Kielcach to doskonały przykład na to, jak nowoczesna technologia i zaawansowana inżynieria mogą w piękny sposób służyć sztuce, historii i kulturze. To interdyscyplinarne badania, które łączą w sobie światy, wydawałoby się, bardzo odległe, czyli XVIII-wieczne rzemiosło lutnicze i XXI-wieczną technologię cyfrową. To dowód na ogromny potencjał, jaki drzemie w polskich ośrodkach naukowych.
Choć pełne odtworzenie duszy i magii, jaką posiadają skrzypce Stradivariusa, może na zawsze pozostać niemożliwe, to badania prowadzone przez polskich naukowców przybliżają nas do zrozumienia geniuszu słynnego mistrza z Cremony. Stworzenie cyfrowego bliźniaka skrzypiec „Polonia” to wydarzenie bez precedensu, które na stałe zapisze się w historii polskiej nauki i światowego lutnictwa.
