Hiện nay, việc ứng dụng khoa học công nghệ và kỹ thuật số đã trở thành một yếu tố then chốt trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội trong bối cảnh cách mạng công nghiệp lần thứ 4 (CMCN 4.0) đang diễn ra rất nhanh và mạnh mẽ. Đây là một quy luật khách quan, ngành mĩ thuật ứng dụng (MTƯD) cũng không đứng ngoài cuộc và đang phát triển trên toàn thế giới. Sự phát triển nhanh chóng của các công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới đang tạo ra những thay đổi căn bản trong cách thức sáng tạo và giảng dạy. Gershenfeld và cộng sự (2017)¹ cho rằng việc tích hợp công nghệ kỹ thuật số, từ in 3D đến công nghệ thực tế ảo/ thực tế tăng cường (VR/AR), đã và đang mở ra nhiều cơ hội mới trong việc hiện thực hóa ý tưởng sáng tạo mà trước đây không thể đạt được bằng các phương pháp truyền thống. Cùng với đó, trong lĩnh vực công nghệ chất liệu cũng cho ra đời nhiều chất liệu thông minh và bền vững, đang thúc đẩy xu hướng sản xuất và thiết kế có trách nhiệm với môi trường². Trong lĩnh vực đào tạo MTƯD, Oxman và Rosenberg (2007)³ cũng khẳng định rằng phương pháp giảng dạy mĩ thuật hiện nay cần được điều chỉnh để phù hợp với sự chuyển đổi kỹ thuật số, trong đó sinh viên cần được trang bị các kỹ năng về sử dụng công nghệ tiên tiến trong quá trình học tập và sáng tạo. Ngoài ra, việc sử dụng các chất liệu mới trong thực hành sáng tạo cũng đang trở thành một xu hướng tất yếu. Knippers et al (2011)⁴ chỉ ra rằng công nghệ chất liệu mới giúp nghệ sĩ và nhà thiết kế sáng tạo ra các tác phẩm độc đáo, đồng thời giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, phù hợp với xu hướng thiết kế bền vững hiện nay.

   Tại Việt Nam, ngành MTƯD cũng đang trải qua những thay đổi lớn nhằm bắt kịp xu hướng toàn cầu và đáp ứng nhu cầu xã hội phát triển ngày càng cao và đa dạng. Các công nghệ như in 3D, thực tế ảo (Virtual Reality - VR), thực tế tăng cường (Augmented Reality - AR) cùng với việc sử dụng các chất liệu mới đang dần được tích hợp vào quá trình đào tạo và thực hành sáng tạo MTƯD. Qua đó, giúp nâng cao hiệu quả đào tạo, giúp cho sinh viên và các nhà thiết kế biến những ý tưởng sáng tạo bay bổng thành hiện thực. Họ có thể chủ động tiếp cận với các phương pháp và công cụ tiên tiến trong quá trình sáng tạo và chế tác sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thẩm mĩ cũng như tính ứng dụng cao trong thực tiễn cuộc sống. Cùng với những cơ hội và lợi ích to lớn đó, quá trình chuyển đổi này cũng có không ít trở ngại và thách thức. Do vậy, rất cần có những nghiên cứu và phân tích nhằm đưa ra những ứng dụng công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới, giúp cải thiện chất lượng đào tạo và thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành MTƯD tại Việt Nam.

   1. Tổng quan về ứng dụng khoa học công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới trong đào tạo và sáng tạo MTƯD

   1.1. Một số khái niệm quan trọng

   Khoa học công nghệ kỹ thuật số trong MTƯD: đề cập đến việc sử dụng các tiến bộ công nghệ như in 3D, thực tế ảo (VR), thực tế tăng cường (AR), trí tuệ nhân tạo (AI) và các kỹ thuật hiện đại khác trong quy trình đào tạo và thực hành sáng tạo. Những công nghệ này giúp nhà thiết kế tối ưu hóa quy trình thiết kế, sản xuất, đồng thời giúp phát triển khả năng sáng tạo của nghệ sĩ và nhà thiết kế. Khoa học công nghệ và kỹ thuật mới tạo ra và thúc đẩy những chuyển đổi sâu rộng trong quy trình thiết kế và sáng tạo MTƯD. Manovich (2013)⁵ đã chỉ ra rằng phần mềm thiết kế MTƯD ngày nay không chỉ là một công cụ hỗ trợ đắc lực cho quá trình thiết kế mà nó đã trở thành một trong những yếu tố trung tâm của sáng tạo nghệ thuật, đặc biệt là trong thiết kế đồ họa và nghệ thuật truyền thông đa phương tiện. Oxman và Rosenberg (2007)⁶ khi nghiên cứu về chất liệu hậu kỹ thuật số cũng chỉ ra những ảnh hưởng của công nghệ như in 3D và các công cụ thiết kế kỹ thuật số đã làm thay đổi quy trình sản xuất và sáng tạo. Ratti và Claudel (2015)⁷ lại cho rằng việc sử dụng các công nghệ mở như thiết kế nguồn mở và in 3D sẽ thúc đẩy quá trình tương tác, hợp tác sáng tạo giữa các nhà thiết kế, giúp mở rộng phạm vi sáng tạo. Kaleja và Kozlovská (2017)⁸ nghiên cứu về sự kết hợp giữa VR và AR trong nghệ thuật cho thấy những phương thức ảnh hưởng của công nghệ này đến các nhà thiết kế. Chúng cho phép nghệ sĩ trải nghiệm, tương tác với không gian thiết kế ảo, tạo ra các tác phẩm có tính đa chiều và phong phú hơn. Mitchell (2003)⁹ liệt kê các hình thức của khoa học công nghệ và kỹ thuật mới; trong đó, tác giả nêu rõ các phương thức sáng tác MTƯD và công nghệ mạng hóa, dữ liệu lớn cũng như sự tích hợp giữa người và máy móc để tạo ra các hình thức mới trong sáng tạo, từ kiến trúc đến MTƯD.

   Chất liệu mới: bao gồm các vật liệu tiên tiến, thân thiện với môi trường như vật liệu sinh học, tái chế hoặc những vật liệu có tính năng đặc biệt, được sử dụng trong sáng tạo MTƯD. Chất liệu mới không chỉ mang lại tính đột phá trong thiết kế mà còn góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững. Sự đổi mới trong chất liệu sáng tạo đóng vai trò quan trọng trong việc định hình MTƯD hiện đại. Addington (2005)¹⁰ trong Smart Materials and New Technologies (Chất liệu thông minh và công nghệ mới) đã nghiên cứu sự phát triển của các vật liệu thông minh, như vật liệu có thể thay đổi theo môi trường, giúp mở rộng phạm vi ứng dụng của các nhà thiết kế. Knippers cùng các cộng sự (2011)¹¹ tập trung vào ứng dụng của vật liệu sinh học trong thiết kế và mĩ thuật. Họ cho thấy việc sử dụng các chất liệu thân thiện với môi trường không chỉ mang lại tính thẩm mĩ mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Kolarevic và Klinger (2013)¹² trong nghiên cứu Manufacturing Material Effects đã nhấn mạnh việc sử dụng công nghệ in 3D và các phương pháp sản xuất tiên tiến trong việc tạo ra những vật liệu tổng hợp có độ chính xác cao, từ đó cho phép nghệ sĩ và nhà thiết kế hiện thực hóa các ý tưởng phức tạp hơn. Gomez và cộng sự (2024)¹³ nghiên cứu về chất liệu nanocomposite trong Nanomaterials for Arts and Design đã cho thấy rằng những chất liệu này có thể tạo ra các bề mặt độc đáo, cải thiện khả năng chống thời tiết và độ bền của các tác phẩm mĩ thuật, đặc biệt là không gây hại cho sức khoẻ con người. Picon (2010)¹⁴ trong nghiên cứu Digital Culture in Architecture giúp mở rộng tầm nhìn và những ý niệm mới về phương thức sử dụng chất liệu kỹ thuật số để tạo ra các công trình kiến trúc và tác phẩm mĩ thuật có tính tương tác cao, thay đổi cách người dùng tiếp cận và trải nghiệm nghệ thuật.

   Phát triển bền vững trong MTƯD: đề cập đến việc sử dụng công nghệ và chất liệu mới không chỉ để đáp ứng nhu cầu sáng tạo hiện tại mà còn nhằm mục tiêu bảo vệ môi trường, đảm bảo sự phát triển lâu dài của ngành MTƯD. Việc ứng dụng các giải pháp bền vững giúp giảm thiểu lãng phí tài nguyên và thúc đẩy sự phát triển hài hòa giữa nghệ thuật và môi trường. Trong các nghiên cứu hiện đại ngày nay, khái niệm phát triển bền vững làm một trong những yếu tố rất quan trọng trong ngành MTƯD khi nghệ sĩ và nhà thiết kế ngày càng quan tâm đến việc tạo ra các sản phẩm vừa mang tính thẩm mĩ, công năng, đồng thời cũng góp phẩn bảo vệ môi trường, tiết kiệm tài nguyên và đặc biệt là nhanh chóng. McDonough và Braungart (2010)¹⁵ trong nghiên cứu Cradle to Cradle đã làm rõ được mối quan hệ giữa thiết kế và yếu tố bền vững của sản phẩm thiết kế. Nhóm tác giả khẳng định rằng việc tạo ra các sản phẩm nghệ thuật có thể tái chế và không gây hại đến môi trường sẽ giúp thúc đẩy sự phát triển bền vững. Fry (2009)¹⁶ trong Design Futuring cũng nghiên cứu cách các phương pháp và công cụ thiết kế mới có thể đóng góp vào việc bảo vệ môi trường. Qua đó, cho thấy sự đổi mới trong quy trình sáng tạo đóng vai trò quyết định trong quá trình thiết kế. Kagan (2011)¹⁷ trong nghiên cứu Art and Sustainability tập trung vào mối quan hệ giữa nghệ thuật và sự phát triển bền vững, MTƯD có thể là phương tiện giúp truyền tải thông điệp về bảo vệ môi trường. Vezzoli & Manzini (2008)¹⁸ trong Design for Environmental Sustainability nghiên cứu cách thiết kế sản phẩm và nghệ thuật có thể giảm thiểu tác động đến môi trường thông qua việc sử dụng vật liệu tái chế và quy trình sản xuất bền vững. Lehmann (2011)¹⁹ trong The Principles of Green Urbanism cũng góp phần mở rộng khái niệm phát triển bền vững từ kiến trúc đến mĩ thuật. Tác giả nhấn mạnh rằng việc tích hợp công nghệ mới và các giải pháp bền vững không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn mang lại giá trị thẩm mĩ cao.

   1.2. Về sự ảnh hưởng của việc ứng dụng khoa học công nghệ, kỹ thuật số và chất liệu mới đến quá trình sáng tạo và phương pháp giảng dạy

   Trong một nghiên cứu của mình, Laurillard (2012)²⁰ đã phân tích cách các công cụ kỹ thuật số và nền tảng công nghệ thay đổi cách giảng viên truyền tải kiến thức và cách học sinh tiếp cận các vấn đề sáng tạo. Điều này giúp cải tiến quy trình dạy học, từ việc tương tác với sinh viên đến đánh giá kết quả học tập. Beetham (2019)²¹, trong nghiên cứu Rethinking Pedagogy for a Digital Age, cũng khẳng định rằng việc ứng dụng công nghệ làm thay đổi tư duy giảng dạy, giúp tích hợp học tập qua các công cụ kỹ thuật số và thúc đẩy sự sáng tạo của sinh viên. R. Oxman (2006b)²², trong nghiên cứu Digital Craft, cho thấy rõ sự kết hợp giữa kỹ thuật thủ công truyền thống và công nghệ số tạo ra các quy trình thiết kế mới, giúp giảng viên và sinh viên tiếp cận kỹ thuật sáng tạo một cách linh hoạt hơn. Brown và Adler (2007)²³ trong nghiên cứu Minds on Fire cũng đã khám phá cách học trực tuyến và các công cụ kỹ thuật số thay đổi môi trường giáo dục, làm tăng cường khả năng sáng tạo, chia sẻ kiến thức. Kalantzis & Cope (2010)²⁴ với nghiên cứu The Future of Learning in a Digital Age khẳng định việc kết hợp công nghệ vào giảng dạy không chỉ giúp cho sinh viên cải thiện đáng kể phương pháp học tập mà còn giúp người học thử nghiệm nhiều cách tiếp cận sáng tạo và tư duy phân tích, phản biện trong thiết kế.

   Sự phát triển của công nghệ kỹ thuật số đã và đang thay đổi sâu sắc quy trình đào tạo MTƯD, đặc biệt trong bối cảnh giáo dục. Laurillard (2012)²⁵ trong nghiên cứu Teaching as a Design Science đã phân tích những phương thức công nghệ số ảnh hưởng đến sự thay đổi phương pháp giảng dạy của giảng viên, đồng thời hỗ trợ sinh viên phát triển khả năng sáng tạo thông qua các công cụ kỹ thuật số và tương tác trực tuyến. Salama (2015)²⁶ trong Spatial Design Education nhấn mạnh vai trò của kỹ thuật số trong việc tạo ra môi trường học tập linh hoạt và tương tác. Môi trường kỹ thuật số này giúp sinh viên có thể khám phá và thể nghiệm nhiều cách thức thiết kế mới một cách tự do, nhanh chóng. R. Oxman (2006a)²⁷ đề cập trong nghiên cứu Digital Design Thinking về sự chuyển đổi từ phương pháp truyền thống sang phương pháp giảng dạy dựa trên công nghệ kỹ thuật số, giúp nâng cao khả năng sáng tạo và tiếp cận tài nguyên đa dạng cho người học. Schnabel cùng với các đồng nghiệp của mình (2007)²⁸ cũng chỉ ra rằng công nghệ mô phỏng và thực tế ảo VR đã làm thay đổi cách thức sinh viên học tập và trải nghiệm sáng tạo thiết kế, từ việc tạo ra các mô hình 3D đến không gian học tập ảo. Chiu và đồng nghiệp (2013)²⁹ cũng trong một nghiên cứu Digital Fabrication in Design Education đã làm rõ vai trò của công nghệ kỹ thuật số trong việc nâng cao kỹ năng thực hành của sinh viên. Nhóm tác giả cho rằng việc sử dụng công nghệ số giúp tối ưu hóa quá trình học tập của sinh viên, đồng thời khuyến khích sự sáng tạo và đổi mới.

   Về phương pháp giảng dạy, việc ứng dụng khoa học công nghệ và kỹ thuật mới trong giáo dục MTƯD thúc đẩy sự thay đổi rất phong phú trong phương pháp giảng dạy, đặc biệt là ở các trường đại học. Manovich (2013)³⁰ trong nghiên cứu Software Takes Command đã nhấn mạnh vai trò của phần mềm kỹ thuật số trong giáo dục mĩ thuật, giúp sinh viên tiếp cận với các công cụ thiết kế hiện đại, từ đó giúp người học tăng cường khả năng sáng tạo. Sass và Oxman (2006)³¹ khẳng định rằng việc tích hợp các công nghệ thiết kế kỹ thuật số như CAD (Computer-Aided Design) và in 3D đã giúp sinh viên dễ dàng hình dung và hiện thực hóa ý tưởng thiết kế phức tạp, thay đổi căn bản quy trình giảng dạy từ truyền thống sang kỹ thuật số. Moreno Gata và Valiente (2019)³² nghiên cứu và cho thấy việc sử dụng các phần mềm thiết kế kỹ thuật số giúp cải thiện khả năng thực hành, giảm thiểu các lỗi trong quy trình sáng tạo và sản xuất. Sangrà cùng đồng nghiệp (2012)³³ cũng đã nghiên cứu về phương pháp học tập tích cực qua việc ứng dụng công nghệ kỹ thuật số. Nhóm tác giả cho thấy rằng sinh viên MTƯD có xu hướng tương tác nhiều hơn với bài học khi được trang bị các công cụ kỹ thuật số hiện đại. Wang và Mokmin (2023)³⁴ khẳng định vai trò quan trọng và ảnh hưởng tích cực của kỹ thuật mô phỏng và thực tế ảo (VR) trong giáo dục nghệ thuật, giúp sinh viên trực tiếp trải nghiệm không gian ảo, tạo điều kiện tốt để thăm dò, thể nghiệm ý tưởng trong một môi trường kỹ thuật số an toàn và linh hoạt.

   1.3. Về những cơ hội và thách thức của chủ thể sáng tạo (nghệ sĩ và nhà thiết kế) đối diện khi ứng dụng công nghệ kỹ thuật và chất liệu mới

   Hầu hết các nghiên cứu đều cho thấy việc áp dụng các công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới đều có tính hai mặt. Nó vừa tạo ra những cơ hội đồng thời cũng đặt ra nhiều thách thức cho các nghệ sĩ và nhà thiết kế. McCullough (1998)³⁵ trong nghiên cứu Abstracting Craft cho thấy các công cụ kỹ thuật số mở rộng khả năng sáng tạo nhưng cũng đòi hỏi sự hiểu biết sâu sắc về kỹ thuật và phương pháp làm việc mới. Sennett (2008)³⁶ trong nghiên cứu The Craftsman nêu lên những cách áp dụng công nghệ làm thay đổi quy trình sáng tạo, đồng thời tác giả cũng chỉ ra nhiều thách thức về việc duy trì tính thủ công và sự độc đáo trong tác phẩm. Burdick nghiên cứu cùng các cộng sự (2012)³⁷ trong Digital Humanities cũng khẳng định rằng công nghệ không chỉ mang lại cơ hội mở rộng sự sáng tạo mà còn yêu cầu các nghệ sĩ đối diện với vấn đề bảo vệ bản quyền và cách thể hiện nghệ thuật trong không gian số. Dewey (1934)³⁸ với nghiên cứu Art as Experience lại chú tâm vào chứng minh việc sử dụng các chất liệu mới trong sáng tạo giúp tăng tính tương tác và trải nghiệm cho người xem nhưng cũng đồng thời tạo ra thách thức về cách bảo quản và bảo vệ các tác phẩm này. N. Oxman và Rosenberg (2007)³⁹ trong Post-digital Materiality cho thấy rằng các công nghệ mới như in 3D và kỹ thuật số mang lại lợi ích rất lớn về mặt hiệu quả sản xuất. Tuy nhiên, người nghệ sĩ cần phải tập làm quen với các quy trình phức tạp và công nghệ này. Điều này làm giảm đáng kể tính cá nhân hóa của tác phẩm.

   Trong việc sử dụng chất liệu mới cũng vậy, Addington (2005)⁴⁰ trong Smart Materials and New Technologies chỉ ra những lợi ích của việc sử dụng vật liệu thông minh trong thiết kế, giúp cải thiện tính năng sản phẩm và nâng cao chất lượng sáng tạo. Tuy nhiên, Knippers và đồng nghiệp (2011)⁴¹ lại cho thấy rằng nghệ sĩ, nhà thiết kế phải đối mặt với các thách thức về chi phí cao và sự phức tạp khi sử dụng các chất liệu mới này. Việc sử dụng chất liệu mới đòi hỏi nhà thiết kế phải có kiến thức kỹ thuật sâu rộng. Berman (2008)⁴² trong Do Good Design nhấn mạnh rằng việc sử dụng công nghệ mới sẽ đem lại nhiều cơ hội sáng tạo hơn nhưng cũng đồng thời đặt ra câu hỏi về tính bền vững và trách nhiệm xã hội của nhà thiết kế với môi trường cũng như sức khoẻ của người dùng. Kolarevic và Klinger (2013)⁴³ nghiên cứu về ảnh hưởng của công nghệ kỹ thuật số đến quy trình thiết kế và sản xuất, nhận thấy rằng mặc dù công nghệ giúp tăng tính linh hoạt trong thiết kế nhưng nghệ sĩ, nhà thiết kế phải đầu tư rất nhiều thời gian cũng như nguồn lực để học cách sử dụng các công cụ này. Hashem và các cộng sự (2023)⁴⁴ cũng chỉ ra một thách thức khác không kém phần quan trọng, đó là việc thiếu cơ sở hạ tầng và hỗ trợ kỹ thuật tại, làm giảm hiệu quả khi nghệ sĩ muốn áp dụng các công nghệ mới trong quá trình sáng tạo.

   1.4. Phương thức ứng dụng khoa học công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới nhằm thúc đẩy sự phát triển bền vững của ngành MTƯD

   Phát triển bền vững thông qua ứng dụng công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới đang là xu hướng quan trọng trong MTƯD trên toàn thế giới. Một số nghiên cứu cũng đã phân tích và đi đến đề xuất nhiều phương thức ứng dụng rất có giá trị. Điển hình như McDonough và Braungart (2010)⁴⁵ trong nghiên cứu Cradle to Cradle khẳng định việc tạo ra các sản phẩm nghệ thuật có thể tái chế và không gây hại đến môi trường cũng như con người (người dùng). Điều này phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững không chỉ của riêng ngành thiết kế MTƯD mà của toàn xã hội. Tác giả Fry (2009)⁴⁶ trong Design Futuring nghiên cứu về việc thiết kế có trách nhiệm với môi trường, đồng thời tác giả cũng chỉ ra rằng công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động tiêu cực đến tự nhiên và môi trường sống. Vezzoli và Manzini (2008)⁴⁷ trong Design for Environmental Sustainability khẳng định một cách thuyết phục về việc sử dụng các chất liệu tái chế và quy trình sản xuất bền vững có thể giảm thiểu tác động đến môi trường, giúp bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, đem lại sự thịnh vượng cho xã hội. Manzini (2015)⁴⁸ trong Design, When Everybody Designs đã nhấn mạnh vai trò của công nghệ trong việc thúc đẩy phát triển bền vững và đổi mới xã hội thông qua các quy trình sáng tạo có trách nhiệm. Lehmann (2011)⁴⁹ trong The Principles of Green Urbanism nghiên cứu về cách các giải pháp thiết kế và công nghệ xanh có thể giúp xây dựng môi trường bền vững, đặc biệt là trong lĩnh vực mĩ thuật và kiến trúc. Có thể khẳng định rằng phát triển bền vững đang là một xu hướng quan trọng không chỉ đối với xã hội nói chung mà cả trong ngành MTƯD nói riêng. Một khi các nhà thiết kế và nghệ sĩ tìm kiếm các giải pháp thân thiện với môi trường, họ chính là sứ giả của sự phát triển bền vững. C. Vezzoli và các đồng nghiệp cộng sự (2021)⁵⁰ khẳng định rằng việc áp dụng công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới có thể làm giảm chi phí sản xuất, tiết kiệm năng lượng và tài nguyên, đồng thời tạo ra các sản phẩm có tính thẩm mĩ cao. Chapman (2012)⁵¹ trong nghiên cứu về Emotionally Durable Design cũng đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tạo ra các sản phẩm có tuổi thọ dài hơn, giúp giảm thiểu việc lãng phí tài nguyên và bảo vệ môi trường. Kagan (2011)⁵² cũng nhấn mạnh rằng MTƯD đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên sự phát triển bền vững thông qua các tác phẩm nghệ thuật mang tính biểu tượng, từ đó nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ môi trường.

   2. Giải pháp căn bản góp phần phát triển bền vững MTƯD ở Việt Nam

   2.1. Mô hình chuyển đổi số ứng dụng công nghệ, kỹ thuật số và vật liệu mới trong đào tạo và thực hành sáng tạo MTƯD

   Để giúp ngành MTƯD định hình được bản sắc, hòa nhập với xu hướng toàn cầu, tăng cường khả năng cạnh tranh và đảm bảo phát triển bền vững trong môi trường công nghệ ngày càng thay đổi thì việc ứng dụng công nghệ kỹ thuật số vào mọi lĩnh vực hoạt động của ngành sẽ tạo ra những cơ hội sáng tạo mới và nâng cao hiệu quả đào tạo cũng như thực hành nghệ thuật. Công nghệ kỹ thuật số cung cấp các công cụ tiên tiến, giúp nghệ sĩ và sinh viên tiếp cận với phương pháp sáng tạo hiện đại, từ đó tối ưu hóa quy trình thiết kế, tiết kiệm thời gian và nguồn lực. Tất cả những lợi thế đó chỉ có thể đạt được khi cơ sở đào tạo MTƯD ở Việt Nam thực hiện chuyển đổi số thành công. Qua phân tích công nghệ kỹ thuật số trong lĩnh vực MTƯD, bài viết cho thấy những vấn đề chính của việc ứng dụng công nghệ kỹ thuật số và một số giải pháp gợi ý từ kinh nghiệm, nghiên cứu của các nhà nghiên cứu giáo dục và thực hành MTƯD trên thế giới. Trên cơ sở đó, chúng tôi mạnh dạn đề xuất một mô hình chuyển đổi số nhằm định hình và làm cơ sở để áp dụng công nghệ kỹ thuật số cũng như chất liệu mới trong đào tạo và thực hành sáng tạo tại các cơ sở đào tạo MTƯD⁵³.

   Mô hình chuyển đổi số trong đào tạo MTƯD:

      Số hóa trải nghiệm của sinh viên: Chuyển đổi số là chìa khoá mở ra cơ hội số hóa những trải nghiệm của sinh viên, đặc biệt trong lĩnh vực sáng tạo MTƯD. Chẳng hạn như thông qua các công cụ thiết kế kỹ thuật số, sinh viên có thể tiếp cận với các phần mềm thiết kế, mô phỏng 3D và các nền tảng học tập trực tuyến, từ đó phát triển kỹ năng và tư duy sáng tạo nhanh chóng hơn. Chuyển đổi số cũng tạo điều kiện cho sinh viên tương tác với giảng viên và đồng nghiệp qua các kênh trực tuyến, thúc đẩy học tập từ xa và cộng tác toàn cầu, giúp họ linh hoạt hơn trong việc tiếp thu kiến thức và sáng tạo nghệ thuật. Những trải nghiệm của sinh viên cũng dần được số hoá song hành với quá trình chuyển đổi số ở các cơ sở đào tạo. Các trường đại học ngày nay không chỉ tập trung vào việc truyền đạt kiến thức chuyên môn mà còn không ngừng cải thiện và tăng cường trải nghiệm cho người học qua từng môn học, đặc biệt là những môn chuyên ngành.

   Số hóa các hoạt động dạy và học: Để đạt được điều này, các cơ sở đào tạo cần nghiên cứu phương thức có thể giữ liên lạc với người học trong suốt quá trình học của mình. Hiện nay, việc ứng dụng công nghệ kỹ thuật số trong đổi mới phương pháp dạy học đại học theo hai hướng cơ bản: 1) Tăng cường áp dụng các phương pháp sư phạm tích cực hướng vào việc đặt và giải quyết vấn đề; 2) Áp dụng công nghệ dạy học, tận dụng tối đa những công cụ và công nghệ mới mà các thành tựu của khoa học, công nghệ mang lại; trong đó, số hóa hoạt động dạy và học là giải pháp tối ưu để hiện thực hóa chuyển đổi số.

   Số hóa môi trường và phương thức hoạt động: Công nghệ kỹ thuật số tiên tiến, được cung cấp và hỗ trợ bởi các cảm biến, có thể cải thiện quá trình dạy và học theo một số cách. Các phương hướng cơ bản của lý luận dạy học đại học thế giới nhấn mạnh: Intensification (Nâng cao hiệu suất dạy học, nâng cao tính tích cực học tập); Individualisation (Cá thể hóa dạy học); Industrialisation (Công nghiệp hóa dạy học); Chuyển đổi số cần đa dạng hóa các phương pháp dạy học khi công nghệ phát triển: 1) E-learning hỗ trợ giảng viên và sinh viên có thể tương tác được với nhau nhiều hơn. Ranh giới của các mô hình học tập truyền thống gần như không còn ý nghĩa chi phối khi công nghệ quản lý và hỗ trợ học tập đã vượt ra khỏi khuôn khổ trường học và tạo ra những thói quen học tập mới; 2) Phương pháp học bằng ứng dụng thực tế ảo đem lại cho người học trải nghiệm như học tại lớp học thật. Với ứng dụng của thực tế ảo sẽ hình thành nên một nền giáo dục không khoảng cách.

   Trong giới hạn của bài viết này, chúng tôi đề xuất phương thức học ảo thông qua một máy vi tính, điện thoại thông minh nối mạng đối với một máy chủ ở nơi khác có lưu giữ sẵn bài giảng điện tử và phần mềm cần thiết để có thể hỏi/ yêu cầu/ ra đề cho người học có thể tham gia học trực tuyến từ xa. Đó chính là xây dựng e-learning với e-lecturer⁵⁴. Người dạy (giảng viên) có thể truyền tải hình ảnh và âm thanh lên internet. Người học có thể đăng nhập vào lớp học ảo bất cứ lúc nào vào ban đêm hoặc ban ngày từ bất cứ nơi đâu. Khi họ trực tuyến, họ có thể chọn nói chuyện và thực hành với bất kỳ người học nào khác cũng đăng nhập, bất kể nhóm lớp hoặc vị trí địa lý. Thông qua e-learning, e-lecturer giúp triển khai e-learning đào tạo mọi lúc mọi nơi, truyền đạt kiến thức theo yêu cầu, thông tin phản hồi nhanh chóng. Sinh viên cũng sẽ dễ tiếp cận e-lecturer hơn. Tuy nhiên, giảng viên tham gia đào tạo e-learning phải học cách điều chỉnh cho phù hợp với những thay đổi mới này, cả bên trong lớp học cũng như bên ngoài lớp học, bởi lẽ hầu hết các phiên lớp học ảo đều dựa trên web 3D-VR⁵⁵.

   Số hóa cơ sở đào tạo: Những giải pháp kỹ thuật số có thể hỗ trợ các cơ sở đào tạo hợp tác chặt chẽ hơn với nhau. Các tổ chức có thể tự mình định hình và tham gia vào hệ sinh thái, đồng thời đào tạo một số lượng lớn sinh viên, đa dạng hóa nhiều loại hình dịch vụ giáo dục giúp tăng giá trị cho trải nghiệm của người học. Số hóa tổ chức thông qua việc thiết lập: hệ thống quản lý trường học (hỗ trợ nhà trường trong việc quản lý các công việc hành chính và hoàn thiện các chính sách, quy định chung); hệ thống quản lý học tập (quản lý lớp học trên digital platform, giúp giảng viên kết nối với sinh viên và các bên liên quan, quản lý tiến độ học tập và chia sẻ nội dung bài giảng...); hệ thống quản lý sinh viên...

   Ứng dụng Metaverse hỗ trợ đổi mới nội dung, phương pháp dạy và học, kiểm tra đánh giá. Hỗ trợ triển khai một cách hiệu quả các giải pháp mang tính đồng bộ (bao gồm kho học liệu số, bài giảng e-learning, phần mềm thiết kế bài giảng điện tử, phần mềm mô phỏng, thí nghiệm ảo và phần mềm dạy học). Để tận dụng chiều thức ảo “virtual” tăng cường hiệu quả học tập và thực hành MTƯD trên Metaverse, có thể sử dụng AR trong môi trường Metaverse. Cách đơn giản nhất là sử dụng AR để bổ sung thêm thông tin giải thích về các hình ảnh trong không gian thực của lớp học, hay đơn giản là trên từng phần hình ảnh của sách tham khảo hoặc một phần không gian lớp học liên kết với không gian lớp học trong Metaverse. Lớp học tích hợp thậm chí có thể sử dụng AR để hiển thị các ảnh 3 chiều (phiên bản kỹ thuật số) của các mô hình. Các trường học sẽ không cần xây dựng các phòng học to lớn/ giảng đường với sức chứa cả nghìn sinh viên. Thay vào đó, nhà trường chỉ xây dựng hình ảnh của các buổi thuyết trình có thể được tạo và lưu trong môi trường ảo bằng cách sử dụng công nghệ kỹ thuật số hoặc có thể được tải lên Metaverse, thiết lập một lớp học trực tuyến trực tiếp trong Metaverse… Người học dễ dàng vào lớp học, truy cập dữ liệu nội dung bài giảng và có thể tải về từng phần để học (trên cơ sở của sự tuân thủ luật bản quyền)⁵⁶.

   2.2. Giải pháp thiết kế sáng tạo nguyên mẫu bằng VR/ AR với sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo

   Ứng dụng AI hỗ trợ quá trình sáng tạo MTƯD thông qua tự động hóa các công đoạn thiết kế, giúp nghệ sĩ, nhà thiết kế tiết kiệm thời gian và tối ưu hóa quy trình. Đây là xu hướng ứng dụng công nghệ kỹ thuật số mang tính tất yếu trong lĩnh vực MTƯD. AI phân tích dữ liệu, dự đoán xu hướng nghệ thuật và gợi ý nhiều giải pháp, ý tưởng sáng tạo mới trong khoảng thời gian ngắn. Công nghệ này còn hỗ trợ mô phỏng các phong cách nghệ thuật và thử nghiệm chất liệu mà không cần sử dụng tài nguyên thực tế. Đặc biệt trong lĩnh vực đào tạo MTƯD, AI đem lại nhiều trải nghiệm thú vị trong tương tác kỹ thuật số, giúp nghệ sĩ, nhà thiết kế kết nối sâu hơn với người dùng và sản phẩm thiết kế, nâng cao giá trị của sáng tạo. Trong bài viết ngắn này, chúng tôi đề xuất phương thức sáng tạo sản hình ảnh phẩm nguyên mẫu với sự trợ giúp của AI và AR trên môi trường Metaverse. Chế tác sản phẩm nguyên mẫu là công đoạn quan trọng của quy trình thiết kế sản phẩm. Quá trình tạo hình ảnh nguyên mẫu này trải qua nhiều lần lặp đi lặp lại để thử sai và hoàn thiện giải pháp cuối cùng trước khi được nghiệm thu và đưa vào sản xuất. Nếu được thực hiện bằng phương pháp và quy trình phù hợp sẽ tiết kiệm được thời gian và công sức, đồng thời đem lại hiệu quả cao. Một trong những cách để đẩy nhanh việc tạo hình ảnh sản phẩm nguyên mẫu là hỗ trợ nhà thiết kế có thể hình dung được kết quả hình ảnh trực quan của sản phẩm nguyên mẫu trong từng giai đoạn phát triển sản phẩm, làm giảm sai sót và tốn nhiều thời gian chỉnh sửa. Do đó, việc tạo hình ảnh sản phẩm nguyên mẫu thông qua kết hợp nhiều cấp độ giữa hình ảnh thực tế và thực tế tăng cường được ghi nhận thành các bước phát triển trực quan có thể giúp người dùng dễ dàng biên tập, chỉnh sửa và phát triển hình ảnh trực quan của sản phẩm nguyên mẫu.

   Áp dụng những nguyên lý tương tác, trải nghiệm người dùng với giao diện đồ họa cho phép người dùng thao tác và kết hợp nhiều cấp độ khác nhau của hình ảnh thực tế tăng cường trong quá trình tạo hình ảnh sản phẩm nguyên mẫu. Hình ảnh sản phẩm nguyên mẫu được biên tập, tương tác dựa trên giao diện đồ họa người dùng, các chi tiết thành phần được xây dựng sẵn và được đặt trong các thư viện cùng với những gợi ý xử lý tối ưu trong từng giai đoạn tạo hình ảnh sản phẩm nguyên mẫu, thuận tiện cho việc kiểm soát các bước thực hiện chỉnh sửa và phát triển hình ảnh sản phẩm nguyên mẫu trong các giai đoạn tạo tác. Các giải pháp đề xuất kết nối các yếu tố thị giác trên hình ảnh sản phẩm nguyên mẫu thông qua AR cũng sẽ đảm bảo độ ổn định tương đối giữa các yếu tố trên hình ảnh của sản phẩm nguyên mẫu.

   3. Kết luận

   Bài viết này khái quát toàn bộ nội hàm các khái niệm cũng như ý nghĩa và tầm quan trọng của việc ứng dụng công nghệ kỹ thuật số và chất liệu mới trong đào tạo và thực hành sáng tạo MTƯD. Áp dụng những tiến bộ của công nghệ kỹ thuật số trong đào tạo và hoạt động sáng tạo MTƯD sẽ đem lại hướng phát triển mới và bền vững cho ngành MTƯD, đồng thời giúp phần cải thiện nâng cao chất lượng đào tạo, tạo điều kiện cho sinh viên, nhà thiết kế và nghệ sĩ tiếp cận với những công cụ sáng tạo và phương pháp sáng tác cũng như những phương tiện biểu đạt hiện đại. Qua đó, tạo động lực và phát huy được năng lực sáng tạo của đội ngũ nhà thiết kế, đáp ứng tốt hơn các yêu cầu của thị trường lao động và nhu cầu xã hội ngày càng cao trong thời kỳ chuyển đổi số. Hơn nữa, việc ứng dụng các chất liệu mới chẳng hạn như in 3D thân thiện với môi trường và xã hội, chất liệu “ảo” (virtual materials) trong môi trường kỹ thuật số… cũng góp phần quan trọng vào phát triển bền vững của ngành MTƯD tại Việt Nam, tạo ra những xu hướng mới trong nghệ thuật, mang đến giá trị thẩm mĩ cao hơn và phù hợp với xu thế toàn cầu.

   Có thể khẳng định rằng việc ứng dụng và kết hợp hài hòa giữa công nghệ kỹ thuật số, chất liệu mới trong tiến trình chuyển đổi số chính là một hướng đi tất yếu cho sự phát triển bền vững của ngành MTƯD ở Việt Nam. Đồng thời, điều đó cũng góp phần thúc đẩy quá trình phát triển nhanh, hội nhập sâu rộng và tăng cường khả năng cạnh tranh quốc tế của MTƯD Việt Nam.

Chú thích:
¹ N. A. Gershenfeld, A. Gershenfeld, & J. Cutcher-Gershenfeld (2017), Designing Reality: How to Survive and Thrive in the Third Digital Revolution, Basic Books.
² E. Manzini, & C. Vezzoli (2003): “A strategic design approach to develop sustainable product service systems: Examples taken from the “environmentally friendly innovation” Italian prize”, Journal of Cleaner Production, 11, p. 851-857.
³ Oxman và Rosenberg (2007): “Materialbased Design Computation An Inquiry into Digital Simulation of Physical Material Properties as Design Generators”, International Journal of Architectural Computing,5 (1), p. 25-44.
⁴ J. Knippers, J. Cremers, M. Gabler & J. Lienhard (2011), Construction Manual for Polymers + Membranes: Materials, Semi-finished Products, Form Finding, Design (1st edition), Birkhäuser.
⁵ L. Manovich (2013): “Software Takes Command”, Bloomsbury Academic, https://doi. org/10.5040/9781472544988.
⁶ N. Oxman, & J. L. Rosenberg (2007): “Materialbased Design Computation An Inquiry into Digital Simulation of Physical Material Properties as Design Generators”, International Journal of Architectural Computing, 5 (1), p. 25-44.
⁷ C. Ratti & M. Claudel (2015), Open Source Architecture, Thames & Hudson.
⁸ P. Kaleja, & M. Kozlovská (2017): “Virtual Reality as Innovative Approach to the Interior Designing”, Selected Scientific Papers - Journal of Civil Engineering,12. https://doi.org/10.1515/ sspjce-2017-0011.
⁹ W. Mitchell (2003), Me++: The Cyborg Self and the Networked City.
¹⁰ M. Addington (with Internet Archive) (2005), Smart materials and new technologies: For the architecture and design professions, Oxford: Architectural.
¹¹ J. Knippers, J. Cremers, M. Gabler & J. Lienhard (2011), Construction Manual for Polymers + Membranes: Materials, Semi-finished Products, Form Finding, Design (1st edition), Birkhäuser.
¹² B. Kolarevic & K. Klinger (2013): “Manufacturing material effects: Rethinking design and making in architecture” (p. 316), https://doi.org/10.4324/9781315881171.
¹³ G. Gomez, M. Hamer, M. Regiart, G. Tortella, A. Seabra, G. Soler-Illia & M. FernándezBaldo (2024): “Advances in Nanomaterials and Composites Based on Mesoporous Materials as Antimicrobial Agents: Relevant Applications in Human Health”, Antibiotics, 13, 173. https://doi. org/10.3390/antibiotics13020173.
¹⁴ A. Picon (2010), Digital Culture in Architecture: An Introduction for the Design Professions (First Edition), Birkhäuser Architecture.
¹⁵ W. McDonough & M. Braungart (2010), Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things, Farrar, Straus and Giroux.
¹⁶ T. Fry (2009), Design Futuring: Sustainability, Ethics and New Practice, Berg Publishers.
¹⁷S.Kagan(2011): “Art and Sustainability: Connecting Patterns for a Culture of Complexity”, https://doi.org/10.14361/transcript.9783839418031.
¹⁸ C. A. Vezzoli & E. Manzini (2008), Design for Environmental Sustainability, Springer Science & Business Media.
¹⁹ S. Lehmann (2011): “Transforming the City for Sustainability: The Principles of Green Urbanism”, Journal of Green Building, 6, p. 104-113, https://doi. org/10.3992/jgb.6.1.104.
²⁰ D. Laurillard (2012): “Teaching as a Design Science: Building Pedagogical Patterns for Learning and Technology”, Teaching as a Design Science: Building Pedagogical Patterns for Learning and Technology, p. 1-258, https://doi. org/10.4324/9780203125083.
²¹ H. Beetham (2019): “Rethinking Pedagogy for a Digital Age”, Routledge eBooks, https://www. academia.edu/120676231/Rethinking_Pedagogy_ for_a_Digital_Age.
²² R. Oxman (2006b): “Theory and design in the first digital age”, Design Studies, 27, https://doi. org/10.1016/j.destud.2005.11.002.
²³ J. Brown & R. Adler (2007): “Minds on fire: Open education, the long tail, and learning 2.0”, Educause Review, 43.
²⁴ M. Kalantzis & B. Cope (2010): “The Teacher as Designer: Pedagogy in the New Media Age”, E-Learning and Digital Media, 7, p. 200, https://doi. org/10.2304/elea.2010.7.3.200.
²⁵ D. Laurillard (2012): “Teaching as a Design Science: Building Pedagogical Patterns for Learning and Technology”, Teaching as a Design Science: Building Pedagogical Patterns for Learning and Technology, p. 1-258, https://doi. org/10.4324/9780203125083.
²⁶ A. M. Salama (2015): “Spatial Design Education: New Directions for Pedagogy in Architecture and Beyond”, https://www.academia.edu/23003803/ Spatial_Design_Education_New_Directions_ for_Pedagogy_in_Architecture_and_Beyond_ Ashraf_M_Salama_2015.
²⁷ R. Oxman (2006a): “Digital design thinking: in the new design is the new pedagogy”, p. 37- 46, CAADRIA 2006: Rhythm and Harmony in Digital Space. https://doi.org/10.52842/conf. caadria.2006.x.g3r.
²⁸ M. A. Schnabel, X. Wang, H. Seichter & T. Kvan (2007, November 12), From Virtuality to Reality and Back, International association of societies of design research 2007 (iasdr07) ?School of Design, The Hong Kong Polytechnic University 2007 Core A, The Hong Kong Polytechnic University Hung Hom, Kowloon, Hong Kong Editor: Sharon Poggenpohl 12-15 November 2007 ISBN 988- 99101-4-4 Digital Proceedings, Day 4, Session D: Interaction/interface.
²⁹ J. Chiu, G. Bull, R. Berry, & W. Kjellstrom (2013): “Teaching Engineering Design with Digital Fabrication: Imagining, Creating, and Refining Ideas”, In Emerging Technologies for the Classroom (p. 47-62), https://doi.org/10.1007/978-1-4614-4696-5_4
³⁰ L. Manovich (2013), Software Takes Command, Bloomsbury Academic. https://doi. org/10.5040/9781472544988.
³¹ L. Sass & R. Oxman (2006): “Materializing design: The implications of rapid prototyping in digital design”, Design Studies, 27(3), 325–355, https://doi.org/10.1016/j.destud.2005.11.009.
³² K. Moreno Gata & E. Valiente (2019), The use of digital tools for the preservation of architectural, artistic and cultural heritage, through three-dimensional scanning and digital manufacturing, XLII-2/W9, p. 501-506.
³³ A. Sangrà, D. Vlachopoulos & N. Cabrera (2012), “Building an Inclusive Definition of E-Learning: An Approach to the Conceptual Framework”, International Review of Research in Open and Distance Learning, 13, p. 145-159, https:// doi.org/10.19173/irrodl.v13i2.1161.
³⁴ J. Wang & N. A. Mokmin (2023), Virtual reality technology in art education with visual communication design in higher education: A systematic literature review, Education and Information Technologies, https://doi.org/10.1007/ s10639-023-11845.
³⁵ M. McCullough (1998), Abstracting Craft: The Practiced Digital Hand, Mit Pr.
³⁶ R. Sennett (2008): “The Craftsman”, In The Craftsman.
³⁷ A. Burdick, J. Drucker, P. Lunenfeld, T. Presner & J. Schnapp (2012): “Digital Humanities”, https:// doi.org/10.7551/mitpress/9248.001.0001.

³⁸ J. Dewey (1934), Art as Experience, Perigee Books.
³⁹ N. Oxman & J. L. Rosenberg (2007): “Materialbased Design Computation An Inquiry into Digital Simulation of Physical Material Properties as Design Generators”, International Journal of Architectural Computing, 5 (1), p. 25-44.
⁴⁰ M. Addington (with Internet Archive) (2005), Smart materials and new technologies: For the architecture and design professions, Oxford: Architectural.
⁴¹ J. Knippers, J. Cremers, M. Gabler & J. Lienhard (2011), Construction Manual for Polymers + Membranes: Materials, Semi-finished Products, Form Finding, Design (1st edition), Birkhäuser.
⁴² D. B. Berman (2008), Do Good Design: How Designers Can Change the World (1st edition), New Riders Pub.
⁴³ B. Kolarevic & K. Klinger (2013): “Manufacturing material effects: Rethinking design and making in architecture” (p. 316), https://doi.org/10.4324/9781315881171.
⁴⁴ I. A. T. Hashem, R. S. A. Usmani, M. S. Almutairi, A. O. Ibrahim, A. Zakari, F. Alotaibi, S. M. Alhashmi & H. Chiroma (2023): “Urban Computing for Sustainable Smart Cities: Recent Advances, Taxonomy, and Open Research Challenges”, Sustainability, 15(5), Article 5, https:// doi.org/10.3390/su15053916.
⁴⁵ W. McDonough & M. Braungart (2010), Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things, Farrar, Straus and Giroux.
⁴⁶ T. Fry (2009), Design Futuring: Sustainability, Ethics and New Practice, Berg Publishers.
⁴⁷ C. A. Vezzoli & E. Manzini (2008), Design for Environmental Sustainability, Springer Science & Business Media.
⁴⁸ E. Manzini (2015), Design, When Everybody Designs, MIT Press, https://mitpress.mit. edu/9780262028608/design-when-everybodydesigns/.
⁴⁹ S. Lehmann (2011): “Transforming the City for Sustainability: The Principles of Green Urbanism”, Journal of Green Building, 6, p. 104-113, https://doi. org/10.3992/jgb.6.1.104
⁵⁰ C. Vezzoli, F. Ceschin & J. C. Diehl (2021): “Product-Service Systems Development for Sustainability. A New Understanding”, In C. Vezzoli, B. Garcia Parra & C. Kohtala (Eds.), Designing Sustainability for All (p. 1-21). Springer International Publishing.
⁵¹ J. Chapman (2012): “Emotionally durable design: Objects, experiences and empathy”, Emotionally Durable Design: Objects, Experiences and Empathy, p. 1-211.
⁵² S. Kagan (2011): “Art and Sustainability: Connecting Patterns for a Culture of Complexity”, https://doi.org/10.14361/transcript.9783839418031.
⁵³ N. D. Son (2020): “Digital transformation in art pedagogical training in Vietnam today”, Vietnam Journal of Education, p. 69-75, https://doi. org/10.52296/vje.2020.82.
⁵⁴ N. D. Son (2022): “Integrating E-learning in Metaverse for Sustainable Development of Higher Education and Training”, https:// www.researchgate.net/publication/370323610_ Integrating_E-learning in Metaverse for Sustainable Development of Higher Education and Training.
⁵⁵ N. Son (2021): “The application of web-3d and augmented reality in e-learning to improve the effectiveness of arts teaching in Vietnam”, Journal of Physics: Conference Series, 1835, 012071, https:// doi.org/10.1088/1742-6596/1835/1/012071.
⁵⁶ N. D. Son (2020): “Digital transformation in art pedagogical training in Vietnam today”, Vietnam Journal of Education, p. 69-75, https://doi. org/10.52296/vje.2020.82.