« Tim Otto Roth a provoqué à plusieurs reprises de telles perturbations productives de modèles dans diverses actions artistiques, démontrant ainsi clairement que les modèles sont minés par les contingences et les imprévisibilités humaines dans le monde réel. »
Martina Heßler (Sisyphos im Maschinenraum, 2025)

Motifs triangulaires naturels C'est non sans raison qu'en 2016, un escargot cône Conus pennaceus a été présentée comme une petite sculpture à côté de l'orgue hydraulique aura calcaulata. Le motif fractal sur la coquille de l'escargot de mer s'est développé peu à peu grâce simplement à l'interaction locale des cellules pigmentaires du mollusque – un principe d'auto-organisation qui anime également l'activité sonore et lumineuse de l'orgue : si on note ligne par ligne les états actifs des tuyaux, on voit apparaître des motifs triangulaires similaires.

Gros plan sur la coquille d'un escargot marin vivant dans l'océan Indo-Pacifique, qui se caractérise par son motif de croissance particulier.

À l'occasion de l'exposition « Logische Phantasien » (Fantaisies logiques) à la Kunsthalle Jesuitenkirche d'Aschaffenburg, le motif a été reproduit sous forme de grand ornement sur le carrelage de la nef.

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Automates cellulaires Les chercheurs explorent depuis longtemps ces principes d'auto-organisation afin de modéliser des processus complexes tels que la formation des motifs de fourrure, de peau ou d'écailles chez les animaux, le comportement des flux de circulation en cas d'embouteillage ou la croissance des cellules tumorales. Un modèle particulier a été conçu à la fin des années 1940 par le mathématicien John von Neumann et le physicien Stanislav Ulam: Ces automates cellulaires peuvent être imaginés, dans leur forme la plus simple, comme un collier de perles. Chaque perle fonctionne comme un petit « ordinateur itératif » (John Holland) qui analyse l'état de ses voisines à intervalles discrets. À l'aide d'une règle spécifique, identique pour toutes les perles, celles-ci déduisent leur nouvel état. À partir de rien, cette forme simple de rétroaction permet de créer des motifs triangulaires, comme ceux que l'on observe chez les escargots cônes.

La règle « Ola », bien connue dans les stades, anime la chaîne de perles fermée en cercle à gauche. Si l'on modifie légèrement cette règle en rendant une perle active dès lors que sa voisine de gauche ou de droite est active, on obtient un motif différent (à droite et lampes à l'arrière-plan). Cette règle additive est également utilisée dans l'installation de haut-parleurs à Dresde.

Éspace calculatoire Si l'on transpose ce principe à la surface, on obtient des « structures en mosaïque » (Edward F. Moore) dont la topologie (triangles, quadrilatères, hexagones) et la définition du voisinage qui y est associée influencent considérablement le comportement de ces systèmes. Le théoricien des jeux John Conway a expérimenté le carrelage quadrangulaire et a développé son célèbre Jeu de la vie sans aucun ordinateur, sur un échiquier géant. Mais l'idée peut être extrapolée à des dimensions supérieures : les automates ont ainsi inspiré Konrad Zuse, l'inventeur du premier ordinateur fonctionnel, pour créer un « espace calculatoire » physique.

De l'orgue hydraulique à l'article scientifique Grâce à un procédé d'analyse sophistiqué, Tim Otto Roth fait résonner cet « espace calculatoire » d'une manière tout à fait unique. La nouveauté de cette approche artistique des automates réside dans le fait que l'artiste conceptuel et compositeur procède à une observation systématique à long terme de la dynamique locale. Comme chaque unité observe et évalue ses propres états dans les dernières étapes, ces attracteurs temporaires permettent d'évaluer l'évolution dynamique d'un système sur une longue période. Ainsi, les variations du niveau d'eau de l'orgue ne produisent pas seulement une musique spécifique aux automates. Roth a également réussi à en déduire une analyse qui se distingue des classifications scientifiques existantes, une prouesse qui a notamment été reconnue par une publication peer-reviewed dans la célèbre revue Physika D.

Pixelsex & socialisme mathématique Les automates, en tant que forme minimaliste de réseaux, fascinent Roth depuis plus de deux décennies. Il n'a cessé d'explorer les différentes facettes des automates en collaboration avec des scientifiques, en particulier avec le biomathématicien Andreas Deutsch, avec lequel il a notamment lancé le projet PiXL à l'université technique de Dresde. Son équipe de recherche l'avait déjà soutenu en 2005 dans le cadre du projet Pixelsex à la tour KPN Telecom à Rotterdam. Des titres de projets tels que Pixelsex, mais aussi Socialisme mathématique font partie de la redéfinition artistique des automates cellulaires par Roth : Ainsi, Pixelsex exprime le fait que des unités discrètes se trouvent dans un échange local dont peut potentiellement résulter un produit. Roth a utilisé pour la première fois le terme socialisme mathématique lors d'une exposition au Goethe Institut de Hanoï en 2017 afin de réagir de manière critique au socialisme imposé par l'État et à la censure de la production artistique. Ce nom fait référence au fait que dans un système composé d'unités discrètes qui ont toutes les mêmes conditions et agissent selon les mêmes règles, il n'est pas nécessaire qu'un modèle uniforme ou le chaos apparaisse. Dans les limites étroites du comportement prescrit, une diversité inattendue peut se développer malgré l'uniformisation.