CryoScapes: Landscape Painting with Water, Ice, and AI

Jiabao Li, Ziyuan Jiang, Kuan-Ju Wu, Yasuaki Kakehi, 2025

In Svalbard, there are no trees and we barely see land most of the time. We were surrounded by H2O in its various states. I realized we are all connected through bodies of water and became mesmerized by the diverse forms that water takes—vapor in the clouds, snowflakes in the sky, liquid waves in the ocean, the warmth of hot water in my hand, and the solid majesty of glaciers and sea ice. Each phase of water reveals distinct morphologies, and even within the realm of ice, the variations in texture and structure depend greatly on their formation conditions and composition. This observation led me to the question: What if we could harness the technology of 3D printing to create high-resolution ice sculptures or micro-level textures that transform as temperatures change? By using liquids with different melting points, we could achieve dynamic sculptures that evolve with their environment, where higher melting point liquids act as temporary supports, akin to water-soluble scaffolds used in traditional 3D printing, allowing for intricate designs impossible to achieve with conventional ice molding techniques.

To explore this concept, I began experimenting by dripping water onto a cooler set at -15°C. Each droplet took approximately 20 seconds to freeze, embodying a “slow tech” and “slow prototyping” process. I applied various surface treatments to the cold metal plate, using hydrophobic and hydrophilic materials to influence the resulting ice patterns. The interaction of water with these surfaces produced wildly different structures—some resembling lunar landscapes, others evoking the snowy expanses of Hokkaido, the crystalline intricacies of microscopic images, or even the forms found in Noguchi Playgrounds or the paintings of Kåre Tveter. By capturing these formations with a macro camera, the scale becomes ambiguous, leaving viewers to question whether they are observing vast landscapes or tiny crystalline worlds.

A roaming macro camera captures the evolving ice formations in real-time and project onto the TV. Each metal plate thus becomes a “landscape painting” created from the purest elements—water, vapor, and ice. An AI system interprets each new painting from the camera into a Haiku. The AI’s poetic interpretations blend human creativity with machine perception.

This project will evolve as it travels to different cities, including the winter of Alaska, the summer of Tokyo, the fall of Austin, and the heat of Africa. Each location’s unique climate—its humidity, temperature, air quality, and even pollutants—will co-create these paintings with me, making this project a form of co-creation with nature itself. The AI will continue to explore and define what is “natural,” driving the camera rig to focus on areas where it detects nature-likeness in the ice formations, and offering its poetic interpretations through Haikus.

This project also raises philosophical questions: What is nature when recreated in a controlled, lab environment? To what extent should the artist intervene in the natural processes of creation? By using an extremely human-made technology—AI—to interpret and define nature, this project challenges the boundaries between artificial and natural, human and non-human.

Beyond its artistic implications, 3D printing ice holds significant potential in biological and environmental fields where biocompatibility is crucial. A recent paper in PNAS titled “Physics of microscale freeform 3D printing of ice” delves into the physics and proposed potential applications in tissue engineering, microfluidics, and soft robotics. 

スヴァールバル諸島では木が生えておらず、一年のうち地面を見られる時間は非常にわずかです。私たちは酸素がさまざまな形態で存在する世界に囲まれていました。水を介して全てがつながっていることを実感し、その多様な形態に魅了されました。雲の中の蒸気、空に舞う雪の結晶、海に漂う波、 手の中の温かいお湯、そして氷河や海氷の荘厳な固体。水はそれぞれ独自の形態を見せ、氷の中ですら、その質感や構造は形成条件や成分に大きく依存します。

この観察から「3Dプリンティング技術を用いて、高解像度の氷彫刻や、温度変化に伴って変化する微細なテクスチャを作れるとしたらどうなるだろう?」という疑問が生まれました。融点が異なる液体を使えば、環境とともに進化する動的な彫刻を作れるかもしれません。融点の高い液体は、一時的な支えとして機能し、従来の氷型成形技術では不可能な繊細なデザインが可能になります。これは従来の3Dプリンティングで用いられる水溶性の支柱のような役割を果たします。

このコンセプトを探求するため、-15°Cに設定した冷却器の上に水滴を垂らす実験を始めました。1滴が凍るのに約20秒かかり、これは「スローテック」かつ「スロープロトタイピング」のプロセスを体現しています。冷たい金属板に対して撥水性と親水性の素材を使用し、さまざまな表面処理を施しました。 AIは自然らしさとは何かを探り定義し続け、造形される氷の中に自然らしさを検知したエリアにカメラを向け、俳句の生成を通じてその詩的な解釈を提供します。・ノグチの遊具、またはカーレ・トヴェーテルの絵画を思わせる構造が生まれました。これらの形成をマクロカメラで撮影することで、そのスケールは曖昧になり、観る人は広大な風景を見ているのか、それとも小さな結晶の世界を見ているのかを問いかけられます。

移 動 式 のマクロ カメラがリアルタイムで進 化する 氷 の 形 成 を 撮 影 し、モ ニター に 投 影 します。それぞ れの金属板は、純粋な要素である「水」「蒸 気 」「 氷 」で作られた「ランドスケープ ペインティング」となります。そして、A I システム が カメラから 捉 えた 新 た な ペ インティングを 解 釈し、俳句として表 現します。この A I の 詩 的 解 釈 は 、人 間の創 造 性と機 械 の知 覚 を融 合させたものです。

このプロジェクトは、アラスカの冬、東京の夏、オースティンの秋、アフリカの暑さといった異なる都市を巡る中で進化していきます。それぞれの場所の独自の気候、湿度、温度、空気の質、さらには汚染物質が私と共にこれらのペインティングを共創し、このプロジェクトを自然との共同創造の形としています。AIは自然らしさとは何かを探り定義し続け、造形される氷の中に自然らしさを検知したエリアにカメラを向け、俳句の生成を通じてその詩的な解釈を提供します。

こ の プ ロ ジェクト は ま た 哲 学 的 な 問 い を 投 げか けます。制 御された 実 験 室 環 境 で再 現された「 自 然 」とは 何 か ? 創 造 の 自 然 プ ロ セス に ど の程 度 アー ティストが 介 入 すべ きか ? 極 め て 人 工的 なテクノロ ジ ーであるA I を用 いて自 然 を解 釈し 再 定 義 することで、このプ ロ ジェクトは 人 工と自 然 、人 間 と非 人 間 の 境 界 を 問 い 直します。

芸術的意義を超えて、氷の3Dプリンティングは生物学や環境分野で重要な可能性を秘めています。生体適合性が重要な分野での応用が期待される中 、「 氷 のミクロスケール 自 由 形 状 3 Dプリンティン グの物理学」と題された最近のPNAS論文では、その物理的性質や組織工学、マイクロ流体工学、ソ フトロボティクスへの応用が議論されています。