子どもの頃、エミリー・ベイカーは、カメラや宇宙船のコックピット、宇宙空間の町の建物など、紙でものを作るのが好きだった。
これは習慣として定着した。数年後、ミシガン州のクランブルック・アカデミー・オブ・アートの大学院で建築を学んでいた彼女は、紙とはさみで遊んでいた。当時は2010年で、学校はCNCプラズマカッターを購入しようとしていた。鋼板に線を切り込むことができるコンピューター制御の機械だ。これを使ってどのような実験ができるかを考えていたとき、ベイカーはすごい発見をした。
ベイカーは、一枚の紙に切り込みと折り目を入れることで、複雑な薄い帯でつながった2つの平面を作れることを発見したのだ。このパターンを使えば、糊やテープのような接着剤を使うことなく、厚みがありながらも軽い表面を作ることができた。ベイカーはこの作品を「スピン・ヴァレンス（Spin-Valence）」と名付けた。後に実施した構造試験では、この方法で鋼鉄を加工して作られた個々のタイルは、自重の1000倍以上の重さに耐えられることが示された。
化学では、スピン・ヴァレンスは分子の挙動を扱う理論である。ベイカーは、自身の発明にこの名前をつけたとき、すでにこの用語が存在していることを知らなかった。「まったくの偶然でした」と、ベイカーは言う。「ですが、化学のスピン・ヴァレンス理論に関連する図は、私が扱っているタイリングと非常によく似たパターンのネットワークを持っているようです」。
やがてベイカーは、個々のタイルをつなげてより大きな平面を作る実験を始めた。このような多平面構造を作り出せる幾何学的な切断パターンはおそらく何千とあるが、彼女が発見したのは今のところその一部だけだ。あるパターンは他のパターンよりも強く、あるパターンは曲面を作るのにより適している。
ベイカーはソフトウェアを使って各パターンの種類を探っているが、可能性をモデル化するためにカットした紙を使って作業を続けている。プリンストン大学のフォーム・ファインディング・ラボ（Form Finding Lab）では現在、さまざまなタイルを引張・圧縮荷重でテストしており、その結果からは、すでに信じられないほどの強度があることが証明されている。
ベイカーはまた、スピン・ヴァランスを建築やデザインに利用する方法も模索している。ベイカーは、この技術を使って、自然災害の後に運搬や組み立てが簡単なシェルターや橋を作ったり、宇宙へのミッションのために物資を詰め込めるような軽量構造物を作ったりすることを思い描いている（もっと身近なところでは、ベイカーの母親がキルトのグループにアイデアを伝え始めている。デザインがキルトのパターンによく似ているからだ）。
「このシステムで最もおもしろいと思うのは、これまでは非常に柔軟だったものに剛性を加える方法です」と、プリンストン大学で土木工学の博士課程に在籍するイザベル・モレイラ・デ・オリヴェイラは言う。イザベラは、スピン・ヴァレンスに関する論文を執筆し、特定の用途に最適な形状をテストしている。「材料を追加することなく、モノの挙動を完全に変えることができます」。さらに、イザベラはこう付け …