精靈-裝飾藝術(shù)

1、82精靈FestSpirits1概念精靈是為2010年北京地壇燈光節(jié)所做的互動裝置，包含50個人工生命體。精靈乍看起來似乎與建筑設(shè)計(jì)沒有任何聯(lián)系，但它所用到的設(shè)計(jì)方法以及所涉及的背景理論實(shí)際涵蓋了“參數(shù)化”的多個方面，從某種意義上講，它是更加純粹的參數(shù)化設(shè)計(jì)作品。復(fù)雜理論（ComplexThey）是參數(shù)化設(shè)計(jì)的核心理論之一，自組織、涌現(xiàn)等等也是參數(shù)化設(shè)計(jì)的重要概念。在這個作品中，50個“精靈”構(gòu)成一個沒有司令官和層級的復(fù)雜自組織網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)

2、絡(luò)中的每個個體根據(jù)特定的規(guī)則運(yùn)行，個體之間互相聯(lián)系、互相影響，涌現(xiàn)出集群整體的狀態(tài)?！罢w大于部分之和”這一參數(shù)化設(shè)計(jì)的核心基礎(chǔ)理論在這里被充分運(yùn)用，并成為整個作品的靈魂。每個精靈由單片機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸器、高能電池及精靈本體組成，其中10個精靈具有紅外傳感器，用來檢測進(jìn)入竹林的人群。精靈體內(nèi)LED燈的不同狀態(tài)成為其生命體的表征，它根據(jù)此精靈此刻所具有的DNA進(jìn)行閃爍，向外界傳達(dá)信息，每個精靈會不定時地通過無線網(wǎng)絡(luò)向其他精靈發(fā)出自身所具有

3、的DNA信息，其他精靈根據(jù)一定概率接收信息，并將所接收到的信息與自身所具有的DNA進(jìn)行交叉變換，從而獲得新的DNA。這一過程有些類似遺傳基因算法（詳見第2節(jié)）。這個作品旨在探討人類與自然界之間的關(guān)系。50個具有生命特征的人工生命體構(gòu)成了一個棲息在竹林里的小生物種群，它們有著自己的生存方式，互相之間保持著信息的溝通。進(jìn)入竹林的人群會對精靈的生存環(huán)境產(chǎn)生影響，精靈則會對這種改變做出反應(yīng)，改變它們自身的生存狀態(tài)。這種影響可能是不經(jīng)意的，貌似輕

4、微的，但后果未必是不嚴(yán)重的。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，種群行為的改變大多數(shù)情況是不被人察覺的，但當(dāng)某種狀態(tài)發(fā)生時，整個種群會在集體閃爍若干次后全部關(guān)閉，不再啟動。2算法描述基于集群智能理論的算法成為其生命的源動力，以下是精靈算法的詳細(xì)描述（在作品中通過JAVA及C語言實(shí)現(xiàn)）。該算法使用DNA控制燈的動作，DNA結(jié)構(gòu)為一個長度為11的一維數(shù)組，每個數(shù)的范圍為0~255，最后一位標(biāo)示它的狀態(tài)是不完整的（nDNA）還是完整的（DNA）。（1）燈群互相交叉

5、DNA每個燈保有一條完整的DNA。每隔一段時間（n秒），每一只燈都會把自己的DNA發(fā)給所有的燈，而每個燈會有5%的機(jī)率接受這條DNA，一旦接受了DNA，就用自己的DNA和這條DNA交叉，用得到的新DNA更新自己的DNA。因?yàn)檫@些燈不是在同一個時間啟動的，所以基本不會同時發(fā)出DNA，如果一個燈同時接收2個以上DNA，則選擇任意一個接收，其他舍去。DNA的交叉規(guī)則即，第一條DNA的上半部分和第二條DNA的上半部分交換，或者第一條DNA的下半

6、部分和第二條DNA的下半部分交換，這兩種情況隨機(jī)選擇一種，然后保留第一條DNA作為該燈新的DNA。（2）傳感器發(fā)出DNA影響整個燈群每只傳感器保有一條不完整的nDNA。系統(tǒng)運(yùn)作初始，某一個傳感器第一次被觸發(fā)，它將此次觸發(fā)從接通到斷開的時間轉(zhuǎn)化為一個數(shù)值，具體映射為0~1.02秒對應(yīng)輸出一個0~255的數(shù)值，超過1.02秒也輸出255。這支傳感器發(fā)出一條不完整的nDNA，其中只含有第一個位置的數(shù)值即為剛剛傳感器被觸發(fā)獲取的數(shù)值，其他位置標(biāo)

7、為空，所有傳感器都會收到這條nDNA，更新現(xiàn)有的DNA。當(dāng)某一個傳感器被觸發(fā)的時候，會在現(xiàn)有的這條nDNA上加設(shè)計(jì)HHD_FUN（華匯設(shè)計(jì)北京分公司）程序設(shè)計(jì)高聰陳濟(jì)林83上一個新的數(shù)值，再發(fā)給其他傳感器，當(dāng)最后一個數(shù)值被填滿的時候，這個傳感器把這個nDNA作為一條完整的DNA發(fā)向整個系統(tǒng)，每支燈都有5%的可能性接收這條DNA，并用自己的DNA和它交叉。傳感器發(fā)出DNA后還會再發(fā)出一條全為空的nDNA，讓所有的傳感器狀態(tài)清零。（3）將D

8、NA翻譯為燈的動作以m秒為一個燈閃動的循環(huán)周期，DNA前10位數(shù)據(jù)代表這個部分“精靈”的構(gòu)件尺寸精靈分解圖致謝：精靈在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上得到了南開大學(xué)機(jī)器人研究所劉景泰所長及其學(xué)生們的大力支持，在此表示誠摯的感謝！周期中0、m109m10秒十個關(guān)鍵時刻燈的亮度，從一個關(guān)鍵時刻到另一個關(guān)鍵時刻的亮度變化是連續(xù)的，變化速度和兩個關(guān)鍵時刻之間的亮度差距成正比。燈在每次循環(huán)周期開始都要翻譯一次DNA。上一次DNA翻譯出的第10個數(shù)值和這一次翻譯出的第1