精靈-裝飾藝術

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計沒有任何聯(lián)系，但它所用到的設計方法以及所涉及的背景理論實際涵蓋了“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)化設計作品。復雜理論（ComplexThey）是參數(shù)化設計的核心理論之一，自組織、涌現(xiàn)等等也是參數(shù)化設計的重要概念。在這個作品中，50個“精靈”構成一個沒有司令官和層級的復雜自組織網(wǎng)絡，網(wǎng)

2、絡中的每個個體根據(jù)特定的規(guī)則運行，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)化設計的核心基礎理論在這里被充分運用，并成為整個作品的靈魂。每個精靈由單片機、無線網(wǎng)絡傳輸器、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進行閃爍，向外界傳達信息，每個精靈會不定時地通過無線網(wǎng)絡向其他精靈發(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系。50個具有生命特征的人工生命體構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，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，但后果未必是不嚴重的。在試驗中發(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描述（在作品中通過JAVA及C語言實現(xiàn)）。該算法使用DNA控制燈的動作，DNA結構為一個長度為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。因為這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化為一個數(shù)值，具體映射為0~1.02秒對應輸出一個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

7、為空，所有傳感器都會收到這條nDNA，更新現(xiàn)有的DNA。當某一個傳感器被觸發(fā)的時候，會在現(xiàn)有的這條nDNA上加設計HHD_FUN（華匯設計北京分公司）程序設計高聰陳濟林83上一個新的數(shù)值，再發(fā)給其他傳感器，當最后一個數(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”的構件尺寸精靈分解圖致謝：精靈在技術實現(xiàn)上得到了南開大學機器人研究所劉景泰所長及其學生們的大力支持，在此表示誠摯的感謝！周期中0、m109m10秒十個關鍵時刻燈的亮度，從一個關鍵時刻到另一個關鍵時刻的亮度變化是連續(xù)的，變化速度和兩個關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