生物艺术系列⑥‘科技＋艺术’边界的跨界与融合

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科技+艺术=？最近流行一股趋势，新兴科学技术与新媒体成为人们茶余饭后的不可或缺的谈资。‘艺术越来越科技化，科技越来越艺术化，两者在山麓分手，有朝一日，将于山顶重逢’法国作家福罗拜像先知一样预示了今天的现状。如今，不论是国内还是国外艺术院校最火的当属与科技紧密联系的学科专业。今天有幸请到就读于西安美术学院影视动画系数字媒体专业四年级同学赵云飞作为代表，为我们叙述他们的创作构架，学术背景，专业导向以及他所理解的‘科技+艺术’边界的跨界与融合。

J：姜北（名称缩写）

Z：赵云飞（名称缩写）

J：《抖腿矫正器》与《上帝之眼》作品完成的问题重点的软件开发有哪些或者原理有哪些？

《抖腿矫正器》

Z：抖腿这一问题分为习惯性和神经性的，神经性抖腿叫做不宁腿综合症，目前必须通过药物去控制，所以我们主要研究方向是习惯性抖腿这一问题。抖腿这个习惯是 日常生活中很常见的,在 不良习惯排行榜上排行前列,平均10个人至少有1个人有抖腿的这个习惯。我们随机采集了500个网民做问卷调查,其中54%的人表示对抖腿这一毛病在公共场合的厌恶,有7%的人觉得不能忍受,20%觉得无所谓,讨厌但可以忍受的占19%。互联网上关于抖腿的问题就超过20,000,000个。绝 大部分都是关于抖腿的理论性问题, 可是涉及到纠正矫正的方面就几乎没有,目前纠正怪癖等行为的方法一般都是基于人的心理学方面出发,从心理上调节和谐与平衡,或者通过转移注意力和分散注意力 ,这种方法强调人的意志力 ,具有不确定性。 通过研究,我们发现,腿的不自觉抖动,是大脑对神经末梢控制的不到位，周围神经纤维的终末部分终止于全身各种组织或器官内,形成各式各样的神经末梢,按其功能可分感觉神经末梢和运动神经末梢两大类。控制腿抖动的主要是运动神经末梢。 不自觉的抖腿就类似于膝跳反应但又区别于此, 在坐下时腿部肌 难受大脑控制才引起无意识抖腿。也就是说是我们的大脑没有意识到我们在抖腿。所以在腿部安装一个传感器，可以感应到腿抖动的频率和幅度，再让大脑意识到这个问题就是我们作品的基本原理。

《上帝之眼》涉及到的软件有opencv，Mathematics，openmv ,arduino等等，OpenCV是一个基于BSD许可（开源）发行的跨平台计算机视觉库，可运行在Linux、Windows、Android和Mac OS操作系统上。它轻量级而且高效——由一系列C 函数和少量 C++类构成，同时提供了Python、Ruby、MATLAB等语言的接口，实现了图像处理和计算机视觉方面的很多通用算法。

Mathematica是一款科学计算软件，很好地结合了数值和符号计算引擎、图形系统、编程语言、文本系统、和与其他应用程序的高级连接。很多功能在相应领域内处于世界领先地位，它也是使用最广泛的数学软件之一。它的发布标志着现代科技计算的开始。它是世界上通用计算系统中最强大的系统。自从1988发布以来，它已经对如何在科技和其它领域运用计算机产生了深刻影响。以上这两个软件都可以实现人脸识别效果，但opencv需要安装复杂的环境支持，Mathematica的计算速度很慢，识别率也不高，最主要的是这两款软件必须依赖电脑运行，这对于小型的交互装置来说是致命的。一开始我们用Mathematica试验制做了一个小样，但是效果很差。

Openmv

偶然间我们发现了一款叫做Openmv的机器人视觉模块，OpenMV是一个开源，低成本，功能强大的机器视觉模块。以STM32F427CPU为核心，集成了OV7725摄像头芯片，在小巧的硬件模块上，用C语言高效地实现了核心机器视觉算法，提供Python编程接口。OpenMV上的机器视觉算法包括寻找色块、人脸检测、眼球跟踪、边缘检测、标志跟踪等。可以用来实现非法入侵检测、产品的残次品筛选、跟踪固定的标记物等。使用者仅需要写一些简单的Python代码，即可轻松的完成各种机器视觉相关的任务。我们一个一个实验了之后认为openmv是最符合我们的预期的效果。他反应迅速，核心算法已经集成进模块里，不需要单独连接电脑进行计算。

J：作为独立艺术小组，你们是怎样分工的？

Z：《抖腿矫正器》小组成员三女两男，两位男生负责作品结构和代码编程的制作。三位女生负责材料的选择，她们提出能否用穿戴舒适的材料制作，但是很遗憾，短时间内我们没能找到能够制作的工厂，最后还是选择了目前最易实现的pla材料外观的设计，还有具体产品的制作和宣传的制作。但我们是一个团队，所以合作的时候都是在一起讨论，有什么疑问组内都会具体的讨论定下方案一起制作。

柔性手臂支架

3D打印模型

《上帝之眼》我们小组有三名成员，具体的分工也没有那么明确，都是相互协作，共同讨论。黄杰同学主要负责外观和草图的设计；赵云飞同学负责代码的修改和3D打印的模型制作。为了节约制作成本，我们甚至集资组装了一台3D打印机。虽然精度不是特别的高，但是制作样品演示还是足够的。冯洁同学主要负责作品的美术宣传部分。

自制3D打印机

J：自己作品中‘湿’性的部分是怎样体现的。

Z：我觉的这个作品主要就是我们通过研究大脑的一些工作原理，然后巧妙的将这种湿性原理外化，常见的纠正坏毛病的方法一般就是电击，捆绑等强制的措施，我们的这个作品是通过诱导生物原理的复原来达到让人们主动停止的目的。为了研究作品中“湿”的部分，我们还专门请教了学临床医学的亲戚，去了解神经学如何解释抖腿的问题，越了解我们越发现把抖腿这一生物现象付诸还原的必要性。最后我们甚至上升到了一个高度，就是‘湿’性和‘干’性之间的跨界融合关系。人们对周围的科技裹挟，以无力不去思考，通过了200年的科技文明的发展，未来到底是人类控制科技，还是被科技所控制，两者需要怎样的融合与跨界，这才是我们新媒体艺术家应该去思考的问题。我觉得湿媒体的发展，不只是某种技术的发展，而是人的思维和能力的连结，艺术与科技一直是螺旋试的发展，在当今这个科技领先于艺术的时代，如何发挥艺术的先导性，是每个新（湿）媒体艺术家的责任。

J：请简述一下相关课程的开设的具体情况？

《痕迹》

Z：西安美院影视动画系数字媒体艺术专业与同系其他专业有很大的不同，学习编程是最大的特点，我们在大二的时候便会接触到Processing这种编程语言，Processing是一种具有革命前瞻性的计算机语言，它的概念是在电子艺术的环境下介绍程序语言，并将电子艺术的概念介绍给程序设计师。它是 Java 语言的延伸，并支持许多现有的 Java 语言架构，不过在语法 (syntax) 上简易许多，并具有许多贴心及人性化的设计。但是更多情况下，我们为了延伸processing的可用性，会把它和Arduino物理互动结合起来。

交互服装

大三的时候就开设了Arduino的课程，开始真正接触“交互装置”，“抖腿矫正器”的产生是在大三的最后一节课做出来的，这也是我们在接触编程语言一年后的一个真正意义上的作品。

Arduino uno

Arduino课程我们有两个阶段第一周我们接触最基础的单片机Arduino uno，我们会先使用面包板实现最简单的led小灯泡的控制，通过身边导电的材料制作一个有创意的电子开关等等简单的课程，第二周会接触舵机，超神波传感器，温度传感器等高级的模块化传感器，这个时候，我们已经实现了基本的物理互动的能力。第三周学习的是电路的制作，如何脱离面包板的限制，把电路集成在我们的作品里，我们学习了线路的焊接和整理，并开始构思自己的第一个交互装置作品《x—too》。第二阶段的课程就是构思并制作一个完整的艺术作品《抖腿矫正器》就是在这一阶段的课程中构思并制作的，这一阶段主要就是制作出完整精致的艺术作品，并且一步一步锤炼作品的形式和观念。

J：作品在形式设计的时候一般都会有很多点子，我们最终看到的是这个，是否还有一些前期被ps掉的点子给我们分享？

《抖腿发电椅》荷兰女设计师娜塔莉

Z：《抖腿矫正器》我们最初的想法是抖腿发电，但是后来发现就在几个月前一个荷兰的艺术家已经完成了抖腿发电这一想法。于是，我们转变方向，去研究抖腿矫正，随着研究的深入我们的想法越来越丰富，我们对人们的怪癖越来越感兴趣，当时我们还提出了像“咬手指矫正”，“磨牙矫正”，“走路看手机矫正”等一系列怪癖纠正计划，但是路要一步一步走，我们先要完成抖腿矫正的制作。

《上帝之眼》

《上帝之眼》方案是我们毕业作品的保底方案，所有的技术问题我们都已经解决。老师和我们本着超越自我的想法，基于这个技术重新构思了一个全新的毕业设计的方案，是一个涉及到量子力学相关知识的物理装置。

J：请谈一下创作的具体流程有哪些，是怎样构架自己的作品的，又是怎样具体到有技术结合到一起的？

震动感应器与陀螺仪

Z：《抖腿矫正器》作品实施前,首先确定下来了矫正方式，就是通过强化抖腿带来的问题，而让大脑去主动停止抖腿的动作，一开始我们设想是一旦检测到腿部的抖动，会牵一发而动全身，全身都会跟着抖腿而抖动，但是工作量太大而时间有限（3D 打印需要很长的时间，一个拳头大小的东西打印出来就需要20个小时以上），所以我们讨论决定简化作品，只做腿部的感应部分和手臂抖动的部分，基本可以实现我们想要的效果。腿部的抖动感应，首先需要一个震动传感器来感应腿部是否在抖动，然后为了检测抖动频率和幅度，我们添加了一个陀螺仪来感应。这样就把抖腿的信息识别了出来。手臂部分主要就是一个大扭力的舵机带动小臂跟着腿部的抖动，于是，我们参考了一些外骨骼装甲的传动方式，修改制作了手臂的部分。后来我们又加入了无线模块解决了手臂和腿部的数据连接问题。到了这里作品的制作基本就完成了。

热电堆

《上帝之眼》首先需要解决人脸追踪的问题，我们需要计算出人脸距离画面中心的横纵坐标的数值，然后加给舵机改变角度，使人脸始终保持在画面的正中间。中间我们遇到一个难题，就是人脸识别是必须人脸正面完整的被装置感应到，实际的成功率低的可怜。于是，我们又历经波折，找到了THERMOPILE 热电堆这样的一个模块，这样就可以直接识别到人脸的热成像，准确率大大提升。技术问题解决了就要确定作品的外观，设计外观的时候一定要把各种因素都考虑进去，保证在制作成为成品的时候不会出现重大的误差。 当然这件作品目前只是做了一个演示样品，我们的目标是做20个左右这样的装置，把它放在展墙上，当人们靠近装置的时候，所有的眼睛都会聚集在一个人的身上，这种被监视的感觉就会瞬间被引爆出来。

J：中间很多科技实现手段，作为一名大学生无法自己实现，是怎样练习相关专业进行跨界合作的？

Z：目前我们的作品并没有用什么特别的“科技手段”，我们只是利用了现有的开源的编程技术，与我们的观念进行碰撞从而做出的作品，真正的高精尖科技是我们目前无法企及的，如果真的需要高科技手段来表达我们对社会的思考，我们认为会需要不同学科背景的人一起合作。“湿媒体”这种艺术形态并不是传统艺术，一个人就可以画一幅画，雕刻一个雕像，这是需要不同的学科背景的人通力协作才可以完成的。这也是我们目前努力的方向。我们假期的时候会去西安的科技公司做设计类的实习，休息时会向一些工程师请教相关的专业性的问题来完善我们的作品。arduino开发版被发明出来的初衷就是易用性的技术，目的就是服务我们这些新媒体艺术家，它简单清晰Arduino IDE基于processing IDE开发。对于初学者来说，极易掌握，同时有着足够的灵活性。Arduino语言基于wiring语言开发，是对avr-gcc库的二次封装，不需要太多的单片机基础、编程基础。简单学习后，可以快速的掌握。Arduino的硬件原理图、电路图、IDE软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内里可以任意修改原始设计及相应代码。可以说就是为了艺术家们实现想法而量身定做的。

J：从你自己的经历，你觉得科技与艺术的结合着一部分在艺术生态里扮演什么角色？未来的趋势是什么？对整个艺术发展起到怎样作用？

Z：科技这个词的英文“technelogos”这个词来自希腊语，古希腊人用“techne”就是指艺术，技能，手艺等等的含义。直到很久之后，学者们把创造力称为艺术“art”，而操作工具装置的工作被称为“有用的艺术”。直到18世纪，德国哥廷根大学经济学教授约翰 贝克曼认为“有用的艺术”迅速传播，重要性日益增加，需要系统教学，编写了《技术指南》（Guide to Technology）。从此才有了科技一词的含义。由此可见，艺术与科技走到尽头应该是一样的，我们都是在创造东西，只不过前期的道路走的顺序不一样。既然我们追求艺术与科学家追寻技术的顶峰是一样的，那么就不存在说艺术未来的趋势是怎样的，应该说整个人类社会的发展，一直是艺术与科技相护交织的发展。没有一个人能够实现人力可及的所有目标，我们需要所有的生命，所有思想和所有技术共同开始理解现实世界。随着时间的流逝，艺术将创造更多选择，更多机会，更多联系，提高多样性和统一性，同时也会反思更多的问题。

J：对于这种跨界创作，最大的收获是什么，受限的地方又有哪些？

2017年中美青年创客大赛

Z：最大的收获莫过于通过比赛，我们结识了很多理工类的朋友，联系比较多的MakerBeta超能实验室和西北工业大学的维瓦拉团队，当时维瓦拉团队的作品是智能擦窗机器人，他们团队里有计算机专业，机械专业，结构专业等专业的同学，真的是非常强大的阵容，赛后我们也经常联系，有时帮助他们解决一些视觉上的问题，他们会帮助我们解决编程和结构上的一些难题。这种跨界创作一定是需要各个领域的人才去合作才能出好的作品，我觉的目前受限的地方是我们学校还是缺少计算机编程和硬件领域的专业性的支持。

非常感谢赵云飞的耐心讲解与严谨的例证分析。我想大家应该清楚了他们的创作构架与专业导向，更初步一窥了‘科技+艺术’跨界与融合的冰山一角。作为一篇文章，它还不足以支撑起‘科技+艺术’边界的快捷与融合的学术框架；但至少，它让更多人去思考这一问题，也许这正是赵云飞他们作为年轻一代艺术家想要抛出的问题吧！

下期预告：生物艺术系列‘生物+艺术’边界的跨界与融合