Micro Swarm是2024-2025年緊急期貨設(shè)計(jì)碩士課程微挑戰(zhàn)課程的一個(gè)項(xiàng)目，使用一系列Barduino (ESP32)設(shè)備測(cè)試“群體智能”。通過(guò)人類用戶(振動(dòng)傳感器)的輸入，一個(gè)音符將在單個(gè)“參考”設(shè)備上播放。使用OpenAI，將確定一個(gè)協(xié)調(diào)音符，并通過(guò)MQTT傳遞給“Cell”設(shè)備。然后，“細(xì)胞”設(shè)備將播放音符，創(chuàng)造“群體音樂”。

貢獻(xiàn)者

?Carlos Silveira：用于演奏音符和OpenAI集成的代碼，以及外殼的建模

?Flavio Grimaldi：用于演奏音符、感知環(huán)境和OpenAI集成的代碼

?Lucretia Field: MQTT協(xié)議的代碼以及與OpenAI代碼的集成

制造過(guò)程

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由一個(gè)單一的“母”或“參考”設(shè)備組成，該設(shè)備從傳感器讀取輸入，并向“子”或“細(xì)胞”節(jié)點(diǎn)發(fā)送信號(hào)，以發(fā)出特定的噪聲來(lái)響應(yīng)刺激。

參考節(jié)點(diǎn)將處理來(lái)自傳感器的輸入，以確定在板載壓電蜂鳴器上播放的音符頻率，同時(shí)通過(guò)OpenAI API向ChatGPT提示發(fā)送查詢，以確定所需音符的協(xié)調(diào)頻率。然后，通過(guò)現(xiàn)有的MQTT代理服務(wù)器，使用本地WiFi網(wǎng)絡(luò)上的消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸(MQTT)發(fā)布-訂閱協(xié)議將協(xié)調(diào)注釋的信息傳送到Cell節(jié)點(diǎn)。當(dāng)細(xì)胞接收到頻率時(shí)，它們將激活機(jī)載蜂鳴器播放聲音，創(chuàng)造出和諧的蟬鳴。

母親/參考

當(dāng)捕食者在母節(jié)點(diǎn)附近振動(dòng)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)將發(fā)出“危險(xiǎn)”信號(hào)，以便子節(jié)點(diǎn)得到警報(bào)。捕食者的接近是通過(guò)參考裝置上的壓電振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的。當(dāng)感知到的振動(dòng)在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)時(shí)，為了從傳感器中去除噪聲，該值被映射為對(duì)應(yīng)于88個(gè)音符的索引之一，該索引傳遞給OpenAI提示符。提示符要求從給定的音符中確定3個(gè)和聲音符，并將它們作為數(shù)組返回。

然后，參考節(jié)點(diǎn)將把不同的頻率傳遞給每個(gè)細(xì)胞，這樣它們就可以以個(gè)人的方式做出響應(yīng)，以確保所有的孩子都聽到了呼叫。這是通過(guò)將所需的頻率發(fā)布到不同的“主題”來(lái)完成的，每個(gè)單元可以訂閱該主題，以僅接收其蜂鳴器的頻率。

孩子們/細(xì)胞

單元格的代碼要簡(jiǎn)單得多。每個(gè)Cell訂閱一個(gè)主題，然后當(dāng)從Reference收到新消息時(shí)，將該值插入蜂鳴器頻率并播放該音符。

The Carapace

這個(gè)外形像昆蟲的外殼，除了設(shè)計(jì)成在組裝電子元件時(shí)可以在其內(nèi)部部件中發(fā)出聲音，以縮短母子倆的時(shí)間外，還特意設(shè)計(jì)成將聲音從一個(gè)腔室反射到另一個(gè)腔室，并放大人工昆蟲內(nèi)部蜂鳴器發(fā)出的聲音。工件的結(jié)構(gòu)組件分為兩個(gè)特定部分,靈活的硅基的四條腿垂直和水平可以被附加到不同的地方,每條腿上的吸盤,和外部結(jié)構(gòu)覆蓋Barduino板,電池,和壓電傳感器,3 d印刷在解放軍保護(hù)組件的外部干擾和最大化的聲音通過(guò)使用橢圓形狀和七孔上,讓氣流從外室。

為了生產(chǎn)，外殼使用了Bamboo 3D打印機(jī)制作外殼，Creality Ender打印硅膠底層的模具，以及Blender和Adobe Illustrator來(lái)定義形狀和形式。考慮到在Barduino上使用電池的可能性，在項(xiàng)目中將原始形狀轉(zhuǎn)變?yōu)樾掳姹荆@一點(diǎn)很重要，它們將分布在外殼內(nèi)部，而不會(huì)相互干擾，從而為這次微挑戰(zhàn)特別設(shè)計(jì)了一個(gè)更解剖的形狀。

迭代過(guò)程

參考項(xiàng)目/靈感

未來(lái)項(xiàng)目發(fā)展

Lucretia：從一開始我們就對(duì)探索系統(tǒng)的不同輸入很感興趣，對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目的未來(lái)迭代，我們認(rèn)為如果有來(lái)自MIDI控制器的輸入，人類可以提供一個(gè)音符或一系列音符，讓“蟬”與之協(xié)調(diào)，那將是非?？岬?。這種功能可以讓人類和昆蟲共同創(chuàng)造一種音樂氛圍，而不是模仿自然界動(dòng)物的危險(xiǎn)感覺。

卡洛斯：考慮到群體中不同個(gè)體之間交流的邏輯本質(zhì)，這個(gè)項(xiàng)目可以用來(lái)意識(shí)到人類和昆蟲的環(huán)境問(wèn)題，作為一種偽裝在大自然中的東西，給人類和其他動(dòng)物提供信號(hào)。我想探索的一種可能性是嘗試模仿特定生物的頻率進(jìn)行交流，并創(chuàng)造一種人工生物關(guān)系來(lái)觸發(fā)行動(dòng)，這將具有真正的環(huán)境測(cè)量和護(hù)理潛力，并且可以用于不同的生物群落，具有容易的適應(yīng)性。此外，這可以讓我們看到通過(guò)一個(gè)控制參考與不同個(gè)體進(jìn)行交流的可能性，這可以真正應(yīng)用于我對(duì)生物混合機(jī)器人的研究，最后，改進(jìn)并賦予每個(gè)機(jī)器人人工智能自主權(quán)將是令人愉快的。

弗拉維奧：這個(gè)項(xiàng)目的未來(lái)發(fā)展將探索民族認(rèn)知如何影響個(gè)人和社區(qū)同步、適應(yīng)和共同創(chuàng)造共享節(jié)奏的方式。通過(guò)擴(kuò)展系統(tǒng)以允許實(shí)時(shí)行為適應(yīng)，設(shè)備可以動(dòng)態(tài)調(diào)整人類的存在，運(yùn)動(dòng)或文化聲景，反映人們?nèi)绾卧诔鞘协h(huán)境中協(xié)商空間和互動(dòng)。通過(guò)整合機(jī)器學(xué)習(xí)，該系統(tǒng)可以根據(jù)社區(qū)參與發(fā)展其協(xié)調(diào)模式，將公共空間轉(zhuǎn)變?yōu)榻换ナ铰曇羯鷳B(tài)系統(tǒng)。這可以作為文化融合的一個(gè)隱喻，不同的背景通過(guò)共享的感官體驗(yàn)促成了一個(gè)流動(dòng)的、不斷發(fā)展的集體身份。

本文編譯自hackster.io