Micro Swarm使用一系列Barduino的輸入，模仿蟬的和諧叫聲

Micro Swarm是2024-2025年緊急期貨設(shè)計碩士課程微挑戰(zhàn)課程的一個項目，使用一系列Barduino (ESP32)設(shè)備測試“群體智能”。通過人類用戶(振動傳感器)的輸入，一個音符將在單個“參考”設(shè)備上播放。使用OpenAI，將確定一個協(xié)調(diào)音符，并通過MQTT傳遞給“Cell”設(shè)備。然后，“細胞”設(shè)備將播放音符，創(chuàng)造“群體音樂”。

貢獻者

?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

制造過程

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由一個單一的“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“細胞”節(jié)點發(fā)送信號，以發(fā)出特定的噪聲來響應(yīng)刺激。

參考節(jié)點將處理來自傳感器的輸入，以確定在板載壓電蜂鳴器上播放的音符頻率，同時通過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)上的消息隊列遙測傳輸(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。當細胞接收到頻率時，它們將激活機載蜂鳴器播放聲音，創(chuàng)造出和諧的蟬鳴。

母親/參考

當捕食者在母節(jié)點附近振動時，該節(jié)點將發(fā)出“危險”信號，以便子節(jié)點得到警報。捕食者的接近是通過參考裝置上的壓電振動傳感器檢測到的。當感知到的振動在一個可接受的范圍內(nèi)時，為了從傳感器中去除噪聲，該值被映射為對應(yīng)于88個音符的索引之一，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個和聲音符，并將它們作為數(shù)組返回。

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

孩子們/細胞

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

The Carapace

這個外形像昆蟲的外殼，除了設(shè)計成在組裝電子元件時可以在其內(nèi)部部件中發(fā)出聲音，以縮短母子倆的時間外，還特意設(shè)計成將聲音從一個腔室反射到另一個腔室，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印刷在解放軍保護組件的外部干擾和最大化的聲音通過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打印機制作外殼，Creality Ender打印硅膠底層的模具，以及Blender和Adobe Illustrator來定義形狀和形式?？紤]到在Barduino上使用電池的可能性，在項目中將原始形狀轉(zhuǎn)變?yōu)樾掳姹?，這一點很重要，它們將分布在外殼內(nèi)部，而不會相互干擾，從而為這次微挑戰(zhàn)特別設(shè)計了一個更解剖的形狀。

迭代過程

參考項目/靈感

未來項目發(fā)展

Lucretia：從一開始我們就對探索系統(tǒng)的不同輸入很感興趣，對于這個項目的未來迭代，我們認為如果有來自MIDI控制器的輸入，人類可以提供一個音符或一系列音符，讓“蟬”與之協(xié)調(diào)，那將是非?？岬摹＿@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物的危險感覺。

卡洛斯：考慮到群體中不同個體之間交流的邏輯本質(zhì)，這個項目可以用來意識到人類和昆蟲的環(huán)境問題，作為一種偽裝在大自然中的東西，給人類和其他動物提供信號。我想探索的一種可能性是嘗試模仿特定生物的頻率進行交流，并創(chuàng)造一種人工生物關(guān)系來觸發(fā)行動，這將具有真正的環(huán)境測量和護理潛力，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一個控制參考與不同個體進行交流的可能性，這可以真正應(yīng)用于我對生物混合機器人的研究，最后，改進并賦予每個機器人人工智能自主權(quán)將是令人愉快的。

弗拉維奧：這個項目的未來發(fā)展將探索民族認知如何影響個人和社區(qū)同步、適應(yīng)和共同創(chuàng)造共享節(jié)奏的方式。通過擴展系統(tǒng)以允許實時行為適應(yīng)，設(shè)備可以動態(tài)調(diào)整人類的存在，運動或文化聲景，反映人們?nèi)绾卧诔鞘协h(huán)境中協(xié)商空間和互動。通過整合機器學習，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隱喻，不同的背景通過共享的感官體驗促成了一個流動的、不斷發(fā)展的集體身份。

本文編譯自hackster.io