通過振動(dòng)傳感器，觸發(fā)水的運(yùn)動(dòng)并將其轉(zhuǎn)換為聲音

“微挑戰(zhàn)”是在巴塞羅那IAAC的“緊急未來設(shè)計(jì)碩士”課程中為期一周的工作坊。在這一周，我們有時(shí)間、空間和專業(yè)人士的支持來創(chuàng)建一個(gè)功能原型，它也可以是一個(gè)投機(jī)性的人工制品，有助于我們的個(gè)人研究和實(shí)踐。這個(gè)原型應(yīng)該基于迭代和使用：數(shù)字制造工具、生物制造、人工智能、電子、機(jī)器人、編碼。

對于這個(gè)特殊的微挑戰(zhàn)，主題是關(guān)于“智能”，因?yàn)槲覀冊趥€(gè)人研究中有共同的興趣，我們分組：

?Belen Comotto

?Maria Vittoria Colombo

?Ziming Shang

?Kevin Giovanni Enriquez Ambrocio

在這一周，我們想要決定解決“超越人類”的智慧問題，以及如何讓符合我們現(xiàn)實(shí)的最微小的生命形式變得可見。我們在微觀尺度上探索超越人類的互動(dòng)，深入研究物種間合作的概念。具體來說，我們感興趣的是人類投入和生活在水系統(tǒng)中的微生物之間的投機(jī)交換。

這種互動(dòng)在一個(gè)循環(huán)中展開，從人類通過心率傳感器輸入開始。這就觸發(fā)了一個(gè)連接在裝滿水的培養(yǎng)皿上的振動(dòng)傳感器，使水按照心跳節(jié)奏的模式運(yùn)動(dòng)。

這些動(dòng)作通過連接到電腦上的顯微鏡被捕獲，在TouchDesigner中對圖像進(jìn)行分析。該系統(tǒng)識別關(guān)鍵特征并將其繪制出來，創(chuàng)建一個(gè)坐標(biāo)矩陣，然后將其轉(zhuǎn)換為聲音。

制作及迭代過程：

在開發(fā)和測試原型工作的過程中，我們測試了幾種不同的顯微鏡變焦倍數(shù)、培養(yǎng)皿的設(shè)置、不同的振動(dòng)強(qiáng)度和不同的含微生物的水介質(zhì)。最后，我們得出結(jié)論，使用來自不同池塘的不同來源的水的混合物，中等強(qiáng)度的振動(dòng)(150 / 255)，顯微鏡放大10倍，可以獲得最佳效果。這些參數(shù)從相機(jī)傳感器提供了一個(gè)足夠清晰的視覺效果，可以在TouchDesigner文件中使用。

傳感器:

我們在這個(gè)原型中需要用到的第一個(gè)傳感器是測量我們心跳的傳感器它會轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)皿的振動(dòng)。我們測試了各種設(shè)置，為3個(gè)不同的傳感器反復(fù)調(diào)整值和編碼：一個(gè)心臟監(jiān)測傳感器，一個(gè)手指心率傳感器，最后一個(gè)心跳傳感器。然而，前兩種結(jié)果往往不精確和不可靠，因此我們決定堅(jiān)持使用心跳傳感器以獲得更好的精度(v1706心跳傳感器)。

就像心臟跳動(dòng)的輸出一樣，我們需要在培養(yǎng)皿的水中產(chǎn)生一種振動(dòng)來產(chǎn)生漣漪。我們用振動(dòng)馬達(dá)、揚(yáng)聲器和壓電元件做了實(shí)驗(yàn)。放置在培養(yǎng)皿兩側(cè)的振動(dòng)電機(jī)提供了最一致的性能。為了優(yōu)化振動(dòng)，我們選擇了一個(gè)塑料培養(yǎng)皿，并將其放在硅膠底座上。

TouchDesigner:

我們在TouchDesigner中使用Python代碼和OpenCV插件來應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺，檢測視頻中的邊緣點(diǎn)，以及blob跟蹤。從這些點(diǎn)上，我們提取了x和y坐標(biāo)的數(shù)據(jù)集，我們通過將它們映射到四層音頻振蕩器(每層使用不同的波形和頻率)上，將其轉(zhuǎn)換為聲音。這個(gè)過程產(chǎn)生了最終的音頻輸出。

水:

我們分析了三種不同的類型：停滯的水坑水、海水和公園的水。每個(gè)樣本都顯示了不同的元素，我們使用TouchDesigner的功能進(jìn)行識別和可視化。

可穿戴:

我們還決定創(chuàng)造一種可穿戴的，以明膠為基礎(chǔ)的生物材料，注入螺旋藻著色。我們用這種材料制作了一個(gè)矩形薄片，與傳感器集成在一起。

配方：100g明膠，60g海藻酸鹽，550ml水-煮沸，然后倒入模具中。加入螺旋藻色素沉著。

這個(gè)概念是設(shè)計(jì)一件環(huán)繞脖子和胸部的衣服，吸引像魚/藻類一樣的概念，允許生物材料將傳感器固定在脖子上，同時(shí)提出人類與生活在水中的生物的雜交。

未來發(fā)展機(jī)遇

對于未來，我們希望：

可穿戴>專注于開發(fā)更符合人體工程學(xué)和實(shí)用的設(shè)計(jì)，試驗(yàn)各種生物材料，織物和形式，使其更容易閱讀和佩戴。

電子>現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)與arduino在面包板和周圍的電纜不是很緊湊，給了錯(cuò)誤的空間，我們想最小化盡可能多的我們可以電路和創(chuàng)建一個(gè)無縫集成。

一旦設(shè)計(jì)固化，將這個(gè)概念擴(kuò)展到更大的裝置中可能會很有趣——聲音和視覺融合在一起的多感官體驗(yàn)，讓觀眾以一種更身臨其境、更有影響力的方式參與到這件作品中。

在研討會的最后一次展示中，我們對>進(jìn)行了調(diào)整，我們意識到這個(gè)想法非常復(fù)雜，并沒有被正確理解，作為進(jìn)一步的迭代，我們希望通過體驗(yàn)和設(shè)計(jì)能夠清楚地理解這個(gè)概念。此外，由于設(shè)計(jì)非常精致，所以它不容易接近，限制了游戲和自由，這是使實(shí)驗(yàn)更具吸引力的一個(gè)主要方面。

最后，作為一個(gè)大團(tuán)隊(duì)，我們每個(gè)人都有不同的興趣，想要在這個(gè)過程中提出，因此它增加了幾個(gè)層次的復(fù)雜性，可以進(jìn)一步探索：功能可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)，視覺處理，音頻發(fā)生器和無縫電路。在未來，我相信我們已經(jīng)打開了幾條途徑，在每個(gè)單獨(dú)的研究中繼續(xù)深入這些兔子洞。

本文編譯自hackster.io