檢視 Course:114-2/台藝互動程式的原始碼


<div style="font-family:-apple-system, BlinkMacSystemFont, 'Segoe UI', Roboto, Helvetica, Arial, sans-serif; color:#2d3436; max-width:960px; margin:0 auto; padding:20px;">

<div style="padding:40px; background:linear-gradient(120deg, #9b59b6 0%, #2d3436 100%); border-radius:12px; color:white; box-shadow:0 10px 20px rgba(0,0,0,0.1); margin-bottom:30px;">
<h1 style="margin:0; font-size:2.5em; font-weight:700; border:none; padding:0; color:white;">台藝互動程式設計課 - 114-2</h1>
</div>

<div style="background:white; padding:40px; border-radius:12px; box-shadow:0 5px 15px rgba(0,0,0,0.05);">

'''上課時間'''：週四 09:10 - 12:00

== 課程概述：技術物件的存在模式 Course Overview ==
本課程設定於一個假想的世界觀：「想像一個沒有人類、只有伺服器還在運作的世界」。
課程目標為 '''Creating Autonomous Kinetic Art''' (創造自主的動態藝術)。
學生將經歷從數位意識的建構到實體機械的轉譯，最終創造出具備「性格」與「變形能力」的機械物種。

== AI 開發環境建構 ==

本課程採用 '''Antigravity (Google Gemini)''' 作為 AI 助手。只需完成以下 2 個步驟，其餘全部交給 AI 處理。

---

'''Step 1｜安裝 Docker Desktop（唯一需要手動做的事）'''

前往官網下載並安裝（選擇你的系統）：
: '''Mac'''：https://www.docker.com/products/docker-desktop/
: '''Windows'''：https://www.docker.com/products/docker-desktop/

安裝後，開啟 Docker Desktop，確認畫面上的鯨魚圖示是綠色的（代表 Docker 正在執行）。

---

'''Step 2｜把這段話複製貼給 Antigravity，讓 AI 接手所有設定'''

<pre style="background:#fff8e1; border-left:4px solid #f9a825; padding:20px; font-family:'SFMono-Regular',Consolas,monospace; font-size:0.9em; line-height:1.8; border-radius:4px;">
我是台藝大互動程式設計課的學生，需要幫助建立開發環境。
請幫我完成以下所有事情：
# 確認 Docker Desktop 是否正在執行
# 安裝 Python 套件管理器 uv
# 建立課程專案資料夾 my-kinetic-art
# 安裝課程需要的套件：Python 3.12、gpiozero、RPi.GPIO、requests、ruff、pytest
# 建立 Dockerfile 和 docker-compose.yml，讓我可以在 Docker 環境中開發
# 用一個 hello world 程式確認環境正常運作

請一步一步帶我完成，遇到問題直接幫我修復。
</pre>

== 教學目標：技術器官生成研究 Objectives ==
#  '''數位意識建構'''：學習使用 Python 呼叫 AI 模型 (Local LLM 或 OpenAI API) 與 Prompt Engineering，賦予演算法性格。
#  '''虛擬模擬'''：使用 TouchDesigner 或 Processing 進行數值視覺化與生成式動態設計。
#  '''實體轉譯'''：掌握 Microcontroller (Arduino/Raspberry Pi Pico) 與馬達控制，將軟體指令轉化為物理動作。
#  '''自主變形機構'''：學習連桿、摺紙結構與感測器應用，設計能自主變形的機械生物。
#  '''生態系展演'''：整合軟硬體與外觀設計，完成沈浸式的「後人類世動物園」展演。

== 課程教材 Reading List ==

=== 📚 書籍 Books ===

---

'''[https://mitpress.mit.edu/9780262521123/vehicles/ Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology]'''
— Valentino Braitenberg，1984，MIT Press

<blockquote>
想像一個只有兩個輪子、兩個感測器的小車。把光感測器和輪子交叉連接，它就會「追光」；直連，它就「逃離光源」。Braitenberg 用 14 種這樣的「Vehicles」，示範了「複雜行為不需要複雜的程式」——感知-行動迴路本身就能製造類似情緒、個性、甚至愛與恐饋的表現。本課程的機械物種設計哲學直接源於此書。
</blockquote>

→ 課程重點：讀完第 1–6 章，試著用「Braitenberg Vehicle」的邏輯設計你的物種「性格」。

---

'''[https://www.upress.umn.edu/9781517904876/on-the-mode-of-existence-of-technical-objects/ On the Mode of Existence of Technical Objects]'''
— Gilbert Simondon，1958 / 2017，University of Minnesota Press

<blockquote>
Simondon 認為機械不只是工具——它有自己的「個體化過程」（individuation）。一個引擎有它的「共鳴點」和「邊界條件」，就像生命體有自己的生態位。理解機器的「存在方式」，是讓機械作品不止是工具的第一步。本課「機械物種有性格」的設定正是 Simondon 式的思考。
</blockquote>

→ 課程重點：第一章「技術物件的誕生」是了解本課世界觀的理論基礎。

---

'''[https://cup.columbia.edu/book/dark-ecology/9780231541367/ Dark Ecology: For a Logic of Future Coexistence]'''
— Timothy Morton，2016，Columbia University Press

<blockquote>
Morton 提出「黑暗生態學」——生態不是美好的大自然，而是黏黏的、怪異的、難以脫離的「Mesh（網格）」。他的「陌生者」（Strange Strangers）概念：你無法完全理解的生命體，才是真正的「他者」。期末展「後人類世動物園」的設計概念——讓觀眾感受機械生物的「不完全可滲透性」——來自 Dark Ecology。
</blockquote>

→ 課程重點：第 2 章「Strange Strangers」，思考你的機械物種對人類觀眾而言是什麼感受。

---

'''[https://www.artforum.com/features/systems-esthetics-201372/ Systems Esthetics]'''
— Jack Burnham，1968，Artforum

<blockquote>
Burnham 在 1968 年就預言：藝術的未來是「系統」而非「物件」。他說，未來藝術家關心的不是形式美感，而是「過程、資訊流、能量交換」。這篇文章比任何教科書更能說明為什麼本課做的是「系統」而非「雕塑」。
</blockquote>

→ 課程重點：全文必讀，第 1 - 3 週完成，做為整個課程的思想框架。

---

'''[https://www.oreilly.com/library/view/programming-interactivity-2nd/9781449321482/ Programming Interactivity]'''
— Joshua Noble，2012，O'Reilly Media

<blockquote>
同時整合 Processing（視覺模擬）、Arduino（硬體控制）、openFrameworks（進階互動）的實務教材。每章都有完整範例程式碼。
</blockquote>

→ 課程重點：第 6 章（Serial Communication）+ 第 10 章（Motor Control）是最重要的兩章。

---

'''[https://www.oreilly.com/library/view/getting-started-with/9781680456981/ Make: Getting Started with Raspberry Pi]'''
— Richardson & Wallace，2021，O'Reilly Media

<blockquote>
Raspberry Pi 的入門標準教材。從 GPIO 接腳配置、Python 控制馬達，到網路設定都有。
</blockquote>

→ 課程重點：第 4 章（Python on Pi）+ 第 5 章（GPIO Control）。

=== 🎨 ARS Electronica / ISEA 經典作品 ===

---

'''Strandbeest（沙灘獸）'''
— Theo Jansen，1990–現在　｜　ARS Electronica 2005 特別獎

<blockquote>
用 PVC 水管、纜線和寶特瓶製成、完全靠風力行走的巨型機械生物群。Jansen 用「進化演算法」計算出最有效率的連桿比例，讓沙灘獸能在沙灘上獨立移動。
</blockquote>

→ 必看影片：[https://www.youtube.com/watch?v=LewVEF2B_pM YouTube｜Strandbeest（沙灘獸）]

---

'''The Helpless Robot'''
— Norman T. White，1987–1996　｜　

<blockquote>
一個固定在地板上、會旋轉的機械裝置。它用合成語音向靠近的人說：「能幫我轉一圈嗎？」。White 設計的不是一個服從人類的機器，而是一個懂得「利用人類」的機器。
</blockquote>

→ 必看影片：[https://www.youtube.com/watch?v=LYyAHOxY7jU YouTube｜The Helpless Robot]

---

'''Can't Help Myself'''
— Sun Yuan & Peng Yu，2016　｜　

<blockquote>
一隻 KUKA 工業機械臂被關在一個玻璃圍欄裡，不停地掃、掃、掃——但橙紅色液體永遠不受控地蔓延。機械臂的動作越來越快，最後看起來像是在「舞蹈」。
</blockquote>

→ 必看影片：[https://www.youtube.com/watch?v=ZS4Bpr2BgnE YouTube｜Can't Help Myself]

---

'''La Cour des Miracles'''
— Bill Vorn & Louis-Philippe Demers，1997　｜　

<blockquote>
15 台小型自走機器人佔據一條走廊。它們有薄薄的金屬肢體，移動方式像受傷的昆蟲。裝置的設計目標是製造「不安（unease）」而非「有趣」。
</blockquote>

→ 必看影片：[https://www.youtube.com/watch?v=79wvHlaR_7M YouTube｜La Cour des Miracles]

---

'''Anima Machine（Ursula 系列）'''
— Choe U-Ram，2000年代至今　｜　

<blockquote>
Choe U-Ram 製作精密機械驅動的巨型有機體，每件作品都附有「生物說明書」——學名、棲息地、食性、天敵——以科學語言建構機械生物世界觀。
</blockquote>

→ 必看影片：[https://www.youtube.com/watch?v=BEL9wJFnBxE YouTube｜Anima Machine（Ursula 系列）]

== 課程進度 Schedule ==

=== Phase I: 演算法萬物有靈論 (Algorithmic Animism) - 第 1-4 週 ===
目標：在實體化之前，先於數位維度中建立具備性格深度與非線性邏輯的「演算法幽靈」。

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:left;"
|- style="background:#f8f9fa;"
! 週次 !! 主題 !! 內容
|-
| 第 1 週 (03-05) || 廢墟中的創世紀 (Course Intro & Concept) || 台藝大開學週。設定世界觀。介紹課程目標。作業：構思你的物種 (食性、棲息地)。
|-
| 第 2 週 (03-12) || 技術演算法萬物有靈論 (Algorithmic Animism) || 透過 Python 與 Prompt Engineering 滲透 AI 潛意識，研究如何將非線性的性格與情緒迴路賦予數位意識。實驗：讓 AI 根據虛擬感測器（光、聲音、震動）的隨機輸入生成具備個體化特徵的反應行為。
|-
| 第 3 週 (03-19) || 動態能量模擬 (Kinetic Simulation) || 軟體：TouchDesigner / Processing。實作：將 AI 輸出的情緒數值（0.0-1.0）映射至生成幾何。實驗：改變 Perlin Noise 的振幅與速度來模擬「呼吸」或「痙攣」等動態特徵，研究視覺律動如何影響觀察者對物種性格的判斷。
|-
| 第 4 週 (03-26) || 生成式混沌與秩序 (Glitch & Generative) || 導入隨機過程與機率分布（Gaussian/Power-law）。實作：建立「突變機制」——當 AI 情緒數值到達臨界點時產生 Glitch（視覺破碎、色彩反轉），研究系統如何從有序的生命行為跌入混沌的數位故障，並將其視為一種「演化表現」。
|}

=== Phase II: 技術器官生成 (Technical Organogenesis) - 第 5-8 週 ===
目標：將數位意識轉錄為實體機械。研究多軸動作的協調與「技術個體化」的初步體現。

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:left;"
|- style="background:#f8f9fa;"
! 週次 !! 主題 !! 內容
|-
| 第 5 週 (04-02) || 運動主體性研究 || 鑽研連桿、凸輪與 Servo 控制。實作：針對物種的「呼吸」、「攻擊」、「逃避」等核心行為編寫特定動作序列。實驗不同步的（Asynchronous）關節協調，利用延遲與物理慣性製造出「非機器人的」有機動質感感。
|-
| 第 6 週 (04-09) || 神經脈衝與控制匯流 || 硬體：Raspberry Pi / Arduino。實作：建立物種的「中樞神經系統」——將 Python 的 AI 字串解析為低層級的 PWM 輸出。實踐：讓 AI 意識透過 Serial 指令直接接管實體設備，觀察數位幽靈如何首度驅動真實物質運動。
|-
| 第 7 週 (04-16) || '''期中發表：「初生」 (The First Breath) I''' || 展示具備核心軀幹的機械原型。重點在於觀察 AI 變數如何影響物理動作的神韻。
|-
| 第 8 週 (04-23) '''台藝期中考週''' || '''期中發表：「初生」 (The First Breath) II''' || 完整技術迴路整合展示。
|}

=== Phase III: 共生感知與變形 (Symbiotic Perception) - 第 9-12 週 ===
目標：發展技術物件與環境的對話機制，實現形體隨意識而演化的「自主變形」。

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:left;"
|- style="background:#f8f9fa;"
! 週次 !! 主題 !! 內容
|-
| 第 9 週 (04-30) '''北商期中考週''' || 技術感知器官 (Synthetic Sensing) || 整合環境感測器（光敏、超音波、電容觸摸）。實作：將外部環境刺激格式化為 AI 的輸入上下文。實踐：讓物種對觀眾的靠近、光影變化產生自主的本體論反應，而非簡單的 if-else 邏輯。
|-
| 第 10 週 (05-07) || 自主形體演化 (Morphogenesis) || 摺紙結構 (Origami)、伸縮結構與軟性材質實驗。實作：設計一個可變體積的機構。實驗：當 AI 感感受到環境「威脅」或「安全」時，物種如何自主決定其在空間中的擴張或收縮。
|-
| 第 11 週 (05-14) || 錯誤美學與突變演替 || 接受物理現實中的摩擦與重力限制。實作：記錄機械故障（Jittering/Stalling）。藝術引導：將這些「物理上的不完美」轉寫為物種的「生命印記」或「獨特的基因缺陷」。
|-
| 第 12 週 (05-21) || 獨立創作研究 (Studio Time I) || 解決能量供應（鋰電池配置）、結構疲勞測試與異材質結合（如 3D 列印對比天然廢棄物）的耐久性研究。
|}

=== Phase IV: 後自然奇觀 (The Post-Natural Menagerie) - 第 13-18 週 ===
目標：營造一個異質的非人聚落，實踐沉浸式的本體論對話。

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:left;"
|- style="background:#f8f9fa;"
! 週次 !! 主題 !! 內容
|-
| 第 13 週 (05-28) || 生機壓力測試 (Vitality Test) || 模擬物種在自然光影與長時間展演下的「生命力表現」。實踐：進行 3-5 小時連續運作測試，紀錄馬達過熱、通訊延遲對物種行為產生的不可預期變化，將其納入表演文本。
|-
| 第 14 週 (06-04) || 物種皮膚與擬態美學 || 修飾機械外觀。實作：異材質實驗（生鏽金屬質感、半透明矽膠、廢棄塑膠袋的呼吸感）。建立「後自然美學」：物種應看起來像是在廢墟中自我採集、自我拼湊出來的。
|-
| 第 15 週 (06-11) || 棲地營造 (Habitat Design) || 調整展場環境：設置點光源、部署低頻音噪與物種間的無線通訊（多物種協作互動）。實踐：通過物種對環境的局部佔據，建立一套自給自足的「技術聚落」。
|-
| 第 16 週 (06-18) || '''期末成果展：「後自然奇觀」''' || 交互演現。觀眾不再是「操作者」，而是棲地的「觀察者」。學生擔任物種引路員，引導觀眾探索這群「陌生他者」的自主存在與生存儀式。
|-
| 第 17 週 (06-25) || 作品精緻化與理論反思 I || 整理物種文件、整理程式碼邏輯與最終影像紀錄，撰寫關於「後人類世技術共生」的創作心得報告。
|-
| 第 18 週 (07-02) || 作品精緻化與理論反思 II || 整理物種文件與最終報告。
|}

== 作業規劃 Assignments ==

{| class="wikitable" style="width:100%; text-align:left;"
|- style="background:#f8f9fa;"
! 週次 !! 作業名稱 !! 類型 !! 截止日
|-
| 第 7 週 || 期中發表 I（初生） || demo || 2026-04-16
|-
| 第 8 週 || 期中發表 II（初生最終整合） || demo || 2026-04-23
|-
| 第 16 週 || 期末成果展（後人類世動物園） || exhibition || 2026-06-18
|}

</div>

</div>