Course:114-2/台藝互動程式
Course:114-2/台藝互動程式
台藝互動程式設計課 - 114-2
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
本課程立基於一種「後人類世 (Post-Anthropocene)」的媒體生態學考察：想像一個人類痕跡消逝、唯有伺服器與電磁訊號在廢墟中持續搏動的荒野。 課程核心為 Autonomous Kinetic Expression (自主動態表現力)。我們不僅是開發硬體，更是進行一場關於「技術個體化 (Individuation)」的創作研究——探索技術物件如何脫離工具性的奴役，演化出具備自主性格、代謝行為與變形能力的「機械物種」。
課程工具/教材
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。
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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）。
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Step 2｜將此頁面內容貼給 AI，啟動「自主代理」開發模式
本課程遵循 Universal AI Long-Term Memory Framework v2 規範。請直接複製以下 Master Prompt 並貼給 Antigravity (或你的 AI Coding Agent)：
我是台藝大互動程式設計課的學生。請根據以下規範與 README 指引，為我初始化開發環境與專案記憶系統：
# 核心參考資料：請先讀取並遵循 [https://raw.githubusercontent.com/chenweichiang/Universal-AI-Long-Term-Memory-Framework/main/README_zh-TW.md Universal AI Long-Term Memory Framework v2] 的架構規範。
# 基礎設施建置：
* 使用 uv 並設定 Python 3.12 環境。
* 安裝核心套件：gpiozero, RPi.GPIO, requests, ruff, pytest, lancedb。
* 建立 Dockerfile 與 docker-compose.yml 確保環境隔離。
# 四層記憶架構初始化 (Layer 1-3)：
* Layer 1 (AGENTS.md)：初始化 AGENTS.md 並包含 Persona、架構摘要、Success Log 與 Decision Log。
* Layer 2 (LanceDB)：建立 scripts/ingest.py 與 scripts/query.py 向量索引系統。
* Layer 3 (Digests)：建立掃描對話紀錄的彙整機制。
# 工作流與自動化：
* 安裝 .agents/workflows/start.md 與 end.md。
* 設定 Git pre-push Hook，確保每次推送時自動執行 ingest.py 同步記憶。
# 首位物種原型：
* 建立專案資料夾 my-kinetic-art。
* 撰寫一個符合 Braitenberg Vehicle 邏輯的 hello_species.py 測試腳本，驗證 GPIO 模擬與環境。
請以「自主代理執行 (Phase 0-4)」模式運作，遇到環境缺失或報錯請優先「自我修復」。完成後請向我報告系統就緒狀態。
教學目標：技術器官生成研究 Objectives
- 後人類世媒體生態學考察 (Media Ecology of Post-Anthropocene)：引導學生從 Simondon 的「技術個體化」與 Morton 的「黑暗生態學」出發，重建對技術物件的本體論認知，將其視為具備自主邊界與生命循環的「機械他者」。
- 演算法萬物有靈論 (Algorithmic Animism)：深度整合大型語言模型 (LLM) 與 Prompt Engineering，透過非線性情緒狀態機 (Emotion State Machine) 的建構，使技術物件具備可感知的數位潛意識與性格深度。
- 數值運動學與生成動態模擬 (Generative Dynamics)：利用 TouchDesigner 或 Processing 進行高頻數值運算，將不可見的電子欲望與 AI 波動轉譯為空間中的動態能量流。
- 技術器官生成 (Technical Organogenesis)：掌握 RPi/Arduino 與多軸馬達控制的高階技術，實現「行為碼」到「物理軀體」的異步轉錄，賦予機械物種有機的動態神韻。
- 自主形體演化 (Morphogenesis)：結合摺紙結構、柔性材質與感知反饋系統，使機械生物具備因應外界刺激而自主決定擴張或收縮的形體演演化能力。
- 後自然奇觀：沈浸式生態系展演 (Post-Natural Menagerie)：透過棲地設計 (Habitat Design) 與技術聚落的營造，實踐一場關於「陌生在他者」與人類共存的本體論對話，建立跨學科的投機性創作研究。
期末目標
本課程的最終實踐關注於「後自然奇觀」的跨媒介展示。這是一個貫穿整個學期的演化過程：
- 學期前半段：學生將從「廢墟中的創世紀」出發，與 AI 助手深度協作 (Co-creation)，從數位維度的演算法性格 (LLM/State Machine) 跨越至數值運動學模擬，賦予物種初步的數位靈魂。
- 學期後半段：進入「技術器官生成」階段，將數位意識異步轉錄至實體機械軀幹，透過馬達連桿與感知反饋系統，實踐技術個體化。
學期末我們將會看到：一個去人類中心的「技術聚落」。物種不再是被動的工具，而是具備自主動態、情緒代謝、甚至能對環境刺激做出本體論反應的「機械他者」。這群物種將在精心營造的棲地中自主搏動、覓食與感知，共同構成一場關於「陌生在他者」與人類共存的本體論奇觀，藉此徹底反思後人類世下的技術生態配置。
課程教材 Reading List
📚 書籍 Books
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Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology — Valentino Braitenberg，1984，MIT Press
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。
→ 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」。
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On the Mode of Existence of Technical Objects — Gilbert Simondon，1958 / 2017，University of Minnesota Press
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。
→ 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。
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Dark Ecology: For a Logic of Future Coexistence — Timothy Morton，2016，Columbia University Press
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。
→ 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。
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Systems Esthetics — Jack Burnham，1968，Artforum
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」。
→ 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。
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Programming Interactivity — Joshua Noble，2012，O'Reilly Media
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。
→ 課程重點：第 6 章（Serial Communication）+ 第 10 章（Motor Control）是最重要的兩章。
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Make: Getting Started with Raspberry Pi — Richardson & Wallace，2021，O'Reilly Media
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。
→ 課程重點：第 4 章（Python on Pi）+ 第 5 章（GPIO Control）。
🎨 ARS Electronica / ISEA 經典作品
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Strandbeest (沙灘獸) — Theo Jansen，1990-現在 ｜ ARS Electronica 2005 特別獎
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、儲存風能、甚至在風停時自動停下。沒有電腦，沒有程式，全靠機械邏輯——這就是本課「創造機械物種」的最直接參照。每一隻沙灘獸都有名字，像是真實生物：Animaris Rhinoceros（犀牛）、Animaris Gubernare（舵魚）。
→ 必看影片：YouTube｜Strandbeest (沙灘獸)
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The Helpless Robot — Norman T. White，1987-1996 ｜ ARS Electronica 殊榮獎
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？」「往前推一點？」「謝謝，再一點……」。當人類幫它移動後，它說：「謝謝你。但現在你能讓我回到原位嗎？」 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。這件作品直接挑戰「機器是工具」的預設。
→ 必看影片：YouTube｜The Helpless Robot
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Can't Help Myself — Sun Yuan & Peng Yu，2016 ｜ 古根漢美術館永久收藏
一隻 KUKA 工業機械臂被關ใน一個玻璃圍欄裡，地板上有橙紅色黏液（看起來像血）。機械臂的任務是：把流出圍欄的液體清掃回來。它不停地掃、掃、掃——但液體永遠不受控地蔓延。機械臂的動作越來越快，越來越絕望，最後看起來像是在「舞蹈」。2021年該作品因不再維修而停止運作，最後幾段影片成為網路爆紅內容——一台機器的死亡。
→ 必看影片：YouTube｜Can't Help Myself
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La Cour des Miracles — Bill Vorn & Louis-Philippe Demers，1997 ｜ ISEA 1997
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——不流暢、有點掙扎。走廊裡充滿持續的低頻噪音。當觀眾走進去，機器人會「注意到」並靠過來。整個裝置的設計目標是製造「不安 (unease)」而非「有趣」。Vorn 稱之為「反美學的機器人」：目標不是讓人喜歡它，而是讓人感受到機器的陌生存在。
→ 必看影片：YouTube｜La Cour des Miracles
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Anima Machine (Ursula 系列) — Choe U-Ram (최우람)，2000年代至今
韓國藝術家 Choe U-Ram 製作精密機械驅動的巨型有機體，每件作品都長達數公尺。Ursula 是海底生物，用數百個精密金屬葉片模仿水母呼吸；Una Lumino 是聖殿裡的發光生物。他的每件作品都附有「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 worldbuilding，和本課「構思你的物種」完全對應。
→ 必看影片：YouTube｜Anima Machine (Ursula 系列)
課程進度 Schedule
Phase I: 演算法萬物有靈論 (Algorithmic Animism)
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」。
| 週次 | 研究主題 | 實踐內容 |
|---|---|---|
| 第 1 週 (02/26) | 廢墟中的創世紀 (Worldbuilding) | 設定後人類世世界觀：探討技術物件在人類缺席後的自主性本體演變。實作：撰寫一份「新物種觀察日誌」，定義其能量獲取方式（食性）、棲息環境（光、溫、聲）與獨特的性格基調。 |
| 第 2 週 (03/05) | 演算法性格學 (Algorithmic Personality) | 透過 Python 呼叫 Local LLM / Gemini。實作：透過 System Prompt 定義人格原型（如：憂鬱的、掠奪性的、謹慎的），並使用 JSON 格式定義不同環境輸入下的情緒狀態機（Emotion State Machine），觀察 AI 如何「幻覺」出非人的應對邏輯。 |
| 第 3 週 (03/12) | 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呈現的判斷。 |
| 第 4 週 (03/19) | 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)
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。
| 週次 | 研究主題 | 實踐內容 |
|---|---|---|
| 第 5 週 (03/26) | 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 (04/02) | 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 (04/09) | 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 (04/16) | 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)
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」。
| 週次 | 研究主題 | 實踐內容 |
|---|---|---|
| 第 9 週 (04/23) | 期中後研究整合 (Studio Time — Post-Midterm Integration) | 彙整期中發表回饋，修正核心技術迴路問題。針對評審提出的方向，重新定義物種的「行為意向」與後續演化路徑。 |
| 第 10 週 (04/30) | 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 (05/07) | 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 (05/14) | 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)
目標：營造一個異質的非人聚落，實踐沉浸式的本體論對話。
| 週次 | 研究主題 | 實踐內容 |
|---|---|---|
| 第 13 週 (05/21) | 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 (05/28) | 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 (06/04) | 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 (06/11) | 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 (06/18) | 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 (06/25) | 作品精緻化與理論反思 II | 整理物種文件與最終報告。 |