Course:114-2/台藝互動程式

台藝互動程式設計課 - 114-2

課程概述 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。

教學目標 Objectives

1. 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。
2. 虛擬模擬: 使用 TouchDesigner 或 Processing 進行數值視覺化與生成式動態設計。
3. 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。
4. 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。
5. 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。

課程進度 Schedule

Phase I: 喚醒幽靈 (The Ghost in the Machine)

目標：在碰觸硬體前，先在數位世界中建構出「會思考的 AI 意識」。

週次	主題	內容
Week 1	廢墟中的創世紀 (Course Intro & Concept)	設定世界觀。介紹課程目標。作業: 構思你的物種 (食性、棲息地)。
Week 2	演算法的性格 (Python & AI Logic)	使用 Python 呼叫 AI 模型。透過 Prompt Engineering 設計性格。讓 AI 根據虛擬感測數據輸出情緒數值 (0-100)。
Week 3	虛擬模擬 (Simulation)	軟體: TouchDesigner 或 Processing。將 AI 數值視覺化，模擬幾何圖形隨情緒改變形狀與顏色。
Week 4	生成式動態 (Generative Motion)	探討 Perlin Noise 與 Randomness。讓 AI 決定運動的「質感」 (Smooth, Glitchy, Breathing)。

Phase II: 建構軀體 (Fabrication of the Body)

目標：將數位意識導入實體機械。重點在於多關節的協調。

週次	主題	內容
Week 5	神經傳導 (Python to Microcontroller)	硬體: Arduino Uno R4 / Raspberry Pi Pico。建立 Serial Communication (Python to Arduino)。
Week 6	骨骼與運動學 (Kinematics)	介紹連桿 (Linkages)、凸輪 (Cams)、萬向接頭。快速原型製作單一肢體。
Week 7	肌肉系統 (Motor Control)	硬體: Dynamixel 馬達 / PWM Servo。控制角度、速度、扭力。設計「省力」動作模式。
Week 8	期中發表——「初生」 (The First Breath)	展示一個能動的「核心軀幹」。必須能透過電腦 AI 變數改變動作頻率。

Phase III: 變形與演化 (Metamorphosis & Evolution)

目標：實體變形。

週次	主題	內容
Week 9	感知器官 (Sensors)	感測器: 環境光、超音波、聲音。建立「刺激 -> AI 判斷 -> 物理反應」迴路。
Week 10	自主變形機制 (Transformable Structures)	摺紙結構 (Origami)、伸縮結構 (Scissor lift)。AI 決定變形的時機與程度。
Week 11	錯誤與突變 (Glitch as Evolution)	引導接受物理限制 (摩擦力、重力)。將故障或延遲視為特徵。
Week 12	獨立製作週 (Studio Time I)	解決結構強度與電源管理問題。

Phase IV: 生態系展演 (The Ecosystem)

目標：完成作品並營造沈浸式體驗。

週次	主題	內容
Week 13	壓力測試 (Survival Test)	連續運作 3 小時測試。
Week 14	表皮與美學 (Skin & Texture)	外觀設計。鼓勵使用異材質 (布料、回收物、生鏽塗裝)。
Week 15	展場佈置 (The Habitat)	聚落營造。調整燈光與環境音。
Week 16	期末成果展——「後人類世動物園」	學生擔任「導覽員」。觀眾觀察重點：機械是否有「自我意識」。