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虚拟生物

26.Brent Watanabe的作品《圣安地斯的野鹿漫游》(San Andreas Streaming Deer Cam)(2015~2016)。这是艺术家在电脑游戏《侠盗猎车手5》(Grand Theft Auto V)中制作的一段视频。艺术家在游戏中先创作了一头野鹿,然后让这头鹿在虚拟的城市里漫游,并和周边环境、游戏角色发生各种类型的互动。在视频录制的过程中,这头野鹿沿着洒满月光的海滩漫步,造成了主干道的交通拥堵。鹿还参与了黑帮枪战,被警察追捕。

虚拟生物

创建人造生命

概述

你就是弗兰肯斯坦(Frankenstein)博士(译者注:弗兰肯斯坦是欧美文化中著名的科学怪人形象,有着不死之身),你的任务就是创造新的生命——有情感的高级生物、移动的羊群或蜂群、人工智能生物、新的植物甚至是新的生态圈。你需要用算法生成自己想象中的生物,并设计它的行为方式——这种生物如何睡觉、如何繁殖、如何死亡,如何自相残杀?想象一下你所设计的生物种群,种群中的个体会是怎样的关系?个体之间是相互排斥还是相互吸引?你所创造的生物如何适应周边的生态环境,又受到哪些环境的限制?

仔细想一想,如何让你所创造的生物和某种隐喻、评论或者人类的真实需求相联系,让它成为某种文化符号。

学习目标

● 研究、讨论和编写各类函数,用来模拟不同的生物动作。

● 使用面向对象的编程方法设计和开发虚拟生物程序。

● 编程实现生物间的交互。

引申

● 构造一个生态系统,至少包含一对相爱相杀的生物,如猎物/掠食者、共生生物等。

● 编程设计你的生物,让生物的外表和其行为相互关联。比如,想象一下阿米巴虫的伪足,它既决定了阿米巴虫的身体形态,也决定了阿米巴虫的运动方向。尝试利用可能的粒子运动、布娃娃物理系统(译者注:三维动画里面所使用的物理引擎动画方式)或者增强学习系统(译者注:人工智能中一种重要的信息处理方式),来设计你想象中的生物的身体形态。

● 编写面向对象的代码,把你设计的生物进行封装。如果你的同学遵守了相同的设计协议(吃、睡觉、觅食等),那就能互相交换各自的代码,实现至少包含两种动物的生态系统。 引申代码可以使用GitHub之类的版本控制工具进行协作,从而尝试软件开发的线上协作,并学会正确注释代码。

● 把你设计的数字生态系统做成增强现实,投影到某个特定的投影表面。能让你设计的生物和你选择的真实物理环境产生互动吗?

按语

正如皮格马利翁、魔像、弗兰肯斯坦等故事中所描述的一样,人类从骨子里就有神的欲望——创造生命。这种人类的本能冲动,已经在各种机器人的历史中得到了验证。日本有“机关人偶”,欧洲则有Turriano的“祈祷僧侣”(约公元1560年)、Vaucanson的“嚼食的鸭子”(公元1738年)等自动机器。现在有了计算机,可以用计算机程序模拟生命系统及其行为和交互活动,构造出多智能体系统。很多模拟生命的系统运用了简单的规则,设计出大量的生命体,结果会出现 涌现 现象,比如出现自规范、表观智能和群体协作等特征(译者注:涌现是系统科学中的概念,主要强调某个复杂系统表现出了其组成各体完全不曾出现的新特性)。

不论你所使用的媒介是硬件还是软件,人造生命的目标就是要让人感到 鲜活 ,这是个系统工程。创造虚拟生物不是“设计角色”,设计角色更多关注的是视觉呈现效果,而创造生物则要求你关注虚拟生物在环境中的反应,以及它的各种动态行为。在教学过程中,教师需要反复强调,生命的外在形态可以极度简化,甚至可以用几个矩形表示,但其生命活动依然鲜活动人。学生需要把重点放在生命的生活方式上。

没有故事的生命是苍白的——自身没有价值,对他人也没有价值。生命在与其他生命和环境的互动中有了故事,有了个性,生命才有了价值。如果生物能够对外界刺激或主体做出反应,比如能够与观众产生交互,那么就能抚慰人类孤独的心灵,成为Tamagotchi(电子宠物鸡)之类的电子宠物,柔弱乖巧,人见人爱。这种反馈机制还有可能以出乎意料的方式,形成一个新的生态系统。

27.Design IO工作室(Theo Watson和Emily Gobeille)的作品《连接的世界》(Connected Worlds)(2015)。这个作品是放置在纽约科学大讲堂的互动装置。作品营造了6种生态环境,把这些环境投射到大讲堂的墙壁和地面上,形成了沉浸式的体验环境。观众可以在体验环境中与水流交互,了解水循环在不同生态系统中的作用。艺术家设计了几十种生物,用各种生物的反馈来描绘不同的生态系统。

28.神经科医生William Grey Walter创作的《陆龟》(tortoises)(1948~1949)。这个机器人具有趋光性和障碍规避的能力。

29.Karl Sims的项目《进化的虚拟生命》(Evolved Virtual Creatures)(1994)。这种虚拟生命采用基因算法加以设计,不断进化,有一种迷人而独特的运动形态。

相关项目

Ian Cheng, Bob (Bag of Beliefs) , 2018-2019, animations of evolving artificial lifeforms.

James Conway, Game of Life, 1970, cellular automaton.

Sofia Crespo, Neural Zoo , 2018, creatures generated with neural nets.

Wim Delvoye, Cloaca , 2000-2007, large-scale digestion machine.

Ulrike Gabriel, Terrain 01 , 1993, photoresponsive robotic installation.

Alexandra Daisy Ginsberg. The Substitute , 2019, video installation and animation.

Edward Ihnatowicz, Senster , 1970, interactive robotic sculpture.

William Latham, Mutator C , 1993, generated 3D renderings.

Golan Levin et al., Single Cell and Double Cell , 2001-2002, online bestiary.

Jon McCormack, Morphogenesis Series , 2002, computer model and prints on photo media.

Brandon Morse, A Confidence of Vertices , 2008, generated animation.

Adrià Navarro, Generative Play , 2013, generated characters and card game.

Jane Prophet and Gordon Selley, TechnoSphere , 1995-2002, online environment and generative design tool.

Matt Pyke (Universal Everything), NokiaFriends , 2008, generative squishy characters.

Susana Soares, Upflanze , 2014, hypothetical plant archetypes.

Christa Sommerer and Laurent Mignonneau, A-Volve , 1994-1995, interactive installation.

Christa Sommerer and Laurent Mignonneau, Lifewriter , 2006, interactive installation.

Francis Tseng and Fei Liu, Humans ofSimulated New York , 2016, participatory economic simulation.

Juanelo Turriano, Automaton of a Friar , c. 1560, Smithsonian Institution, National Museum of American History.

Jacques de Vaucanson, Canard Digérateur , 1739, automaton in the form of a duck.

Lukas Vojir, Processing Monsters , 2008-2010, online bestiary.

Will Wright and Chaim Gingold et al., Spore Creature Creator, 2002-2008, creature construction software.

参考文献

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Valentino Braitenberg, Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology (Cambridge, MA: MIT Press, 1984).

Bert Wang-Chak Chan,“Lenia: Biology of Artificial Life,” Complex Systems 28, no. 3 (2019), 251-286.

Ian Cheng et al., Emissaries Guide to Worlding (London: Koenig Books, 2018).

Craig W. Reynolds,“Steering Behaviors For Autonomous Characters,” Proceedings ofthe Game Developers Conference (1999), 763-782.

Daniel Shiffman, The Nature of Code: Simulating Natural Systems with Processing (self-pub., 2012).

Mitchell Whitelaw, Metacreation: Art and Artificial Life (Cambridge, MA: MIT Press, 2006). CtUBHwP4AIgsFjIBzyVWWpjN5/fa0z5O2Msxup3TQRusLNAsdqet7nrTzZVB4zEF

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