[논문 리뷰] Self-Organizing the Abstract: Canvas as a Swarm Habitat for Collective Memory, Perception and Cooperative Distributed Creativity

Vitorino Ramos|ArXiv.org|2004. 12. 17.

Modular Robots and Swarm Intelligence인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 자율 로봇(ARTsBOT)이 캔버스에 자가조직화되어 스티그머지적 상호작용을 통해 비인간적인 예술 작품을 생성하는 군집 기반 로봇 예술 시스템을 제시한다. 국소적인 색채 자극과 분산 피드백에 반응함으로써 로봇들은 탄생하는, 개방적인 창의적 패턴을 생성하며, 단순하고 분산된 규칙이 물리적으로 구현된 환경에서 복잡한 예술적 질서가 어떻게 유도될 수 있는지를 보여준다.

ABSTRACT

Past experiences under the designation of "Swarm Paintings" conducted in 2001, not only confirmed the possibility of realizing an artificial art (thus non-human), as introduced into the process the questioning of creative migration, specifically from the computer monitors to the canvas via a robotic harm. In more recent self-organized based research we seek to develop and profound the initial ideas by using a swarm of autonomous robots (ARTsBOT project 2002-03), that "live" avoiding the purpose of being merely a simple perpetrator of order streams coming from an external computer, but instead, that actually co-evolve within the canvas space, acting (that is, laying ink) according to simple inner threshold stimulus response functions, reacting simultaneously to the chromatic stimulus present in the canvas environment done by the passage of their team-mates, as well as by the distributed feedback, affecting their future collective behaviour. In parallel, and in what respects to certain types of collective systems, we seek to confirm, in a physically embedded way, that the emergence of order (even as a concept) seems to be found at a lower level of complexity, based on simple and basic interchange of information, and on the local dynamic of parts, who, by self-organizing mechanisms tend to form an lived whole, innovative and adapting, allowing for emergent open-ended creative and distributed production. KEYWORDS: ArtSBots Project, Swarm Intelligence, Stigmergy, UnManned Art, Symbiotic Art, Swarm Paintings, Robot Paintings, Non-Human Art, Painting Emergence and Cooperation, Art and Complexity, ArtBots: The Robot Talent Show.

연구 동기 및 목표

• 자율 로봇이 공유된 캔버스 공간에서 공존하여 집단적이고 비인간적인 예술적 산물을 생성할 수 있는지 탐구하는 것.
• 단순한 국소적 상호작용을 통해 중심화된 제어 없이도 복잡하고 질서 있는 예술 패턴이 탄생할 수 있다는 가설을 검증하는 것.
• 분산 피드백 메커니즘을 통해 집단 기억과 인지 기능을 물리적 군집 환경에 통합하는 것.
• 로봇이 사전 정의된 명령어를 실행하는 데서 그치지 않고 공동 창작자로 기능하도록 함으로써 '무인 예술' 개념을 발전시키는 것.
• 분산된 로봇 시스템에서 개방적이고 적응형이며 혁신적인 창의적 과정이 어떻게 탄생하는지 탐구하는 것.

제안 방법

• 로봇(ARTsBOT)은 캔버스에 이미 존재하는 잉크에서 유도되는 색채 자극을 감지할 수 있는 센서를 탑재한다.
• 각 로봇은 잉크를 침착할 시점과 위치를 결정하기 위해 단순한 임계값 기반 자극-반응 함수를 따르며, 행동한다.
• 로봇들은 동료의 잉크 자국 존재에 반응함으로써 환경적 신호를 통한 스티그머지적 협업을 가능하게 한다.
• 시스템은 과거 행동이 미래 행동에 영향을 주는 분산 피드백에 의존하며, 자가조직화를 가능하게 한다.
• 캔버스는 과거 행동이 향후 로봇 행동에 영향을 주는 공유된 동적 매체로서 집단 기억을 저장한다.
• 로봇들은 중심 제어 없이 운영되며, 국소적 상호작용을 통해 집단적 행동을 진화시킨다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 자율 로봇 군집이 분산된 국소적 상호작용을 통해 일관되고 예술적인 패턴을 생성할 수 있는가?
• RQ2 물리적이고 공유된 캔버스 환경에서 집단 기억과 인지 기능이 어느 정도 탄생할 수 있는가?
• RQ3 단순한 자극-반응 규칙이 어떻게 복잡하고 개방적인 창의적 산물을 탄생시키는가?
• RQ4 비인간 에이전트가 외부 프로그래밍 없이도 협업적인 분산 창의성을 달성할 수 있는가?
• RQ5 물리적 매체에서의 스티그머지적 상호작용이 자가조직화되고 적응적이며 혁신적인 예술적 행동을 이끌 수 있는가?

주요 결과

• 시스템은 분산된 로봇 상호작용을 통해 탄생하는, 반복되지 않는 예술 패턴을 성공적으로 생성하였다.
• 로봇들은 실시간으로 잉크 침착과 동료 존재에 반응함으로써 적응적인 행동을 보였다.
• 캔버스는 과거 행동이 향후 로봇 결정에 영향을 주는 공유된 매체로서 기능하였으며, 집단 기억을 저장하였다.
• 예술 작품은 국소적 상호작용에서 유기적으로 탄생하였으며, 단순한 규칙에서도 복잡한 질서가 탄생할 수 있음을 확인하였다.
• 결과적으로 로봇이 환경과 공진화하여 혁신적이고 분산된 창의적 산물을 생성할 수 있는 '무인 예술'의 실현 가능성을 뒷받침하였다.
• 연구는 스티그머지 메커니즘이 물리적 예술 환경에서 협업적이고 자가조직화된 행동을 가능하게 한다는 점을 확인하였다.