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

Vitorino Ramos|ArXiv.org|Dec 17, 2004

Modular Robots and Swarm Intelligence被引用 8

一句话总结

本文提出了一种基于群体的机器人艺术系统，其中自主机器人（ARTsBOT）通过栖息性交互在画布上自我组织，以产生非人类的集体绘画作品。通过对外部色彩刺激和分布式反馈的反应，机器人生成了涌现的、开放式的创造性图案，证明了在物理嵌入式环境中，复杂艺术秩序可由简单、去中心化的规则产生。

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.

研究动机与目标

• 研究自主机器人是否能在共享画布空间中协同进化，以产生集体的、非人类的艺术作品。
• 检验假设：复杂而有序的艺术图案可从简单、局部的交互中涌现，而无需集中控制。
• 通过分布式反馈机制，将集体记忆与感知嵌入物理群体栖息地。
• 通过使机器人成为共同创作者而非仅执行预设指令的工具，推进“无人艺术”的概念。
• 探索去中心化机器人系统中开放式的、自适应的、创新性的创造性过程的涌现。

提出的方法

• 机器人（ARTsBOT）配备传感器，用于检测画布上已存在的油墨所产生的色彩刺激。
• 每个机器人遵循基于阈值的刺激-响应函数，以决定何时以及在何处沉积油墨。
• 机器人通过反应队友油墨痕迹的出现，实现通过环境线索进行的栖息性协调。
• 系统依赖于分布式反馈，过去的行为影响未来的行为，从而实现自我组织。
• 画布作为共享的、动态的媒介，储存集体记忆并塑造未来机器人的行为。
• 机器人在无中央控制的情况下运行，通过局部交互演化其集体行为。

实验结果

研究问题

• RQ1 一群自主机器人能否通过去中心化、局部的交互产生连贯的艺术图案？
• RQ2 在物理的、共享的画布环境中，集体记忆与感知在多大程度上能够涌现？
• RQ3 简单的刺激-响应规则如何导致复杂、开放式的创造性输出的涌现？
• RQ4 非人类代理是否能在无外部编程的情况下实现合作的分布式创造力？
• RQ5 在物理媒介中，栖息性交互是否能导致自我组织、自适应且创新的艺术行为？

主要发现

• 该系统通过去中心化的机器人交互成功生成了涌现的、非重复的艺术图案。
• 机器人通过实时响应油墨沉积和队友的存在，表现出适应性行为。
• 画布作为集体记忆的共享媒介，过去的行为影响了未来机器人的决策。
• 艺术作品源于局部交互的有机涌现，证实了复杂秩序可从简单规则中产生。
• 结果支持了‘无人艺术’的可行性，即机器人能与环境协同进化，产生创新的、分布式的创造性输出。
• 本研究证实，栖息性机制能够在物理艺术栖息地中实现合作的、自我组织的行为。