新领域的探索——Mind+Arduino Uno 在公共艺术中的创新应用

□樊婉怡

民主、开放、合作、交流、共享是公共艺术的重要指导思想，反映的是现代人的所思所想。当前，我国公共艺术依然是以侧重于可视性的雕塑、壁画等艺术形式为主，造就了诸多造型独特、设计精良的艺术作品。但当代公共艺术依然有其空间上局限性、互动性不足等问题。鉴于此，本文分析了Mind+Arduino Uno 在公共艺术中的创新应用。

一、公共艺术发展现状

5G 时代下，科技的应用将成为艺术的新常态，这是无法阻挡的趋势。眼下“人工智能”“区块链”“数字技术”“物联网”等新技术跟艺术已产生诸多联系。新媒体动态艺术是计算机互联网和IT 行业迅速发展的产物，推动了艺术的发展，是科技感与互动性的结合，模糊了科学与艺术的边界，为跨学科数字艺术提供了参考与借鉴。如今广大的受众群体已经不满足于单纯从观赏和触摸的角度去欣赏公共艺术作品，更多的是想通过自身体验和自身参与去感受和理解真实与虚拟之间的交融。在当代城市公共艺术创作过程中，将数字媒体技术融入公共艺术的创作作为主要文化形式发展方向，加强了文化形式的多样性，同时也符合大众对新事物的追求。

艺术与科技的结合初步发展于文艺复兴时期，达·芬奇充分做到了艺术与科技结合，他的研究几乎包括人文与科学各个领域，被公认为文艺复兴时期意大利最杰出的艺术家和科学家。达·芬奇并不是将科学与艺术结合的第一人，也不是最后一人，时至今日，科学与艺术的融通，已经成为一种时代要求，是人类自身发展的需求。在当前的公共艺术设计中，设计师根据不同的工具及表现手法，如利用模块化编程技术与各类硬件设施相结合创造出更多新颖别致的符合大众审美的作品。

二、模块化编程技术在公共艺术中的应用

沉浸式、互动式等多媒体艺术装置作为一种新兴的艺术浪潮，已经逐渐融入当代人的生活中，引领着新时代公共艺术发展的潮流。当前，传统形式的艺术已经难以激起人们的浓烈兴趣。科技让艺术作品可以不再局限于单一感官的体验，而是将传统的展览升级为沉浸式的展览。无论在公园、广场，还是热闹的街头，那些奇妙有趣的艺术装置作品不仅给人们带来无限的创意和趣味，还能引发人们的思考。

（一）数据可视化

《复云岛》（如图1）以数据传输为创作灵感，将存储于网络世界，仿佛被层层云端掩盖的信息运算过程以实体装置形式进行展现。装置造型以行动通信的基础——蜂巢式网络信号覆盖形式发展，由数个六边形几何单体集合为巨大的云朵造型。其透过数据可视化的方式侦测当日区域内的天气状态，再转化为不同的灯光动态。同时，搭配每个时段专属色温，营造出多样的空间氛围。观众亦能透过说明牌控制作品的灯光展现，主动参与云的循环与变化，进而与作品、场域间产生连接与互动。

图1 图片来源于微信公众号

每一个单体的连接，像在数位时代的人们透过网际网络不限时空的自由交流与沟通，形成一个庞大而紧密的云端系统，一缕缕穿透云间的光束，像云端中传输的大量数据，进一步反映了人与科技交织的紧密关系。

英国一处校园中展示了一件灯光装置作品（如图2），由Jason Bruges Studio 团队制作。作品由293 个数字单元组成，这些数字单元横穿墙壁，扩展了传统植物的概念，通过定制相机观察放置在艺术品下方的一系列植物。这些相机可以测量叶子内叶绿素的含量，然后实时数据可视化，通过灯光的变化来展现光合作用对植物的影响。创作团队希望通过该作品探索数字化自然现象，探讨人、自然和健康之间的关系。

图2 图片来源于微信公众号

将数字化装置与自然相结合不仅对植物的健康及生长进行了监测，同样也监测着自然界的生态变化轨迹，真正做到人与自然和谐共生。

《机器的自在之语》（如图3）这件作品利用悬浮的巨型LED 金属矩阵为外形基础，让机器用自己的语言、自己的感受来表达它对周围环境的反应，推倒了艺术家以造物主身份创造它的附属、被动地位。当观众触摸作品装置时，机器感应到人类的体征而发生改变，触摸者的心跳被灯光装置所捕捉，从而驱动灯光的动画。

图3 图片来源于微信公众

随着现代社会的不断发展，智能机器逐渐走进了我们的生活，同样也为世界创造了种种“未知”。新的图像、新的面孔、新的语言……数字技术发展到对硬件的控制和相互链接，不仅模糊了人与物的界限，同样也赋予了机器生命体征，使其与人之间的交互产生了莫大的联系。

《未知时空的光泽》（如图4）由180个结构相同，能够各自独立运行的球体折叠结构组成，悬吊于近20 米的空间中。该作品通过采集武汉市疫情时期的风速、风向和空气质量指数，以及人类体征的数据，将观者的感知系统延伸向自然场域中；通过机械结构部分的折叠动态塑造了作品主要材料调光膜的曲面空间，同时通过曲面来打破直线空间与环境的分裂，将艺术场域与自然生态进行空间的联结。它脱离传统电子屏幕，把在当地获取到的风速、风向、空气质量等实时更迭的自然数据远程传输至装置主体，转化为驱动作品材料和形态运动变化的数据来源；通过读取实时更迭的自然数据来驱动作品的形态变化，从而释放出绵延的张力，拓宽身体和自然生态的维度，进一步将自然信息可视化。

图4 图片来源于微信公众号

流动的数据如缝合心灵创伤的丝线，机器折叠的开与合像释放出绵延的生命张力，二者相结合在公共空间中呈现“流动的自然奇观”，通过单一色彩的表现让人们思考人、自然和空间之间的关系。

（二）游戏互动投影

随着投影技术的日益进步与不断成熟和完善，互动投影系统作为一种集商业价值与娱乐性为一体的全新互动投影技术，凭借着新颖独特的定制人机交互优势，在市场上深受人们的欢迎。互动投影通过地面、墙面、桌面等载体，运用人体红外或实时的物理系统与其结合，从而达到活跃现场气氛，提高现场人气和参与度，提升人气等预期效果。Pac-Man（吃豆人）曾在1980年代风靡全球，几乎成为“电子游戏”的代名词。受万代南梦宫（上海）娱乐公司的委托，Studio NOWHERE 选择其经典IP“Pac-Man”，利用三维投影映射将传统的投影介质由屏幕转向三维建筑立面，其投影内容也能够结合实体建筑，做相应的设计，增强虚拟与现实的交互。其结合实时物理摇杆，制造了一台巨型的“游戏机”，带领观众与体验者跳出日常的体验模式。

三、模块化编程技术在公共艺术中的探索

（一）Arduino Uno 的好处

Arduino 由一个基于单片机的开放源码的硬件平台和一套专门的开发环境组成。它可以用来开发交互产品，比如它可以读取大量的开关和传感器信号，并且可以控制各式各样的电灯、电机和其他物理设备。与其说Arduino 是为交互设计而生的，不如说Arduino 是为“交互化”而生的。互动的本质是对象之间信息传递与交换的过程。在数据互动装置中，整个信息转化的系统可概括为三个组成部分：输入设备（传感器）、数据储存与处理系统、控制与响应系统，即对数据的输入、处理和映射与输出。传感器收集我们周身的数据转化为机器可读的语言，再交由算法处理转译为视觉可视的效果。

（二）Mind+Arduino Uno 的优点

Mind+作为一款青少年编程软件，不仅拥有各种主流主控板及上百种开源硬件，支持人工智能（AI）与物联网（IoT）功能，还可以利用可以拖动的图形化积木编程，将复杂的字母代码变成一个个积木方块，让复杂而又烦琐的代码变得简单化。使用图形化积木编程时可以自动转换为Python 或C代码。这使得不懂编程的创作者更容易接受并与其结合更好地进行创作。Mind+与Arduino 的完美结合将当前科技教育中的主流开源硬件平台进行了整合，同时也可以摆脱电脑运行。它拥有强大的硬件扩展功能库，可以直接使用上百种硬件模块，包括各种传感器、执行器、通讯模块、显示器等功能模块进行编程控制。

Mind+发展至今已适用于校内的大班教学、项目创作、创客比赛等多种场景，同时也能满足学生校外进行创意编程与项目创造的需求。同样它也为设计师、工艺美术人员、业余爱好者，以及对开发互动装置或互动式开发环境感兴趣的人而设。设计师们可以从海量的数据库，依据特定的设计需求进行案例调配，选择符合大众所需求的产品进行设计。Arduino 可以接收来自各种传感器的输入信号，从而检测出运行环境，并通过控制光源、电机和其他驱动器来影响周围环境，从而激发设计师自身的创作灵感，真正做到艺术与科学技术的有机结合。

（三）Mind+Arduino Uno 在公共艺术领域的创作实践

交互艺术装置《日出·天使》（如图5）是笔者参与的一个创作项目，我们先是采用数字雕塑与3D 打印技术进行外观设计，再用Mind+编程与Arduino 硬件相结合做出一组音乐灯光矩阵。我们在最初的音乐编程阶段不断尝试不同的音乐类型、不同的音乐风格，以及不同乐器所演奏的同一种音乐的不同曲调，在尝试多个音乐曲目之后，最终确定使用《权御天下》的古筝版。此外，我们也在安装内置灯时进行了不断尝试，从最初在面包板上连接的LED 小功率灯珠，到单独连接三个5W 的LED 灯组，通过不断测试最终连接了11 个5W 的LED 灯，并摆脱了电脑的束缚，可以连接外接电源做到独立运行。

图5 《日出·天使》YOVVOOO LAB

作品整体的集群运动形态设计则是基于Mind+操作系统对作品进行的可视化编程，将作品灯光闪烁的速度、闪烁的节奏等与外部Arduino 硬件相连接，用一种不可直接看见的编程语言，使静态雕塑变为动态的公共装置艺术，使其具有较强的视觉效果。在作品《日出·天使》里就利用单片机Arduino 与Mind+的结合来实时对作品进行控制。相比静态雕塑作品，动态作品更能吸引人们的注意力。该作品与2022 年7 月在广西壮族自治区南宁市百益上河城乌玛市集首次展出，在展出过程中受到了年轻人的喜爱与青睐。虽然《日出·天使》这件作品仅仅是Mind+Arduino Uno 在公共艺术领域创作中的初步实验阶段后的成果，后期YOVVOOO LAB 工作室将对Mind+Arduino Uno 进行更深入的创作研究，我们将运用任何可能的艺术语言探索与世界之间的交流对话，建立关联性互动表演的方式，为人与人之间的交流互动搭建更好的平台。

综上，Mind+是一个基于节点的可视化编程环境，不仅使得不懂编程的艺术创作者更容易上手运用，同时也调动了设计师、工艺美术人员等业余爱好者的创作积极性。将单片机Arduino 与Mind+相结合，能够得到更加高效的数据处理和传输，并且具有无限的可能性创造交互装置、生成艺术和多媒体表演等系列作品，同样可以用于创造交互装置和现场数字艺术表演，进行创意和技术的原型开发等。所以，实现与其他软件之间的数据传输，并做到实时运行，对于Mind+Arduino Uno 在公共艺术产业的发展有着极为重要的意义。