果てなく続く大地の変遷。そのダイナミクスを8K映像と音場合成技術により体感する
「人間が10億年生きることができたら、大地が流体のように振る舞う様子に立ち会えるのではないだろうか」。悠久の時間の中で展開される大地の脈動や呼吸を聞き、大地のその新陳代謝に立ち合いたい。本作はそんな思いに端を発しています。作家は氷河期、間氷期、大地の砂漠化、森林化、河川の生成、島の生成、人工物の生成など、数千年から億年単位で推移するさまざまな段階を、1つの数理モデルを用いてシミュレーションし、高精細な映像表現と音像表現で可視聴化します。大地はどのように生まれ、変化していくのか。文明が生まれて衰退していく過程はどのようなものか。自然と人工はどのように接続されるのか−。8K映像と音場合成技術による新たな音響表現がもたらす空間のなかに、根源的な問いが浮かび上がります。
（札幌国際芸術祭 解説より）
This work is an immersive signage using big data on climate change. By capturing point cloud data of the viewer into the video, the work exposes the recursive relationship between climate and the viewer. The concept is: see yourself looking at the visualization of climate change. What viewers see is not only the visualization of climate change using big data, but also themselves looking at the visualization. This is inspired by the “middle voice” that existed in Proto-Indo-European language. This voice is intermediate between the active and the passive. It is a voice that deals with cases where one’s action (verb) affects not only to the object of the action but also to oneself (subject). The viewers themselves are also captured as point cloud data. The viewer who watches this will be reenacting climate change and their own middle voice state for themselves.
Various open big data on climate change are used in this work: 66 years of phenological observation data from the Japan Meteorological Agency, specific CFCs accumulated in the ocean over the past 60 years from Applied Physics Laboratory of University of Washington, NASA Ozone Watch’s 42 years of Antarctic ozone hole observations, and MERIT DEM’s revised Copernicus sentinel data.
This work was exhibited in a shopping district in Sapporo, Japan, in February 2024. Using public signage that normally displays advertisements, immersive audiovisual experience was installed. Through this practice, a cultural infrastructure that triggers educational and introspective behaviors was examined.
This work is the result of a four-year collaboration between Mitsubishi Electric Corporation Integrated Design Center and Keio University Akira Wakita Laboratory. Mitsubishi Electric is a company that builds highly public infrastructure. The collaboration between the two is an experiment in building a new cultural infrastructure using visualization based on art and science.
本作は「人々の気候変動への態度」を可視化する装置です。コンセプトは、気候変動の可視化を見ている自分自身を見る。鑑賞者が見ているのは、ビッグデータを用いた気候変動の可視化だけではなく、その可視化を見ている自分自身です。これはインド・ヨーロッパ祖語に存在した「中動態」にインスピレーションを受けています。これは能動態と受動態の中間的な態度を指します。自分の行為（動詞）が、行為の対象のみならず自分自身に及ぶ場合を扱う態のことです。このデータアートの中には鑑賞者自身も点群データとして取り込まれます。そして、それをみている鑑賞者は、気候変動の問題が自分たち自身にも影響を及ぼすものであるという擬似状態、つまり人々の環境に対する中動態的な状態を自ら再現することになります。
本作には様々な気候変動に関するオープンなビッグデータが用いられています。Japan Meteorological Agency Website, Phenological Observation Dataによる66年分の風物詩のデータ、Applied Physics Laboratory, University of Washingtonによる過去70年間の海面シミュレーションのデータおよび過去60年で海中に蓄積された特定フロンのデータ、NASA Ozone Watch による南極オゾンホールの42年間の観測データ、MERIT DEMによるコペルニクスのセンチネルデータの修正版、IPCC（気候変動に関する政府間パネル）の2300年のシナリオ、などです。これらの科学的なオープンなビッグデータに対して、アーティストの言語や操作が適用され、その結果が可聴/可視化されています。作品はすべてリアルタイムのソフトウェアとして制作されており、FullHDのLEDパネルを横3面に展開した没入型の環境に投影されます。
Climatic Reflectorは2024年の2月に日本の札幌市の商店街で展示されました。普段は消費行動を促す企業広告が表示されている公共のサイネージを利用し、対話的で没入型の視聴覚体験をインストールしました。鑑賞者は美しく心地の良い視聴覚作品を体験しているうちに、徐々にそれが気候変動のデータを可視化しており、その一部に自分自身が取り込まれていることを理解し始め、周囲の人々と様々な対話をし始める様が観察されました。この実践を通して購買活動とは異なる文化的、教育的、内省的行動を誘発する文化インフラのあり方が検討されました。
本作は三菱電機統合デザイン研究所と慶應義塾大学脇田玲研究室の4年間の共同研究の成果として制作されました。三菱電機はエレベータ、発電機、人工衛星などの公共性の高いインフラを構築する世界的企業であり、脇田研究室は可視化の新しい可能性をアートとサイエンスの融合により開拓しています。両者のコラボレーションは、アートとサイエンスに裏打ちされた可視化を用いた新しい社会インフラ構築の実験であり、街中に次々にと組み込まれているLEDサイネージを用いた新たな公共性のデザインの実験でもあります。
This film aims to express the impact of climate change from an artistic standpoint while using scientific data. Through multiple scenes, the work focuses on the phenomenon of fluctuation (rise and fall) of temperature, sea level altitude, markets, and civilization, and depicts Mother Earth, which is indifferent to human activity. Referencing the expression of traditional Japanese hell painting (Jigoku-e), the work renders landscapes that reminds us of the catastrophe that global warming will bring to mankind by manipulating open scientific data in an art-specific manner. The team aimed to create an immersive visual and acoustic space with 8K video and 5.1ch stereoscopic sound.
本作は気候変動のビッグデータを用いた没入型のオーディオビジュアルインスタレーションです。複数のシーンを通して、温度、海面高度、市場、文明などのフラクチュエーション（上昇と下降）という現象に着目し、人間の営為には頓着することのない母なる地球が描かれています。日本伝統の地獄絵の表現を参照しながら、オープンな科学データにアート特有の操作を適用し、温暖化が人類にもたらす大災害を想起させる風景を可視化／可聴化しています。8K映像と5.1ch立体音響を駆使して、没入的な映像音響空間を構築しました。
A spate of scandals by faculty and students, gender discrimination in admissions exams, and the military-like governance of athletic teams are just a few of the exciting gossip surrounding universities that have captured the public's attention. There is no doubt that the school as a place has been shaken up in the past few years. At the same time, with the spread of artificial intelligence and IoT, an era has begun in which we must confront the question, "What is intelligence? The primary good that universities use is intelligence. A discussion on the nature of intelligence in the coming era is required. Speculative Fake College (SFC for short) was established based on the awareness of these issues.
教員や学生による相次ぐ不祥事、入学試験の男女差別、体育会の軍隊的なガバナンスなど、大学にまつわる刺激的なゴシップが世間の注目を集めています。ここ数年で学校という場のあり方が揺らいでいることは間違いありません。同時に、人工知能やIoTの普及に伴い「知能とは何か」という問いと向き合うべき時代が始まっています。大学が使う主要な財は知能です。これからの時代の知能のあり方についての議論が求められています。虚構大学（Speculative Fake College、略してSFC）はこのような問題意識の元に設立されました。もちろん虚構の大学です。未来の教育のスペキュラティブデザインを通して、学校とは何か、知能とは何か、皆さんと一緒に考えていくことが私たちの目的です。
The tracks of merchant ships (sailing vessels) of European countries from 1750 to 1850 were visualized on the globe using location data based on the logbooks of the time. Without autonomous power, they relied on wind and ocean currents to move about in search of wealth, which presents the aspect of complex and organic life activities. On the eve of the Industrial Revolution, it was the development of the art of navigation, as typified by the triangular trade, that provided European countries with the funds to finance their operations. This work, which visualizes those routes on a global scale, is also a primitive image of industrial capitalism that has continued to the present day.
1750年から1850年のヨーロッパ諸国の商船（帆船）の航跡を、当時の航海日誌に基づく位置情報を使用して全地球上に可視化した。自律的な動力を持たずに、風と海流を頼りに富を求め移動する様子は、複雑で有機的な生命活動の様相を呈している。産業革命前夜、その原資となる資金をヨーロッパ諸国にもたらしたのは、三角貿易に代表される、外洋を移動する航海術の発達にあった。その航路を全地球的に可視化した本作品は、現代まで続く産業資本主義の原始的なイメージでもある。
This work is an installation aimed at witnessing a place where awe is dismantled.
This work is prof. Wakita's private project. For further information, please visit here.
人にとって畏怖の感覚が如何に大切であるか、また科学が如何にその感覚を解体してきたか。その解体の様子に立ち会うことを目的としたインスタレーション。
この作品は脇田教授の個人プロジェクトです。詳細はこちらをご覧下さい。
What kind of everyday scenery will the future human beings see?
This work is prof. Wakita's private project. For further information, please visit here.
未来の人間はどのような日常風景を見ることになるのだろうか。
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This work is an installation that was offered at a new work presentation of Kanebo cosmetics "LUNASOL". The image projected on the cloth simulates the moment when the powder put on the brush reaches the skin. The movement of the brush calculated based on physics, and the state that powder contacting the skin diffuses by air pressure. Those micro-behavior are visualized through thousands of calculations. Although cosmetics are commercialized on highly scientific and aesthetic knowledge, scientific and aesthetic phenomena are occurring even at the moment when we make up makeup. A very advanced color and shadow design language is used in the world of makeup.
This work is prof. Wakita's private project. For further information, please visit here.
カネボウ化粧品「LUNASOL」の新作発表会に提供したインスタレーション。布に投影された映像はブラシにのせたパウダーが肌に着く瞬間をシミュレーションしています。物理学に基づいて計算されたブラシの動き、そして肌に接触したパウダーが空気圧によって拡散していく様子。それらを数千回の計算を通してビジュアライズしました。化粧品は高度な科学的かつ美的な知見の上に製品化されますが、私たちが化粧をする瞬間にも科学的かつ美的な現象が起きているのです。メイクの世界では非常に高度な色彩と陰影のデザイン言語が用いられています。
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Xhiasma, an experimental performance by fusion of fashion, dance and laser images. The work is collaboration between Tamae Hirokawa, Ema Yuasa and Akira Wakita. The performance was held at the Tokyo National Museum of Emerging Science and Innovation (Miraikan) in 2018.
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廣川玉枝、湯浅永麻、脇田玲のコラボレーションとして一夜限りで実現したパフォーマンス。ファッション、レーザー映像、ダンスの融合による新しい舞台表現を目指した。
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In 2018, the 20-inch monitor is cheaper than the high-quality printing fee of the same size. A disposable monitor will appear in the meantime. That is, the monitor is just one of the same materials as paper, wood and clay. This work is an attempt to explore the way of "monitor as material" born from such awareness.
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2018年現在、20インチのモニターは同サイズの高品位な印刷代よりも安い。そのうち使い捨てのモニターも現れることだろう。つまり、モニターは紙や木材や粘土と同じマテリアルの1つにすぎない。本作はそのような気づきから生まれた「素材としてのモニター」のあり方を探る試みである。
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In this work the artist is exploring new media expressions against the anticipated use and manners of computer.
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本作ではコンピュータの想定された用途や作法に抗うメディア表現を探求している。
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Attempt to apply “linear” graphic design elements (grid and layout) to fluid behavior which is essentially “nonlinear”. The essential disharmony between them and the moment of harmony that sometimes appears is similar to the relationship between nature and artificiality.
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本質的に非線形である流体の振る舞いに対して、線形なグラフィックデザイン的要素（グリッドやレイアウト）の適用を試みている。両者の本質的な不調和と時に現れる調和の瞬間は自然と人工の関係に似ている。
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This work simulates the chemical reaction of two virtual substances. Organic patterns are generated and diffuse while substances that inhibit the reaction(Inhibitors) and substances that activate(Activators) influence each other. It seems to me that this simulation shows how the conflicting consciousness, such as Left Wing and Right Wing, anti-war and war-minded, calm and blind, etc., repeats conflict and dialogue and as a result some kind of public opinion, atmosphere, sometimes disinformation are formed. To what extent is it possible to see macroscopic social phenomena in micro-scientific phenomena?
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本作では二つの物質の化学反応をシミュレーションしている。反応を抑制する物質（抑制因子）と活性化する物質（活性因子）がお互いに影響を与えながら、有機的なパターンが生成され、拡散していく。保守と改革、反戦と好戦、冷静と盲信など、相反する意識が対立と対話を繰り返しながら、その結果としてある種の世論や雰囲気、時にはデマなどが形成されていく様子を表しているように私には見えるのだ。ミクロな科学現象にマクロな社会現象を見ることはどの程度まで可能だろうか？
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The scenery generated by the industrial design of the 20th century.
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20世紀工業デザインが作り上げた風景
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This artwork, “New Synergetics” is a number of videos which are inspired by the idea of design of NISSAN LEAF. “Movement” represents an intelligent movement of a life modelized. “Energy” represents a visualization of invisible energy flow. “Connection” shows the future and the past of the network, developing like a nervous system.
This work is prof. Wakita's private project. For further information, please visit here.
「New Synergetics」はNIISAN LEAFのデザイン思想にインスパイアされて制作した映像群です。 生命のインテリジェントな移動をモデル化した映像(Movement)、肉眼では捉えられないエネルギーの可視化(Energy)、神経系のように発展していくネットワークの過去と未来(Connection)から構成されています。
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Live performance recorded for the DVD of the first limited edition of Mr. Tetsuya Komuro’s album “JOBS#1”. Wakita made a sound-reactive fluid visualization for Mr. Komuro’s improvised performance. This work can also be seen as a remake of the secret concert that Mr. Komuro and Wakita performed at the Ars Electronica Festival in 2016.
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小室哲哉氏のアルバム「JOBS#1」の初回限定版DVD用に収録されたライブパフォーマンス。小室氏の演奏に応じてリアクティブに反応する流体映像ソフトウェアを開発し、 即興パフォーマンスを収録し、映像化したもの。 本作は、2016年のアルス・エレクトロニカ・フェスティバルで行われた小室氏と脇田によるシークレットライブを、環境を整えてリメイクしたものとも言える。
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This software was developed by the joint research project of Keio University SFC Wakita Laboratory and Daikin Design. The aim of this project is to visualize indoor airflow from art and science perspective. The intention is for users to reinterpret the recognition of air conditioner. Air conditioner is an equipment used to sustain comfortable living spaces by adjusting the air. Nevertheless it is not easy to control the airflow invisible to human eyes. We could control the direction of air vent and the air strength by remote controls, but wouldn't be able to understand the air flow itself in details. In this project, we challenged to visualize the beauty of indoor air flow. We can visualize various factors in three dimensions such as the direction and the strength of air, the position and the size of obstacles, the spread of moisture, and the temperature change. We could understand the difference of airflow by moving and changing the obstacles. We could also find the most comfortable spot in the space by overlooking perspective. By visually grasping the state of air, air conditioner as a product will enter a new paradigm. It is an evolution from an equipment adjusting the air (conditioner) into an equipment assembling the air (composer). Please imagine the future where we could construct the airflow within the space in the same sense as deciding your floor plan. The new binding of art and science established in this project will renew our understanding of the world. You will witness a superb view hidden in your room through the air conditioner simulation and visualization.
このソフトウェアは慶應義塾大学SFC脇田研究室とダイキンデザインの共同研究から生まれました。プロジェクトの目的は、アートとサイエンスの視点から、室内の風の流れを美しく可視化し、エアコンへの再解釈を引き出すことです。 エアコンは、室内の空気を調整し、住空間を快適化する装置です。しかし、肉眼で捉えられない空気の流れをコントロールすることは容易ではありません。我々はリモコンを通して送風口の向きと強さを調整しますが、そこから生成される空気の流れを詳細に知ることはできません。 このプロジェクトでは室内の空気の流れを美しく可視化することにチャレンジしました。風の向き、強さ、障害物の位置や大きさ、アロマが行き渡る様子、室内温の変化など、様々な要素を3次元で可視化することができます。障害物の位置と形を変えることで、家具を移動させた際の風の変化を把握できます。視点をフライスルーさせることで、室内のもっとも快適な場所を見つけることもできます。 風の生態系を視覚的に把握することで、エアコンというプロダクトは新しいパラダイムに突入することでしょう。それは、空気を調整する装置(Conditioner)から、風を組み立てる装置（Composer)への進化です。室内の間取りを決めるのと同じ感覚で、室内の風の構図を組み立てることができる未来を想像してみてください。 本プロジェクトで実現したアートとサイエンスの新しい結合は、私たちの世界の認識を新たにします。エアコンのシミュレーションとビジュアライゼーションから、あなたは部屋の中の隠された絶景を発見することになるでしょう。
We have developed Ocean Current Visualization for the Geo-Prism system of Mirakan. Geo-prism is the new augmented reality system for Geo-Cosmos which is the symbol exhibit of Miraikan, produces high precision images on its sphere surface. Geo-Prism, developed by Rhizomatiks, is a framework to which new contents can be embedded. Keio SFC Wakita Lab has developed a super high resolution visualization of ocean behavior by using a set of simulation data that is calculated by JAMSTEC with their super computer, Earth Simulator.
脇田研究室は日本科学未来館のジオ・プリズムに流体ビジュアライゼーションを提供しました。 ジオ・プリズムは、AR（拡張現実感）技術を用いて、全球型ディスプレイ「ジオ･コスモス」にデータやシミュレーションを重ねて表示できるシステムです。 このビジュアライゼーションでは、海洋研究開発機構（JAMSTEC）のスーパーコンピューター「地球シミュレータ」によって計算された超高解像度海洋大循環モデルOFESのデータを使い、地球上の波の動きを3つの詳細度で可視化しています。
This work visualizes the pressure field around the sole of a shoe. Using elegant shoes produced by Italian fashion brand TOD'S as a sample, the propagation of pressure in air was visualized and recorded in 4K video.
This work is prof. Wakita’s private project.
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本作は靴のソールが作り出す圧力場のヴィジュアライゼーションである。イタリアのファッションブランド TOD’S が作り出す美しい靴を実例として、空気中に圧力が伝播していく様子を4K映像として可視化した。
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FINA (Fluid-HMI Inspired by Nature) is aimed to intuitively transfer the environmental information which “the car is sensing”. FINA maps the information on the driver’s body especially on the upper limb where it is directly associated with steering gear. Generally, HMI(Human Machine Interface) is aimed to accelerate the communication between different kinds such as human vs. machine. In most cases, the approach taken is demanding the machine to send out human language message (written or in audio form). But it has constructed homage relationship in a sense. What we aimed to accomplish in this project is an organic synchronicity between both human and the car body by transmitting organic image. It means to recognize car as a part of body image (spatial self body image) as well as to embody the scale, the dimension of a car in much deeper level.To achieve this aim, the design team has set tasks in 4 specific developmental levels. 1) To convert the car body’s environmental information into organic, biological images and directly project over human body. 2) The images that is being projected is not explicit information such as with written words or numbers. It should dynamically reflect changes in outer field. 3) To create images, which directly inspire body sensation, we use real-time image based on physics such as fluid simulation and particle system. 4) By sensing the driver’s position, we compensate the projected image dynamically. Using these approaches, we could rehearse the sense of a vehicle width sensibly and effectively. It has also been revealed that there are lots of practical scenarios that could be developed from this study such as inducing the speed and steering gear. By introducing “The bio inspired screen language” and “The human body as material” for car design, we believe that we could sublimate driving into more smooth and elegant transfer. FINA is a first prototype step to accomplish this goal. By repeating the steps of assessing the system and redesigning, we hope to improve HMI into more practical version.
FINA(Fluid-HMI Inspired by NAture)は、ドライバーの身体、特にステアリングと直結する上肢に対して情報をマッピングすることで「クルマが感じているであろう」環境情報をドライバーに直感的に伝えることを目指したHMI(Human Machine Interface)です。 一般的に、HMIは人間-対-機械という異質なもの同士の対話の円滑化を目的としています。多くの場合、機械に人間の自然言語（文字や音声）を話すように要求するアプローチが採用されており、ある種、主従関係とも言えるデザインが進められています。一方、本プロジェクトで目指したものは、映像という感覚的な言語を介した、車体と人間、双方の身体の有機的なシンクロニシティです。それはボディ・イメージ（自己の身体の空間的な像）の一部としてクルマを認識することであり、車体のスケールやディメンジョンをより深いレベルで身体化することでもあります。 この目的を実現するために、デザインチームは以下の4つの具体的な開発課題を設定しました。 1)車体の環境情報を有機的で生物的な映像に変換し、それを身体に直接投影する。2)投影する映像は、文字や数値などの明示的な情報ではなく、外部の場(Field)の変化をダイナミックに反映した映像とする。3)身体感覚に直接訴える映像を実現するために、流体シミュレーションやパーティクルシステムなどの物理学に基づくリアルタイム映像を用いる。4)ドライバーの姿勢をセンシングし、投影画像を動的に補正する。 このアプローチにより、車幅感覚を感覚的かつ効果的に習熟させたり、速度や操舵を誘導するといった実用的なシナリオを多く展開できることが明らかになりました。 「自然を模倣した映像言語」と「身体というマテリアル」をクルマのデザインに導入することで、運転をより滑らかで優美な移動へと昇華できると我々は信じています。FINAはこの目的達成に向けての第一歩となるプロトタイプであり、システムの評価とリ・デザインを繰り返しながら、実用性の高いHMIへとバージョンアップさせたいと考えています。
FLORA is a visual art work that focuses on the invisible relationship between vegetation and air. This curious combination of the familiar product of nature, vegetation, and the high-level technology of computational fluid dynamics represents the magnificent aerodynamics of the plant form. It also allows the viewer to experience the life and aroma of plants integrally using all five senses.
This work is prof. Wakita’s private project. For further information, please visit here.
FLORAは、自然界の植物の成長過程をモデル化し、それをデザインに応用することで、新しいデザインプロセスを提案するプロジェクトです。植物の成長は、自然界における最も効率的なデザインプロセスの一つと言えます。植物は、自らの成長過程を通じて、環境に適応し、最適な形状を獲得します。このプロジェクトでは、植物の成長過程を数理モデル化し、それをデザインに応用することで、新しいデザインプロセスを提案します。具体的には、植物の成長過程を数理モデル化し、それを3Dプリンターによる造形に応用します。植物の成長過程を数理モデル化することで、植物の成長過程をデザインに応用することが可能となります。植物の成長過程をデザインに応用することで、新しいデザインプロセスが提案されます。このプロジェクトは、植物の成長過程を数理モデル化し、それをデザインに応用することで、新しいデザインプロセスを提案することを目指します。
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Furnished Fluid is visualization that utilizes the air flow that we are practically unaware of in our daily lives. By applying fluid simulation technology — with seemingly no relation to daily life — to the objects overflowing in our surroundings, the complex and elaborate air flow and ecosystem that are invisible to the naked eye but present all around us are made apparent.
This work is prof. Wakita’s private project. For further information, please visit here.
Furnished Fluidは、流体シミュレーションを用いて、家具のデザインを行うプロジェクトです。家具のデザインは、家具の形状や材質、機能性など、様々な要素を考慮して行われます。しかし、家具のデザインにおいて、流体シミュレーションを用いることは一般的ではありません。本プロジェクトでは、流体シミュレーションを用いて、家具のデザインを行います。具体的には、家具の形状を流体シミュレーションによって決定し、その形状を3Dプリンターによって造形します。流体シミュレーションを用いることで、家具の形状を自然な形状に近づけることが可能となります。家具の形状を自然な形状に近づけることで、家具のデザインに新しい可能性が生まれます。このプロジェクトは、流体シミュレーションを用いて、家具のデザインを行うことで、新しいデザインプロセスを提案することを目指します。
この作品は脇田教授の個人プロジェクトです。詳細はこちらをご覧下さい。
This project was aimed to construct 3d visualization environment of human body and to provide 3d visualization experiences for many people. Since 3d reconstruction of human body by CT and MRI required sophisticated geometric modeling technics, it was only used as professional tools for image engineers and doctors. But due to the acceleration of speed and open reduction of personal computers, it has led to the opening of the where we could freely reuse the open 3d medical data.The democratization of human body data has immeasurable possibilities to change our system of medical treatment and education.In SFC Wakita lab, we succeeded in creating 3d visualization environment for human body by the use of free software such as OSIRIX and openFrameworks(in agile).
At the SFC Open Research Forum in 2014, we hosted a workshop using this environment to validate the efficiency. The viewer for personal computer had been developed only in two weeks by openframeworks. Despite the short term of development, the power was proved to be strong enough for educational, scientific communication tools.We were able to observe many participants charmed by the structural beauty of human body.We strongly believe that real time 3d visualization not only simplifies the complexes but obtains the unexplored possibilities as a media which arouse sense of wonder.
このプロジェクトは、フリーソフトウェアやオープンデータを用いて人体の3次元ビジュアライゼーション環境を構築し、多くの人にその利用体験を提供するために実施されました。CTやMRIを用いた人体の3次元再構築は、かつては高速なワークステーションや高度な幾何モデリング技術が必要であったため、医師や画像工学者などプロフェッショナルのためのツールとして利用されてきました。しかし、近年のPCの高速化とオープンソフトウェアの普及により、一般ユーザでも3次元の医療情報を閲覧したり、再利用できる時代が到来しつつあります。このような人体データ利用の民主化は我々の医療や教育を大きく変える可能性を持っています。SFC脇田研究室では、OSIRIXやopenFrameworksなど無償で利用可能なソフトウェアを利用して、人体の3次元ビジュアライゼーションを環境をアジャイルに開発しました。
2014年のSFC Open Research Forumにおいて、この環境を用いたワークショップを開催し、その有効性を検討しました。PC用のビューアはopenframeworksを用いて僅か2週間で開発したものですが、そのパワーはとても強力であり、教材や科学コミュニケーションのツールとして有効であることが実証されました。ワークショップでは人体の美しい構造美に魅せられる参加者が多く観察されました。リアルタイムの3次元ビジュアライゼーションは複雑なものを分かりやすく表示するツールであるのみならず、センス・オブ・ワンダーを喚起するメディアとしても多くの未開拓の可能性が残されていると考えられます。
UNDA (Latin for "wave") is an organic interface that was born through collaboration between Toyota InfoTechnology Center and Keio University’s Wakita Lab. As a result of the serious pursuit of intuitiveness for an in-car interface, we have envisioned a sensuous operation surface that organically combines life-like transformation and elastic property. UNDA has been prototyped as one example of this concept. The biggest challenge in this project was the realization of the "undulating concept" for a next-generation operation surface that synchronizes the wavelengths of the user and the machine.
The soft outer skin that covers the top face of UNDA generates an extraordinary variety of surface shapes through the coordination of internal actuators. The shape, motion, and light emissions of the surface work as a kinetic display, which presents a variety of information. The user interacts with UNDA by making full use of not only their visual sense but also their haptic sense and kinesthesia. Each of 12 elevating buttons, to which unique functions are attached, is lifted when it is available, based on the context. It is also possible to generate a large button by operating multiple buttons simultaneously. The soft skin-like material that covers the surface allows various operations such as pushing, tracing, pinching, or sweeping.
ラテン語で「波」を意味する名前が付けられたこの有機的なインターフェイスは、トヨタIT開発センターと慶應義塾大学脇田研究室との共同研究の中から生まれました。我々は、自動車インターフェイスの直感性を真摯に追求した結果、生物的な変形としなやかな素材性が有機的に連動したセンシュアスな操作曲面というビジョンに逢着しました。その一事例としてプロトタイピングされたのがUNDAです。このプロジェクトで我々が目指したのは、ユーザの波長とマシンの波長がシンクロする次世代のオペレーション -Undulating Concept- の具現化です。
UNDAの上面を覆う人肌のように柔らかな外皮は、内包されたアクチュエータの動作と連動して驚くほど多彩な曲面形状を生成します。曲面の形状／動き／発光は多様な情報を提示するキネティックなディスプレイになっており、UNDAのユーザは視覚のみならず触覚や筋感覚を駆使してマシンと対話することになります。12個の昇降するボタンにはそれぞれに独立した機能が付与されており、コンテクストに応じて利用可能なものだけが隆起します。複数のボタンが連携して同時に動くことで、一塊の大きなボタンを生成することも可能です。人肌のように柔らかな素材は、押す／軌跡をたどる／つまむ／手の平で掃くなどの多様な操作言語をユーザにアフォードします。
TIME AND EFFORT
Paper works by origami sometimes have value beyond mere paper sculptures. From ancient times, there is a common custom in japan to represent the feeling by spending a lot of time and care on the gift. As shown in noshi(paper design emblem used in gift giving) and a thousand cranes(get-well-soon gift), origami works require a lot of time and effort. Through the folding labor, the feeling that cares about other people has been also folded into origami works. A set of these works is an attempt to explore the possibility of extra time and effort based on digital technology through the reinvention of origami materials. This is not only the contemporary interpretation of origami. This is also a trial to indicate new direction of "slow technology" which assume the character of japanese traditional state of mind as the alternative to today's "fast technology" which focuses on speed and convenience.
EXTRA TIME AND EFFORT BY DIGITAL TECHNOLOGY
This reinvented origami paper, coated with conductive inks and thermochromic inks, is able to change colors of any regions depending on electric signals from computers. By utilizing origami sensors made with the variation of another inks, users can add interactivity to their works. In order to interpose into paper creatively while maintaining origami's materiality and spirituality, this new origami material is composed of only existing printing techniques and normal japanese papers. This enables embedding electric functions into papers without interfering elastic materiality. Origami is social media equipped with meme of the spirit that represent the feeling to other people through time and effort. For contemporary people in the midst of rapid progress of technology, it seems to be important to remind the affluence to spending a lot of time and effort.
折り紙と手間
折り紙による作品は単なる紙の造形物を超えた価値を持つ事がある。古くから日本には贈り物に手間をかけることで相手への思いを表す習慣があり、熨斗（のし）や千羽鶴に見られるように、直接自分の手を使い時間をかけて折るという「手間」によって、相手対する想いもその作品に折り込められてきた。これらの作品群は、折り紙の材料そのものを再発明することで、電子技術によるもう「ひと手間」の可能性を探る試みである。 それは折り紙の意味を現代的に解釈するのみならず、早さや便利さのみに注力しがちな今日のテクノロジー(Fast Technology)のオルタナティブとして、日本古来の精神を帯びたテクノロジー(Slow Technology)の方向性を指し示す行為でもある。
電子技術によるもうひと手間
この折り紙には導電インクとサーモクロミックインクが塗布されており、コンピュータからの信号によって任意の場所の色彩を変えることができる。異なるインクの組み合わせによって作られた「折り紙のセンサ」を使えば、作品に対話性を与えることもできる。折り紙の素材性や精神性を活かしつつも、そこに電子技術を創造的に干渉させるために、この特殊な紙は一般的な和紙と既存の印刷技術の組み合わせのみで実現されており、しなやかな紙の素材性を損なうことなく電子的な機能の埋め込みを可能にしている。折り紙は手間をかけることによって相手への思いを表す精神をミームとして具備する社会的メディアである。急速な技術の進歩のただ中にある我々現代人には、ゆっくりと手間をかけることの豊かさを思い出すことも大切であるように思える。
INTRODUCTION TO MATERIAL COMPUTING
There is a growing need for converting ideas into working-prototypes for designers, artists and architects. Arduino and Open-source hardwares are not only for electronic geeks and researchers. By adopting the concept of "Material Computing", this book gives you a lot of recipes for projects and helps you redesign traditional craft (for example, painting, calligraphy and knitting) based on magical materials such as conductive threads, thermo-chromic inks and artificial muscles.
LEARNING THE NATURE OF MATERIALS
Assumed readers include,
- Those who want to start physical computing. Those who are interested in the possibility of representation than its technical aspects in particular - Designers who would like to prototyping the interaction and product using special composite materials
- Architect who want to make design models with kinetic mechanisms
- Artists who want to spread their wings in the world of material
The detail of the programming and the theory of electricity are not described well. Instead this book is focusing on the understanding through the production. The readers can learn the nature of thermo-chromic materials and conductive materials, how to use these materials in their projects.
Interview
- Kotaro Watanabe
- Shunji Yamanaka
- Hiroya Tanaka
- Hide Ogawa
マテリアルコンピューティングへの入門
本書は、素材に着目したフィジカルコンピューティングの入門書です。テクノロジーありきでデザインを考えるのではなく、ものづくりで当たり前に考えるべき「素材への眼差し」を、インタラクティブなモノの設計に導入しようという試みです。マテリアルコンピューティングとは、手芸・工芸・絵画・カリグラフィなどの職人的技法と、フィジカルコンピューティングやクリエイティブコーディングなどの新しい技術を、素材を触媒として高度な美意識の上に調和を試みる行為と言えます。
素材と電子工作を融合する作法を学ぶ
本書は以下の読者を想定して書かれました。
・フィジカルコンピューティングを始めたい方。 特にその技術的側面よりも表現の可能性に興味をもっている方 ・フィジカルコンピューティングを始めたい方。特にその技術的側面よりも表現の可能性に興味をもっている方
・デザイナー。特に特殊な複合素材を用いたプロダクトやインタラクションをプロトタイピングしてみたい方
・建築家。特にキネティックな仕組みを持った模型やデザインインターフェイスを作ってみたい方
・素材の世界に翼を広げたいアーティスト
本書は電気の理論やプログラミングの話には深入りせず、製作を通した理解の促進に重きを置いています。専門性を求める方は中途半端な印象を持たれるかもしれませんが、本書を導入としてさらに専門的な書籍に手を伸ばして欲しいと思います。
インタビュー
- 渡邉康太郎
- 山中俊治
- 田中浩也
- 小川秀明
EVER-CHANGING AESTHETICS
Transience is the Japanese calligraphy work with dynamic color changes. The scene where the letter colors are changing from moment to moment can give affluent dynamism and feeling of vitality of calligraphy to viewers, and at the same time, it can express stream of time. Calligraphy is integrated with technology and materials seamlessly and Transience is produced to show ever-changing aesthetics fermented in Japan.
HARMONY BETWEEN CALLIGRAPHY AND COMPUTING
For producing the chromogenic technology suitable for paper, we examined ink materials repeatedly, and as a result we realized the expression where calligraphy harmonizes with computer.
ANOTHER DYNAMISM
Since ancient times, human beings have expressed beauty by linking paper technologies, techniques and cultures intricately. As paper materiality and letter images are united with technologies, a new dynamism will be created on paper.
無常の美
Transienceはダイナミックな色彩変化を伴う書である。絶えず変化する文字の色彩は、書の躍動感、生命感をより一層豊かなものとして鑑賞者に伝える。同時に、既存の書では表現出来ない時の流れを生み出し、鑑賞者を表層に移ろう文字の海へと誘う。書とテクノロジーと素材を分けがたく共存させる独自の変色構造は、日本の風土と文化が醸成した無常の美を繊細にかつ力強く表現する。
書とコンピュータの調和
紙上における動的な色彩変化を実現するために、我々は複数の機能性インクと導電性素材を併用した独自の発色メカニズムを開発した。 紙という薄くしなやかな素材に親和する発色技術を作り出す道程は容易ではなく、厖大な実験と検証が必要とされた。試行錯誤の末に作り出された複合素材によって、書とコンピュータははじめて調和する。
紙上のダイナミズム
古来より人類は、紙に付随する技術、技法、文化を複雑に連関させながら、表層の美を表現してきた。紙の素材性と文字図象にテクノロジーがシームレスに融合することにより、紙上での未だ見ぬダイナミズムが創出される。
INTERACTION WITH SOFT MATTER
Blob Manipulation is an interaction technique with fluidic soft matter. Most of the soft matters are substances between liquid and solid and possess viscoelasticity. We focus on this materiality and propose a novel interaction technique. A stirring rod is used as the input tool. When the system detects a user input such as touching, rubbing or tapping, the corresponding transformation will be executed. Six basic operations were designed to transform fluidic soft matter geometrically and topologically. Rheological user interface associated with metamorphose is expected to pioneer new possibilities for design, education and entertainment.
MATERIALIZED METABALL
Blob Manipulation is the system to implement shape modeling and control of magnetic slime called blob like metaballs in computer graphics. This system is composed of a water tank where the magnetic slime is put, an array of electromagnets set below the tank, and a control circuit.
Turning on an electromagnet generates the attractive force at the corresponding blob and the surrounding blobs will gather to it to change the shape.
THE SYSTEM ARCHITECTURE
The blob shape and the movement of the stirring rod are detected by the camera set on the ceiling above the water tank and sent to the software. According to the detected blob shape and rod movement, the software determines an appropriate transformation operation and sends the corresponding control command to the electronic circuit of the magnetic units.
TOWARD THE REALIZATION OF T-1000
if we can control fluid shapes flexibly as seen in T-1000, the fluid metal robot appearing in the movie "Terminator 2", organic shape representation or morphing-based transformation will be realized. The fluidic interface associated with such transformation will pioneer big possibilities of design, education or entertainment.
ソフトマターとのインタラクション
Blob Manipulationは流動的ソフトマターとのインタラクションを実現する一手法である。ソフトマターの多くは液体と固体の中間である粘弾性を有する。我々はこの性質に着目し、斬新なセンシング及びアクチュエーションの手法を提案する。入力には撹拌棒を用いる。システムは、触れる、擦る、タップするなどの操作を検知し、それにふさわしい形状変換をソフトマターに適用する。ソフトマターを幾何的かつ位相的に変形するために、六つの基本操作(Word)と、その組み合わせによるデザインアプローチ(Idiom, Sentences)をデザインした。モーフィングを伴う流動的インターフェイスの実現により、デザイン、教育、娯楽に新しい可能性を与えることが期待される。
メタボールの物質化
Blob Manipulationは、blobと呼ばれる磁性スライムを用いて、CGにおけるメタボールのような形状生成とその制御を実現するシステムである。 このシステムは、磁性スライムの入った水槽、その下に設置された電磁石の配列とその制御回路から構成される。
ある電磁石をONにすると、その位置に引力が発生し、周囲のblobが引き寄せられることで流体形状が変化する。 複数の電磁石のON/OFFとPWMを制御することで多様な形状生成が可能である。
変形可能物質のアーキテクチャ
blobの形状と撹拌棒の動きは水槽の上に設置されたウェブカメラを通してキャプチャされopenFrameworksと独自GUIライブラリで記述された画像処理ソフトウェアに送られる。ソフトウェアはblobの形と撹拌棒の動きの組み合わせに応じて、ふさわしい変形操作の単語を選択し、磁力ユニットの制御コマンドをArduinoで組まれた電子回路に送る。
T-1000の実現は可能か？
映画"Terminator 2"に登場する流体金属ロボットT-1000のように、流体の形状を柔軟に制御できるようになれば、有機的な形状表現やモーフィングに基づく変形を伴う表現が実現する。形状変化を伴う流体的インターフェイスの実現は、デザイン、教育、娯楽に大きな可能性を開くであろう。
A LIFE ON PAPER
Anabiosis is a pictorial artwork based on the polychrome paper computing technology. In this work, human touch gives the printed butterfly a color. Adalbert Seitz (1860-1938), an Entomologist of Germany, has edited "The Macrolepidoptera of the World", 16 part series of lithograph of butterflies and moths from the world. The butterflies created by Seitz, has a presence and beauty as if they are alive. Anabiosis is developed to give a dynamic aesthetics to a beautiful butterfly Seitz has drawn on paper. By touching a butterfly on a piece of paper, this gives a feeling of a resurrection by parting a life of human into a butterfly.
HARMONY BETWEEN PAPER AND COMPUTING
The vision of our work is to fuse computer with existing printing techniques such as Ukiyo-e, calligraphy and lithography. By using existing printing techniques with paper computing technology, previous know-hows can be blended into the materiality of paper. We must remember that paper relates to many cultures, and have been playing an important role more than just as a recording media. When the paper gets the character connecting to computer seamlessly, a fascinating work which holds another beauty, will be generated.
紙上の生命
ANABIOSIS は紙とコンピュテーションを融合する技術 - Polychrome Paper Computing - によって作られたインタラクティブな絵画作品である。 紙上の蝶にそっと触れると瞬時にその羽に鮮やかな色彩が蘇る。ドイツの昆虫学者 Adalbert Seitz（1860-1938）は世界中の蝶や蛾を網羅的に記載した全16巻のリトグラフ集 ”The Macrolepidoptera of the World” を編纂した。Seitz の手によって生み出された蝶達はまさに紙上で生きているかの様な美しさを有していた。ANABIOSIS はSeitz が描いた蝶に動的な美を付与する作品である。紙上の蝶に触れることで自身の生命が蝶に分け与えられ蘇生したかの様な感覚を与える。
コンピュータと紙の調和
我々のビジョンはコンピュテーションと印刷技術を紙の素材性の上に融合することである。浮世絵、カリグラフィ、リトグラフなどの紙を扱う技法（テクニーク）とPaper Computingの技術（テクノロジー）を連関させることで、人類がこれまで蓄積してきた文化や美意識とデジタル表現が紙の素材性の上に調和する。古来より紙は多くの文化と密接に関係してきた素材であり、単なる記憶メディアとしての機能を超えて、美しさを創出する重要な役割を果たして来た。紙がコンピュータとシームレスに融合することで、これまで存在しえなかった全く新しい作品を作りだすことができるだろう。
Swarm Behavior of Programmable Blobs
"Blob Motility II - COLONY" is an attempt of controlling the swarm behavior of pBlobs(programmable blobs), which are our unique magnetic gels. This is an instance of our concept "Rheologic Interaction". The previous version of Blob Motility was the system for generating the behavior of single pBlob. The new one focuses on the colony, which is an aggregation of bacteria growing together as the descendants of a single cell, and generates the behaviors of multiple pBlobs.
Rheology, fluctuation and emergence
New pBlobs are born as a consequence of unharnessed magnetic energy. pBlobs convert the energy into their locomotions which generate a new colony. These phenomena are nothing but the rheological energy flow. There are some choices for the movements of pBlob such as "absorption", "unification" and "roam". It does not depend on the program of the system but the fluctuation of the system. Sometimes, emergent behaviors, for example all pBlob unify into one large colony and then they are subdivided into small pBlobs, are observed.
Cosmos and chaos
Stirring the petri dish makes colony into tiny pBlobs. There we can see no difference between colonies and pBlobs. Information is broken into pieces and chaos rules the system. However, immediately tiny pieces of pBlobs begin to assemble and they regenerate colonies through several unifications. The system begins to be controlled by cosmos which recirculate the information and energy. There are self-repairing and self-organization functions in the system.
Artificial Life as Unintended Consequence
Intriguingly, the above mentioned behaviors were not intended at the stage of system design. Our purpose was to develop an architecture which realizes metamorphic locomotion. It is curious that life-like systematic phenomena was observed as a result.
Possibility of Programmable Matter
pBlob is a sort of continuous programable matter. The lesson learned from our work is that there is a curious boundary between controllable and uncontrollable of programmable matter. Radically new design method is required.
プログラマブルなゲルの「群」
本プロジェクトでは、独自合成した磁性を有する粘弾性体 (pBlob, programmable blob) に多様な磁界を作用させることでその形態の制御を試みている。 開発したシステムは、流動的物質を人工物の素材として扱う Rheologic Interaction（レオロジック・インタラクション）のコンセプトを具現化したインスタンスの一つでもある。 初代 Blob Motility が一個体のpBlobの振る舞いを生成する系であったのに対し、本システムではコロニー（培養地から発生する細菌等の集落）という現象に着目し、そこから発生するN個の振る舞いを動的に生成している。
流れ、ゆらぎ、創発
コロニーからエネルギーが放出されることで個体が生成される。個体はそのエネルギーを次の振る舞いに変換し、新しいコロニーを作り出す。そこに見られるのはエネルギーの流れそのものである。個体が選択しうる振る舞い（他のコロニーに吸収されるか / 個体同士で融合するか / 単体のまま彷徨い続けるか）は制御することができず、ある種のゆらぎの中で決定される。時に、全ての個体が一つの大きなコロニーに収束し、再び細分裂していくような振る舞いが創発することもある。
秩序と混沌
コロニーを撹拌するとpBlobは細かく分解される。コロニーや個体といった分類はもはやなくなり、情報は解体され、混沌（カオス）が生まれる。しかしこの混沌は長続きしない。細分化された pBlob は再び集合し、結合を繰り返しながらコロニーを再形成する。あらたな秩序（コスモス）が場を支配し、情報とエネルギーの流れが生まれる。そこに自己修復、自己組織化の現象が確認できる。
意図せぬ結果としての人工生命
我々はこれらの振る舞いを意図してシステムをデザインしたわけではない。本来の目的は、変形や変態を実現するアーキテクチャを実装し運用することであった。結果として生命の特徴と言われる現象の多くが確認されたことは興味深い。
プログラマブル・マターの可能性
pBlobは流動的なプログラマブル・マター（形や色をプログラムできる物質）として捉えることができる。ここから考察されることは、制御／非制御の境界線にこの新物質の可能性が潜んでいるということだ。全く新しい設計手法が必要とされるだろう。
Prototyping Tool for Organic Architecture
Recently Frank Gehry, Norman Foster and many other architects produce buildings with organic surface shapes. In their design process, it is essential to model and render the buildings using 3D CAD systems and CG in order to grasp the shapes. However, Architectural designers tend to like grasping shapes and spaces through physical models in real space. Due to this, an additional process is required to materialize the virtual models into tangible ones. 3D printers are used for the purpose. Although the current 3D printers requires a long hours to output models in many cases. Besides, 3D Printers use plaster or resin to output models, so that it is difficult to quickly modify and redesign them.
Smart Material Aided Architectural Design
Our approach is to use smart materials in the process of CAAD(Computer Aided Architecural Design). SMAAD is the abbreviated form of “Smart Material Aided Architectural Design” or “Shape Memory Alloy Aided Architectural Design”. SMAAD Surface is an instance of SMAAD which is implemented as a first prototype.
Yet Another Programmable Surface
SMAAD Surface is a fabric input/output device that uses fibrous shape memory alloy (SMA). By referencing Surflex (the first programmable surface [Coelho et.al 08]), we have improved the ability to maintain, record and play back arbitrary surface shapes through feed-back loop. This fabric functions as a smart material and designers can modify its shape through manual operations. As the flex sensor detects the fabric shape and the actuator works to maintain the shape, a designer can model the fabric shape as if he/she manually models a free-form surface. The surface shape is sent to a 3D CAD through a microcontroller and the digital data can be modified in the same manner as the shape of the fabric device. In the same way, if the digital data is modified in the 3D CAD, the command is sent to the fabric device so that the fabric shape can be modified to follow the digital data.
UNDO and REDO function in real-space
The surface shape data sent continuously from the flex sensor is saved as operation history and used for the operation replay. This allows the UNDO/REDO operations of the modeling. With this function, a new function to relive the modeling process may also be realized.
Kinetic Architecture
The operation history saving and replay are also available as the function to record and reproduce motion design, executed in the two steps below. In the first step, the direct operations sent from the flex sensor are recorded in a certain period of time. In the next step, the recorded motion is applied to SMA in the same period of time to reproduce the motion. This function will be used for the design environment of kinetic architecture such as Hyposurface(Goulthorpe and dECOi, 2000) or The Muscle Projects(Oosterhuis et al., 2008), which are attracting attention in recent years.
A Programmable Matter for Immediate Prototyping
At present, we succeeded in connecting four fabric devices. In the future, if several dozens of the devices can be connected, it will be possible to actuate versatile shapes. This means that the SMAAD functions as a rapid prototyping system beyond design systems. Ling time to wait for the output from the 3D printer will not be necessary anymore and immediate prototyping will be possible to grasp shapes in a moment.
オーガニックアーキテクチャのプロトタイピング
近年、フランク・ゲーリーやノーマン・フォスターをはじめ多くの建築家が有機的曲面形状を有する建築物 -オーガニックアーキテクチャ- を作り出している。このような構造物のデザインプロセスでは空間把握のために3次元CADやCGシステムを利用することが不可欠である。一方で、多くの建築家は実空間の物理モデルでの形状検証を好む。そのためデジタルデータをタンジブルな物理データに変換する「物質化」のプロセスが必要になる。現状では3Dプリンタを用いるのが一般的であるが、実用的なモデルの出力には数時間から十時間程度が必要だ。さらに樹脂や石膏等の可塑性の極めて低い物質を用いているため、試行錯誤を繰り返しながらモデルの修正やリデザインをするのは困難である。
スマートマテリアルを建築設計に導入する
本アプローチではスマートマテリアルをコンピュータ支援設計(Computer Aided Architectural Design, CAAD)に導入する。"SMAAD"は"Smart Material Aided Architectural Design"もしくは"Shape Memory Alloy Aided Architectural Design"の意である。SMAAD Surfaceはその有効性を検証するために実装されたインスタンスである。
プログラマブルな布、プログラマブルな曲面
SMAAD SurfaceはCADの自由曲面を擬態する実空間の布型タンジブルデバイスである。繊維状の人工筋肉と曲げセンサが編みこまれたこの布型デバイスは、キネティックテキスタイルの先行事例 Surflex[Coelho et.al 08] を参考にしながら、曲面形状のセンシングとCADとの連動機能を実現した新技術である。それ故、曲面形状をマイクロコントローラにフィードバックしながら形状の変形ができる。この布はデザイナーの自然な手操作によってその形状を変形できるスマート素材としても機能する。布の状態を曲げセンサが検知し、その形状を維持するようにアクチュエータが働くことで、あたかも手で自由曲面を捏ねているような感覚で形状デザインができる。曲面形状がマイコンを通して3次元CADに送られることで、デジタルデータを布型デバイスの形状とシンクロさせながら変形できる。同様に、3次元CAD内で変形を加えると、そのコマンドが布型デバイスに送られ、布形状がデジタルデータと同様の形に変化する。
実空間のUNDOとREDO
曲げセンサを通して曲面形状はマイコン（そしてPC）へフィードバックされ続けるため、変形の操作履歴を保存／再生することが可能になる。これはモデリングにおけるUNDO/REDOと同様の操作を実空間で実現することを意味する。作業履歴を再生し続け、形状の創作過程を追体験する機能も想定できる。
キネティックアーキテクチャ
操作履歴の保存と再生は、モーションデザインの録画と再生機能としても利用することができる。この作業は2つのステップで実行される。最初のステップでは、曲げセンサを通してダイレクトな操作を一定時間記録し続ける。次のステップでは、記録された動きを同じ再生時間でSMAに反映し、動きを再現する。この機能は近年注目を集めているHyposurface [Goulthorpe and dECOi, 2000] やThe Muscle Projects [Oosterhuis et al. 2008]に代表されるキネティックアーキテクチャのデザイン環境として利用できる。
即時的プロトタイピングのためのプログラマブル・マター
SMAADのビジョンはデジタルデザインのプロセスとフィジカルデザインのプロセスをシンクロさせることにある。現状では4枚の布型デバイスを連結させることに成功しているが、将来的に数十枚単位での接続が可能になれば、汎用的な形状のアクチュエートが可能になるだろう。これはSMAADがデザインシステムを超えて、即時に反応するラピッドプロトタイピング環境として機能することを意味する。3Dプリンタから数時間かけて形状が出力されるのを待つことなく、即時に形状を把握できるシステムにより"Immediate Prototyping"が可能になるかもしれない。
Blob Motility is an attempt of actuated shape display using fluid programmable matter. We have developed an environment where we can program the shape of gel geometrically and topologically using our unique magnetic fluid called pBlob(programmable blob). This enables us to experience organic shape changes in real space, like a metaball in the CG world. The control hardware is composed of electromagnets arranged in the honeycomb structure and their control circuits. We describe the method of blob creation, details of the mechanism and the language for transformation control, and propose some applications we are developing at present.
Blob Motility は、流動的なプログラマブル・マターを用いたインタラクションデザインの試みである。磁性を有する粘弾性体をインターフェイスとして扱う Rheologic Interaction（レオロジック・インタラクション）のコンセプトの第一歩として，我々はpBlob(programmable blob)と呼ばれる独自生成したゲル状の磁性流体を用いて，幾何的かつ位相的にその形態をプログラムできる環境を提案する。これにより，ユーザはCGにおけるメタボールのように，有機的な形状の変化を実空間で体験することができる。制御ハードウェアは，ハニカム構造に配置された電磁石によって構成されており，これらの制御によってpBlobの多様な変形とアニメーションを実現する。メタモーフィックな変形を実現する操作言語も合わせて提案する。
Recently, organic interactive devices, inspired by shapes and movements of nature and living things, have been attracting attention. In order to implement such behavior, programming skills and mathematical knowledge are essential. Due to this, for the potential users of the devices, such as product designers, it is too hard to apply the attractive interfaces to their works.
We propose Intuino, an authoring tool that can prototype behavior through time-line operations, spline drawing, or other visual PC operations. The system enables the designers to concentrate on their essential works of interaction design,i.e., selection of the sensor and actuator, and tuning of their operations.
有機的な振る舞いを持つインターフェイス（オーガニックインターフェイス）をデザインするためには数学的知識やプログラミングのスキルが必要とされる場合が多々あります。インタラクションデザイナーの中には、ウェブデザインの経験を通してこれらの知識やスキルを獲得している人が多いのですが、プロダクトデザイナー、建築家、ファッションデザイナーなど、いわゆる従来のデザイナーにとっては、これらの知識やスキルは依然としてハードルの高いものです。モノと情報が一体化した人工物がデザインの新しい潮流を作りつつある現在、彼らはオーガニックインターフェイスのポテンシャルユーザであり、特別な経験や知識を必要とせずインタラクションを構築できる環境が必要とされています。
Intuinoは一般的なPCの操作言語のみでインタラクションデザインの初期過程を支援するプロトタイピング環境です。線分の描画、曲線の描画、ドラッグ&ドロップなどの操作のみで、センサとアクチュエータの振る舞いを試作することができます。一般的なフィジカルコンピューティング環境 Arduinoと連動するオーサリングツールとして提供されるため、汎用性が高くかつ安価に作業環境を構築することができます。
Living Textile is a dynamically transformable textile to design artifacts with biological motions. We adopt various movement patterns and seek the relationship between the textile behavior and the impressions. At present, although our task is still ongoing, we have already found that human beings feel as if a cloth is a living thing and it has its feelings when the cloth changes its shapes according to the difference of 1/f noise, normal random number and rhythm recursion. This feature is considered to be effective if the cloth is applied to fabric toys or products that evoke some warm feelings.
Living Textileは動的な変形機能を通して生物性を提供するテキスタイルです。我々はテキスタイルの振る舞いと印象の関係性を探るために、様々な動きのパターンを適用する実験を行っています。現在はまだ研究過程ではありますが、1/fゆらぎや一様乱数に沿って動きを制御することで、人間は生物らしさを感じる傾向があることが分かっています。将来的には愛着を誘発できる玩具や工業製品を作ることができるかもしれません。
The beauty of the body and the machine
"quatre unité" is the clothing made from Fabcell exhibited at the mo]ve[ment MODE & SCIENCE 3rd Fashion Event at the Tokyo University Museum. The clothing for this event, which directed by professor Yoshiaki Nishino, Naoki Takizawa, Hiroyuki Sekioka, was created mainly by Fab, a student fashion organization. "Fabcell" changes color from red to blue. Different from Light emitting diode and liquid crystal display, Fabcell is non-radiant and adds softness to the clothing as well as a mechanical quality. With Wearable Computing, the exposure of the control device and battery often affects the beauty of the clothing itself.
However, we tried adding the beauty of mechanics of a classical computer to the organic form of a body by exposing them on purpose. We were the first to succeed in creating clothing made of Fabcell people can wear.
The beauty of squares
Fabcell, being a "pixel of fabric", was organized by a grid for standardization. The shape of the fabric and mechanical parts are all square, and the number and size are composed in multiples of 4. The form of the clothing, the Fabcell, and the placement of the circuit boards were also all modeled to match the multiple of 4.
Kohei Tsuji
身体と機械の美しさ
「quatre unité」は東京大学総合研究博物館で開催された mo]ve[ment - MODE & SCIENCE 3rd Fashion Event に 出品したFabcell を使用した衣服です。 このイベントは西野嘉章氏、滝沢直己氏、関岡裕之氏の三名 の教授がプロジェクトをディレクションし、学生服飾団体Fab が中心となり服とイベントを作り上げます。 Fabcell は赤から青へと色が可逆的に変化します。発光ダイ オードや液晶ディスプレイとは異なる非発光で柔らかな質感は 衣服にとけ込みながらも機械的なイメージを保持します。 Wearable Computing において、制御装置とバッテリー は見た目の美しさを損なう原因となります。
しかし、 それらを敢えて外に配置することにより、身体の有機的な フォルムにクラシックコンピュータのような機械の美しさを 取り込むことをめざしました。また、初めて人が着用すること ができるFabcell を使用した服を制作することに成功しました。
正方形という規則に基づいた美しさ
「布のピクセル」であるFabcell を意識し、ピクセルを扱う 際のルールであるグリッドにより、全体の統一を計りました。 布や電子部品の形は正方形、数とサイズは４の倍数で構成され ており、衣服のフォルム作りやFabcell、基盤の配置において も４の倍数にこだわり造形を行いました。
辻 航平
Kerido is a prototype of the next generation interior that is developed with Fabcell, our original color-changing textile. Fabcell (Fabric Pixel) is a new smart material for the use of interior and fashion design. Because of its non-emissive manner, it is suitable not for pushing information but for pulling users attentions. By utilizing this capability, Kerido Partition functions as a tool of customizing individual ambient space.
Columns of Kerido Partition can be controlled by a personal computer which communicate with each fabcell with ZigBee based wireless connections.
Color sliders (Red/Green/Blue) for each fabcell are prepared on Kerido GUI, sending color data and enabling calm color change. Users can also select preset color schemes. The concept of Kerido Partition is that as if user changes wallpaper on the desktop, user can customize wallpaper of real-space.
Kerido Fabric Board is a fabric panel made with large fabcell (W:1200 x H:450). At first glance, it seems a simple black fabric panel. However control circuit that permeate dynamic organic textures are placed inside it. Fantastic moving texture makes an illusion that user feel like walking in a bamboo bush.
Kerido は脇田研究室で開発された可逆変色テキスタイル"Fabcell"を用いて開発されたインテリアのプロトタイプです． Fabcell(Fabric Pixel)の非発光で変色する特性は，従来のプッシュ型ではないプル型の情報提示の可能性を示してくれます． Kerido Partition はこの特性を活かして，アンビエントな空間をユーザが自由にデザインできるツールとして機能します．
Kerido Partitionの5つのカラムの色彩はZigbeeに基づく無線経由でパーソナルコンピュータでコントロールすることができます． Red/Green/Blue のカラースライダーを変更すると，そのカラースキーム情報が Partition に送信され，Fabcell は穏やかに変色を開始します． プリセットされたパターンから模様を選択することも可能です．あたかもPCの壁紙を変更するかのように， 自身の空間の壁紙をカスタマイズする．それが Kerido Partition のコンセプトです．
Kerido Fabric Board は約1メートルの巨大な Fabcell を用いた1枚のファブリックパネルです． 一見して特別なものには見えませんが，その背後には有機的なテクスチャを映し出す制御回路が組み込まれています． ひとたびスイッチを入れると，あたかも竹林を散策しているかのような感覚を想起させる幻想的なムービングテクスチャが映し出されます．
Evoku is a visualization system supporting the three processes of haiku reading, that is to-ku, sen-ku and midoku. Each haiku phrase is submitted through web interfaces, and is transformed into 3D typography space. Ultra large screen (900 inch) built in National Museum of Emerging Science and Innovation (MeSci) is used for the projection. Atendee of haiku reading experiences haiku phrases as large scale embodied typography, and selects preferable haiku for further reading. Haiku space can be changed through 3D to 2D, and vise versa, to accomplish suitable information display.
"Evoku" is named after two words, one is "Haiku" that means "The simple words evoking the images of natural world", and the other is "evoke". The mood of Evoku is inspired by the world of "Kotodama" in which it is believed that words have its own spirits. Each words animate like a living thing to bring the feeling of "A-WA-RE". By utilizing the ability of smooth outline font and the 3D graphics in Flash, a unique font space is accomplished.
Evokuは、俳句を構成する3つのプロセス - 投句、選句、味読 - を支援する可視化システムです。 ウェブのインターフェイスから投稿された俳句は、3次元のタイポグラフィ空間に展開され、 日本科学未来館に設営されている900インチの超巨大スクリーンに投影されます。 句会の参加者は各々が投稿した句を身体を遥かに超えるスケールで体験し、その世界観に身をまかせながら句の選考をします。 俳句のタイポグラフィ空間はプロセスに応じて3次元と2次元を行き来し、最適な情報提示を実現します。
俳句の英語表記"Haiku"という言葉は英英辞典では"The words evoking the images of natural world" と説明されています。 タイトルの"Evoku"は、自然の美しい風景を想起させる"Evoke"と"Haiku"による造語です。 Evokuの世界観は日本古来の言霊信仰をヒントとにしており、俳句を紡ぎ上げる一言一言に魂が宿るがごとくフラフラとアニメーションします。 Flashが本来持つアウトラインフォントを美しく表示できる特性と、近年サポートされた3次元描画機能の組み合わせは、 ビルボード的な制約をもつ独特のフォント空間の体験を提供します。
Ephyra, a robot featured at this exhibition equipped with a flexible "skin" andhighly-sensitive touch organs, is intended to be a mini simulation of mankind' s future creations. The cylinder-shaped cloth with its mouth wide open upward is a supreme example of extending the limitations of the cutting -edge warp knitting machine of Raschel Seamless Ware.
This cylinder woven in a denser weave toward the bottom wraps the mechanical body in softness like "skin" . Twelve arms, driven by hydraulics, are set up in a radial pattern at the center of the machine. As if to explore their extended boundaries, these tentacles expand and contract in all directions, pushing out the highly elastic fiber that covers them in a slow, repetitive movement.
In fact, these arms, equipped with sense organs, serve as tentacles, and each is equipped with touch sensors at its extremity. When visitors, enticed by the tips of the protruding tentacles, try to touch the robot with their hands, Ephyra reacts like a living thing, for example a snail. The robot has the ability to respond to the slightest stimulation; whether or not the tentacle has been touched, it may retract it at unbelievable speed.Though the tentacle remains hidden for some time after, if you wait for a while you will see it slowly emerge once again. Then, until someone else touches it, a graceful, gentle movement of expansion and contraction is played out. (Shunji Yamanaka)
この展示物、エフィラは、鋭敏な触覚器がそなわった柔軟な皮膚を持つ、 未来の人工物のささやかなシミュレーションです。天に向かって大きく開いた筒状の布は、 最先端のラッセル織機の製造限界に挑戦した最大級のものです。 その筒は、下方に向かうに従って高密度に編み込まれており、皮膚のように柔らかく 機械体を包み込んでいます。
中央の機械体には、空気圧で駆動される12本のアームが放射状に配置されており、 自分の身体の拡張限界を確かめるかのように、この伸縮性の高い布を八方に押し広げては 収縮することを繰り返しています。
実はこのアームは、感覚器を持った「触手」として作られました。 それぞれのアームの先端にはセンサーが組み込まれ、何かが触れたことを検知することが できるのです。突き出された触手の先端に誘われて来場者が手で触れようとすると、 エフィラはある種の生物、例えばカタツムリ、と同じような反応を見せます。 つまり、指先が触れるか触れないかのわずかな刺激に反応し、 驚くほどの速度で触手を引っ込めるのです。刺激を受けた触手は少しの間縮んだままですが、 待っているとまたゆっくりと伸びてきます。そしてまた、誰かが触れるまで、 おだやかな収縮を繰り返します。（山中俊治）
Paravision is a dynamic sign system in public space using RFID and transparent screen. This system is assumed to be in use at event and exhibition space. With all users having their own RFID tag, and RFID reader placed in several places at site, Paravision can project the dynamic sign on the transparent screen. Paravision is seeking for the new possibility of ways of using the RFID. This dynamic sign system also stuck resolutely to the quality of visualization.
We used the transparent screen, so when one sees a location through this, the virtual information will be put over the real vision. At ORF, users were able to overlap the information onto the site of ORF itself.
Paravision connects the given information directly to the site, where information using maps have to be broken down before applying to the actual site. This helped the user to understand ORF better.
A RFID reader is placed in every booth, for people to be able to mark their visit by touching the reader with their own RFID tag. A touch is a vote for the booth, and at the same time, user's id will remember the booths the user has visited in the past. This will be the hint for Paravision to guess and advise the suitable unvisited booth for the user. A single touch of RFID gives effect to several different data: booth popularity ranking, user's own visited booth log.
ParavisionはRFIDと透明スクリーンを使用した公共スペースのダイナミックサインシステムです。このシステムはイベントや展示会場での使用を想定して作られました。 ユーザー各自がRFIDタグを持ち歩き、会場のいたるところにRFIDリーダーを配置された状態で、 Paravisionは透明スクリーン上にダイナミックサインを映し出すことができます。 ParavisionはRFIDの新しい可能性を模索しています。 また、このダイナミックサインシステムはビジュアライゼーションのクオリティにもこだわりました。
透明スクリーンを使用したため、ユーザーがそれを覗くと、実際のビジョンの上にバーチャルな情報が重なります。 ORFでは、物理的に見えるORFの会場に情報を重ねました。
Paravisionは与えられた情報を直に会場へと繋げます。 地図による情報はユーザーが目の前にある情報にマッピングしなくてはなりません。 直接的なサインにより、ORFの理解を深めることができたと思います。
RFIDリーダーは各ブースに配置され、ユーザーは各自が持っているRFIDタグをそれにかざし、 訪問の記録を残すことができます。タッチはブースへの投票となり、 idには訪問の記録が残るので、後に自分の軌跡をたどることができます。 その記録を元にParavisionはユーザーの好みに合わせたナビゲーションを表示します。 一つのRFIDによるタッチが、ブースの人気、ユーザーの訪問ログ、と複数のデータに 影響を与えます。
In this research, we have utilized the algorithms of 3D computer graphics to realize the innovative and unique expression of fashion design. We have proposed the methodology of the fashion design to tie computer-generated shapes to actual clothes.
3次元コンピュータ・グラフィックスのアルゴリズムを用いることにより、コンピュータ上でしか創り出すことのできない形状や表現をファッションデザインに利用する。コンピュータ上で創り出した形状を実際の衣服と結びつけるためのデザイン方法論と、コンピュータ上でしか作り出すことのできない表現を利用した衣服について提案する。
Fabcell is a flexible, non-emissive, and multi-color fabric module. In Fabcell, fibers dyed with liquid crystal ink and conductive yarns connected to electronic components are woven into a square textile. By applying voltage to the conductive yarn, and changing the fabric's temperature, the color of fabric surface can be changed. Arranged in matrices, Fabcells display images on the curves of flexible textiles.
Fabcellは非発光かつ可逆的な変色が可能なモジュール型テキスタイルです。 このモジュールは液晶インクで染色した糸と導電性繊維から作られた一辺7cmの織物です。抵抗値の低い導電性繊維は印加することで瞬時に発熱します。この熱は表面に塗布された液晶インクに伝わり布全体の色彩が変化します。マトリックス状に配置されたFabcellはフレキシブルな布型ディスプレイとして機能します。
"Growable Media" means an actuator, which integrates plants and digital media. It is ambient media for information visualization in real space. Since plants are grown with organic change, we think that the growth of plants is well suited to visualize some sort of information like human relation and feeling. In addition, plants are effective to appeal to our emotion. For these reasons, we have developed the first prototype of Growable Media to visualize a result of the everyday communication using the growth of plants.
The supplied water is stocked once on the planter, and drops below little by little. We can confirm the reservoir of information by the height of the surface of the water. The water drips, and it create water ripple in the surface of the water. Light illuminate the ripple beautifully. It informs that the pump is supplying the nourishment water.
It consists of three parts. The first part is the sensor that mobile phones and RFIDs collect the results of everyday communications. The second part is the MySQL database server, which manages the collected data. The third part is the actuator, which reads data from the database server, and embodies information as growth of plants. Actuator consists of the lighting system, the water-pump, the AC power control unit and the XPORT device server connected to the LAN cable. We use RFID readers as a trigger to reflect the result of the database. If the RFID readers detect users ID when users come home, a computer starts the browser application automatically and accesses the JAVA applet in the XPORT device server. The applet checks the database, and acquires the results of communications. Hence, it controls the duration of running LEDs and the duration of running the water supply.
"Growable Media"は植物とデジタルメディアを結合するアクチュエーターです。 実空間のインフォメーションビジュアライゼーションのためのアンビエントメディアです。 植物の成長は有機的な変化によるものなので、 人間の関係や感情を表すのに適していると思いました。 さらに、植物には私たちの感情に訴えかけるものがあります。 これらの理由から最初のプロトタイプを作成し、日々のコミュニケーションを Growable Mediaの植物の成長により表現しました。
この研究では、植物を使ったインフォメーションビジュアライゼーションの新しい可能性を模索しています。インプットされた情報に基づき、Growable Mediaは直接植物に刺激を与えます。Growable Mediaは光をコントロールすることによって光合成による植物の成長を制御します。私たちはコンピューターディスプレイでは表現できない有機的な情報を扱っています。供給された水は一度プランターに蓄えられ、少しずつ下に垂らします。 水面の高さで情報の蓄積を確認することができ、水が落ちると、水面にさざ波ができ、光がそれを照らします。この現象がポンプに滋養水の供給を知らせます。
主に3つに分けられます。 一つ目は携帯やRFIDから毎日のコミュニケーションの情報を集めるセンサーです。 二つ目はその情報を管理するMySQLデータベースサーバー、 三つ目が情報をデーターサーバーから読み取り、植物の成長に還元するアクチュエーターです。 アクチュエーターは照明装置、ウォーターポンプ、AC電源装置、 およびLANケーブルに接続されたXPORTデバイスサーバから成ります。 RFIDリーダーをデーターベースに結果を反映する際の引き金として利用しました。 ユーザーが帰宅すると、RFIDリーダーがそれを認知し、 コンピューターが自動的にアプリケーションを立ち上げ、XPORTディバイスサーバーの中の JAVAアプレットにアクセスします。このアプレットがデータベースをチェックし、 コミュニケーションの結果を取得します。 その結果、LEDとウォーターポンプの起動時間を制御します。
Our concept is based on the perception of clothing as a module. This clothing has both input and output. Say, we have an inner wear that senses the body temperature and changes its color. In this case, body temperature is input through a temperature sensor and processed by microcontrollers.
Here, by assuming the output of a module as the input of another module, linkage between two modules is realized. By connecting another fashion item, for example outer wear, that inputs the light output from the inner wear, "the coordination of information" can be established. Effectors, for example accessories, hats and bags, can be also thought that amplifies the output of a module.
This conceptual model is similar to the analog synthesizer. In analog synthesizer, users can generate infinite original sound by connecting and tuning three modules, VCA, VCO and VCF. We have named our model "Wearable Synthesis" in the meaning of enabling original fashion expression by combining individual fashion items.
本研究のコンセプトは衣服をモジュールとして捉えることです。 入力と処理と出力の機能を衣服に埋め込むことで、衣服の新しい可能性を探るものです。 まず、人の体温を色の変化で表す衣服をつくりました。 インプットである体温は温度センサを通して入力され、PICマイコンによって処理されています。
一つのモジュールの出力が他のモジュールの入力になることにより、ぞれぞれのリンケージが築かれます。 インナーが出力する光をインプットするアウターなど、 他の装身具を取り入れ、繋げることによって「情報のコーディネート」を設立することができます。アクセサリー、バッグ、帽子などもモジュールとして取り入れられるエフェクターだと考えられます。
このコンセプトモデルはアナログシンセサイザーよく似ています。 アナログシンセサイザーでユーザーはVCA、VCO、VCFの3つのモジュールを 接続し調節することによって、無限にオリジナルの音を作り上げあることができます。 個々のモジュールを接続することによりオリジナルなファッション表現を可能にする という意味を込めて、このコンセプトを「ウェアラブル・シンセシス」と名づけました。