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    【2020毕设故事】清华大学美术学院2020届科普硕士毕业生黄赫:《芽》

    黄赫

    2013年就读于清华大学美术学院绘画系

    并获得学士学位。

    2017年免试推研至清华大学美术学院信息艺术设计系(科普)

    攻读艺术学硕士学位。

    清华美院2020优秀毕业成果

           作为一位跨专业的研究生,她认为:“艺术创作的重点是在于价值的表达,形式上常常求异;而科普设计关注观众是否理解设计师所传达的信息,需要以用户为中心进行思考。”

    云展览效果

    导师的话

           黄赫的毕业设计是面向植物感知系统科普的交互式装置设计,该作品在植物向光性感知机制、材料特性、结构稳定性等方面进行了扎实的研究和实体设计研究,最终选用了柔性结构和传感器对植物的感光机制进行模拟和科普。作品在装置设计和交互方式上有颇具创新性的设计,具有很好的视觉效果和交互体验,能够反映出其扎实的专业研究和优秀的实践能力。

    吴琼 

    信息艺术设计系副教授

    《“芽”——面向植物向光性的科普装置设计》

           “植物以其强大的感知系统维持着地球的生态平衡,但因自身的生理结构,这些感知机制却容易被人们所忽略,基于植物向光性原理的科普交互装置,通过模仿植物胚芽顶端细胞的运动机制,强调和放大了隐藏在人们身边的植物感知能力。”

    设计背景

           植物——作为地球上生长面积最广泛的生物,以81.8%的占比高居生物种类榜首, 它们有如此广泛的分布,得益于其强大的感知系统,这也是植物学家一直以来探究的方向 。而植物的生理结构和有限的运动形态,又使得这些强大的能力被人们所忽略。所以我希望通过此次毕业设计,强调和放大植物的感知能力。

    装置结构整体介绍

    “芽”的制动原理

           “芽”由仿生交互装置、豌豆苗以及灯光构成。通过控制灯光方向改变真实植物的朝向,在植物周围布置传感器,传感器捕捉到植物朝向信息之后,将这些信息传递给仿生装置。仿生装置会跟着豌豆苗而弯曲,从而也具有向光性。

    设计概念与思考

    // 概念嵌入 //

           没有采用填鸭式科普,而是通过娱乐的方式,将植物向光性的概念融入在装置动态变化过程中,将肉眼不可见的植物运动放大和强化,使得观众能够更直观全面地理解植物向光性原理。


    // 以小见大的隐喻手法 //

           由局部事物指代整体事物。通过模仿植物的向光性运动,强调植物体内的“智能”特点,希望以此手法给观众带来更多的灵感启发,以植物作为引子,呼吁人们更多地关注身边的事物。

    设计过程

           方案确定后,为了验证想法的可行性以及优化方案细节,我设计并完成了以下四个实验。

    植物幼苗向光性实验


           为了验证想法的可实施性,我需要测试植物幼苗是否具有相对实时、相对可见的向光性。同时筛选向光性反应强烈的植株,为后续作准备。

    装置弯曲框架结构验证

           在设计茎部结构的时候,我借鉴了植物细胞的组成形式,建模并3d打印。

    第一次实验失败

           实验的失败经验告诉我,需要在细胞原本结构的基础上加以改进,于是我用软性硅胶条进行多次方案迭代。在验证想法可行性的同时可以测试不同类型结构的特点。

           我一共尝试了三种形态的结构,分别为:波浪形结构、菱形结构和多边形结构,并对其进行了弯曲度测试和支撑力测试。

    波浪形结构实验及评估

    菱形结构实验及评估

    多边形结构实验及评估

           多边形结构由两种不同软度的材料构成,在保持支撑力的基础上能最大强度增强“茎结构”的拉伸性,符合预期效果,于是我最终采用了此结构进行装置制作。

    气囊结构验证

           气囊结构需要满足两个特性:密闭性、形状可控。我从植物细胞的构造汲取灵感,设计了一套可以通过充气与放气控制大小的气囊结构,并进行验证。


    气囊结构

    单根“茎结构”单元气囊结构图

    气囊充气模仿细胞变大的机制

    传感器实验

           可以检测距离的传感器共有两种:红外传感器和超声波传感器。我对这两种传感器分别进行了测试,并且在可检测范围、精度和噪音方面进行了记录和对比。


    装置实施过程


    最终完成效果


    一些感悟

           这是我第一次做互动装置,疫情期间制作和测试、调试的条件都很有限。一个想法从产生到付诸实践是有很大距离的,简单的填鸭式科普已经不适用于当今社会,通过交互艺术装置进行科普活动,能够激发观众的主动性。而对于作品所传达的含义,观众能够理解到什么程度,这些都是要通过设计来实现的。

           最后感谢吴琼老师在毕设各个阶段对我的悉心指导,感谢李祥璞同学在代码和测试部分的帮助。

    (图文提供/黄赫)

     

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