1. Dezember 2010
Aufgabenstellung
Konstruiert ein "Wesen", dieses soll:
- Eine "Persönlichkeit" besitzen
- seine Umgebung wahrnehmen
- mit der Umgebung interagieren können
- ja/ nein sagen können
- sowie einen Wach- und Schlafzustand haben.
- Entwickelt eine Geschichte/ einen Kontext in dem das Wesen eingebettet ist
Making of Video Persönlichkeit
Unser Pixel-Wurm, wird aus der Geschichte unten klar.Umgebungswahrnehmung
PIXEL-WORM nimmt seine Umwelt mit Hilfe von 4 Sensoren wahr:- 2 Schlaf-Sensoren auf der Seite des Kopfes
- 1 Wach-Sensor auf der Bauchseite
- 1 Front-Sensor
Interaktion mit Umgebung
Schlaf-Sensoren
Wird PIXEL-WORM auf die Seite gelegt und werden somit die auf der Seite liegenden Sensoren bedeckt, wird die Schlaf-Funktion ausgelöst und PIXEL-WORM rollt sich zusammen.Wach-Sensor
Befindet sich der PIXEL-WORM im Schlafmodus und wird auf den Bauch gelegt, wird der Wach-Sensor aktiviert und er beginnt sich vorwärts zu bewegen.Ja/Nein
In jedem Würfel befinden sich zwei RGB-LED's. Dies ermöglicht es uns zum Beispiel die Farben Grün und Rot als Ja/Nein anzeigen zu lassen.Geschichte
Vorspann
Wir befinden uns in einer digitalisierten Welt und haben oft das Gefühl, dass wir Ihr überdrüssig werden. Wir empfinden Tage in der freien Natur oft als Wohltat, realisieren erst durch die Abwesenheit von Technik Ihre Durchdringung in unserer Umwelt. Doch im Jahre 2010 geschah etwas einzigartiges: Vier Pixel wurden in unsere Welt geboren und sie versuchen nun, durch aufmerksames Beobachten sich hier zurechtzufinden."Zusammen sind wir stark"
Die Pixel lernten als erstes, dass sie in der Gruppe stärker sind als einzeln. So schlossen sich die vier zu einem Kette zusammen, jeder Pixel stellte ein eigenes Glied dar, die eigentliche Geburt des PIXEL-WORM. Kaum zu einer Einheit verschmolzen, zog er sich zusammen um sich gegen die neue, fremde Welt zu schützen. Bald lernte er weiteres von unserer, für ihn neuen und fremden Welt: Das Mysterium des Schlafes! Ihm fiel auf, dass er dadurch viel länger existieren konnte als gedacht.Beweg mich!
Auch fiel ihm auf, dass viele Wesen in unserer Welt miteinander interagieren. Von seiner bisherigen, digitalen Welt war ihm ein solch starkes Miteinander fremd. Er fand Gefallen an diesem Hin und Her und überlegte sich fortan fast jeden Tag, wie er daran teilhaben konnte. Eines Tages erschienen aus dem nahegelegenen Wald zwei unbekannte haarige Wesen, sie liefen auf Ihn zu, rüttelten und schüttelten mit Ihren Armen und Beinen und beäugten den digitalen Neuling. PIXEL-WORM war ausser sich, er wurde gedreht, hingelegt, gestreichelt, die Wesen krächzten und schrien vor Neugier. Bald verliessen die beiden Wesen Ihre Neuentdeckung in Richtung Wald und PIXEL-WORM versuchte Ihnen zu folgen, er strengte all seine Glieder an, stets den Wald vor Augen. Auf seiner Reise entdeckte er eine heisse Quelle, aus deren das Blut der Erde emporkroch, sie waren so gleissend heiss dass er sofort zerbersten würde, würde er sich nur zu Nah an sie heranwagen. Der Wald schien in unmittelbarer Nähe als er ein grosses Wesen wahrnahm, welches über ihn kreiste. Der Schatten des Wesens bedeckte seinen ganzen Glieder und wurde immer grösser. Da nahm er die Farbe des Erden-Blutes an und leuchtete so stark wie die Quelle zuvor, all seine Energie flossen in das Licht. Da liess das Wesen auf einmal von Ihn ab und er konnte sich sicher in den Wald retten.Freunde
Kurz danach traf er auf die beiden haarigen Wesen, welche ihn zuvor so liebevoll behandelten. Damit sie sich seiner freundlicher Gesinnung sicher waren, leuchtete er in den Farben des Waldes und sie empfingen ihn mit offenen Armen und wurden Freunde.Prototyp aus Karton
Verhalten & Aussehen
Mit Hilfe eines Prototypen aus Karton konnten wir herausfinden, wie sich unser Wurm bewegen soll. In dieser Phase definieren wir auch das Verhalten und den Charakter des Wesen.
Mechanik
Für die Mechanik des PIXEL WORMS setzten wir Legotechnik ein. Der Umgang damit ist sehr einfach und Änderungen an der Bauweise können schnell vollzogen werden. Alternativen zur Legotechnik (z.B. Plexiglas) haben sich für uns aus Zeitgründen nicht rentiert. Die mechanische Bewegung setzt sich aus 4 gleichen Gliedern mit 3 Verbindungsstellen zusammen. Mittels Zahnräder wird die Servokraft auf die Verbindungsachse übertragen. Schwierig zeigte sich hier das Zusammenspiel zwischen Funktionalität und vorhandenen Masse- und Platzverhältnissen (Würfelgewicht und -dimensionen).
Programmierung
Die Programmierung lief parallel: Einerseits mussten die LEDs und die Sensoren programmiert werden, andererseits waren da noch die Servos, welche den Wurm bewegen sollten. In einer ersten Programmierphase wurden alle drei Servos mit dem selben Bewegungsalgorithmus versehen, wobei der Mittlere der drei in umgekehrter Bewegungsrichtung gesteuert wurde. Dies brachte bereits ein kleine Vorwärtsbewegung zu Stande. Nach Analyse vorhandener Beispiele (YouTube) wurde der Algorithmus aber angepasst auf drei gleiche aber zeitlich leicht versetzte Sinuskurven. Nun bewegte sich der Wurm dynamisch vorwärts. Leider waren die Servos etwas zu schwach, bzw. die Würfel etwas zu schwer um einen noch flüssigeren Bewegungsablauf zu erzeugen. Die Fotosensoren, welche auf Helligkeitsunterschiede reagieren, wurden so programmiert, dass sie beim Verdunkeln (Wurm liegt auf dem Sensor) aktiviert werden. So wurden dann die verschiedenen Bewungs- und Beleuchtungsprogramme angesteuert.Lichtinstallation
Für die Beleuchtung wurden 4 x 2 RGB-LEDs verwendet. Die LEDs wurden über zwei Bitshifter angesteuert, was ermöglichte, jede Farbe in jedem LED zu erzeugen.
Plexiglas
Zubereitung
Das Gehäuse von PIXEL WORM haben wir aus 2mm, durchsichtigem Plexiglas hergestellt. Plexiglas lässt die LED's besonders schön hervorheben und gibt Einsicht in die Innereien des Wurms. Ein Nachteil von diesem Material ist aber in der aufwendigen Bearbeitung ersichtlich. Formen und Löcher müssen genau mit den Mechanikteilen abgestimmt werden und mit Einsatz von Lasertechnik ausgeschnitten werden. Sie können nur schwer ausgebessert werden. Des Weiteren mussten wir auch aufpassen, dass das Gehäuse nicht allzu schwer wird, damit die Servomotoren das ganze auch tragen mag. Nach ein paar Tests haben wir uns für eine nachträgliche Sandstrahlung entschieden, welche die Würfel undurchsichtiger machen. Das Licht streut sich so viel besser.
Finalisierung
Die Platzverhältnisse im Wurm waren sehr beschränkt. 3 der 4 Würfel waren belegt mit je einem Servo, der Machanik und 2 LEDs. Der Letzte (Kopf) wurde Träger für das Arduino und die gelötete Platine.
