自走人生，一隻奇幻仿生獸的誕生

對互動設計或科技藝術有興趣的朋友，對近來在台灣造成不小話題的「奇幻仿生獸」其實應該不陌生，雖然說到底，我也不大記得到底 Theo Jansen 創造的這隻怪獸，是在什麼時間點曾經以什麼樣的形式出現在台灣（影片展覽嗎？），如今，這隻自走獸不僅在日本帶來風潮（大人的科學還出版了兩期附帶怪獸模型的雜誌），最近這股風潮也來到台灣。

一直以來，就只是覺得這隻怪獸是個藝術，不意之間卻在某個朋友的朋友臉書上，看見一位臺大機械系的學生，用很淺顯易懂但有些另類的觀點，探討這隻被台灣展覽界「奇幻化」的怪獸，看了他的說明，我才第一次發現，原來這樣的自走獸，其實可以用電腦科學的觀點去看它，走與不走之間，其實就是一種智慧… 唉呀，我在說的，難道就是人生？

好了，介紹到這裡，就請客官繼續看下去，這篇「自走人生，一隻奇幻仿生獸的誕生」←硬是要用一個跟客座作者不一樣的題目。嘿

Mr. xDay

你有聽過奇幻仿生獸嗎？

2月19日前，士林科學教育館展了一隻生活在海邊的機器怪獸，全身以水管與保特瓶組合而成，居然可以不用電力，只靠風力這個機械能，完成前進、後退、感測距離、反向切換、打樁這些特技，重點是，他是自己判斷什麼時候該執行哪一項功能！不靠電線電力的機器人，靠的是精密複雜的機構設計完成嘴巴(接收能量)、胃(儲能)、腳(行動)、神經(訊號)、及一堆神經組合成的大腦(控制器)，每一個元件都有很深的機械學問，幾乎榮獲我心中機械系聖經寶典之名啊！這個設計創新程度直可比擬原始電腦的構想來源，查爾斯．巴貝奇的差分機，類似的概念，只不過這次是活生生的海灘怪獸，被荷蘭藝術家Theo Jansen花費20年做出來了！就學機械的筆者來看，這隻仿生獸的重點特色有三個，仿生足、動力，以及機械式的邏輯運算，待我一一來介紹。

仿生足

一般移動機器主要以輪子為代步，但這隻仿生獸要生活在充滿沙子的海灘，360度與沙地接觸的輪子會讓移動造成困難。於是Theo Jansen嘗試設計動物的足跡，他觀察足尖所形成的軌跡，發現仿生的足跡軌跡類似橢圓，而且軌跡中腳離地的部分，與接觸地面的部分速度是有差的！在這個概念下，他利用電腦模擬機構，找出11個最適合的腳步尺寸，並命名為黃金尺寸(Holy Number)，解決在海灘走路的問題。

動畫模擬

動力

就像生物需要吃東西一樣，仿生獸也得進食獲取能量。不同的是，仿生獸以風為食。Theo Jansen設計讓風吹動的葉片，風力吹動風扇，帶動機構把空氣擠入寶特瓶壓縮起來存放，就是一個機械能轉換成壓力能的絕佳實例！這個寶特瓶就像是電池一樣儲蓄能源，等到風停了該走路了，瓶子裡的能力就被釋放出來，從壓力能轉換回機械能帶動腳部行動，仿生獸走起來了！

機械式的邏輯運算

這裡就是筆者最佩服的地方了！一般電器處理功能的過程是這樣子的，接收訊號 (感測器) → 處理(處理器) → 反應（燈、馬達…）

處理器裡的晶片，通常是工程師預燒一些Code讓他能做邏輯判斷，但這隻仿生獸把這個Code具像化了！Theo Jansen用水管做成氣壓缸，伸長代表1，縮短代表0來表示二進位運算，就像是最原始的電腦，利用電流有無通過來判斷1,0。每個氣壓缸就像神經，而一大堆神經就足合成大腦。

Theo Jansen再設計一種機構是可以感測水的，只要一碰到水，馬上回傳給大腦，大腦下指命給全身，看是要迴轉還是要把自己釘在沙灘上，同時也把「走了多少步碰到水」記憶下來，讓仿生獸大概知道自己在什麼地方。可以想像嗎？這些指定判斷跟傳輸不靠電流，完全透過機構設計！

讓我們體驗一下，一個產品在設計階段，工程師預燒好晶片讓產品進行測試。當測試時發現有錯誤需要修正，這時工程師只要在電腦上，用鍵盤修改一下程式碼，燒好晶片，換掉原本的那塊，新產品就出現了！但是現在仿生獸靠的不是程式碼，是具體的水管，修改程式碼相當於換掉機構，修改尺寸。而最困難的是，程式碼可以一直寫下去幾乎沒有容量限制，機構設計得考量到3D空間，這隻桿子是否會佔到另一根氣壓缸的活動範圍。如此困難的任務，也難怪Theo Jansen花了近20年才做到現在這樣的程度！