能在大樓上作畫的巨型繪圖機

八月 27, 2018
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如果你在尋找能夠快速油漆房子或為心愛的藝術品製作高解析度複製畫作的方法,那你大概不用讀這篇了。我們打造的這個機器不僅外型巨大、解析度低,而且非~~常慢。它同時也很屌、便宜又不受控制,花幾天下午就能做出來。看著它運作能給人一種迷人且療癒的感覺,而且它可以創造(複製)偉大(或是「獨特」)的藝術作品。

1:創作者和繪圖機器人。

 

約一年前,當地Maker博覽會的主辦單位發起了號召活動,徵求藝術家為高達18英尺的建築進行有趣且迷人的創作。主辦單位在博覽會的戶外區域規劃了三座高樓,讓願意出手的Maker藝術家在這些畫布上創作(材料預算很有限)。

 

我和我的一名學生合作(他叫Janwillem te Voortwis,他以此做為創意科技學士專題)把握機會,計劃(並嘗試、建造)我長久以來的其中一個願望: Kritzler風格的巨型V型繪圖機(或最近在Kickstarter上的Scribit,或任何用Arduino控制的完美V型繪圖機),但這臺有進行一些轉變(真的會「轉」)。我們不用鉛筆或毛氈記號筆,而是噴漆;而且我們用的不只是一罐噴漆,而是使用菊輪式多色噴頭,有點像這個彩虹機器人

 

因為這場博覽會以達文西為主題和靈感,所以我們認為機器一定要使用大量木材和大輪子來打造,以達文西的戰車為靈感來設計噴頭,而且機器只能繪製蒙娜麗莎的複製畫。

 

我們的V型繪圖機主要有兩個大型且功能強大的步進馬達(原本是用於一個從未完成的CNC工具機專題),利用鏈輪和腳踏車鏈條來移動噴頭。噴頭是由雷射切割而成的齒輪盤組成,同樣由步進馬達驅動,依照色點要求來選取正確的噴漆罐。每次選取新的顏色時,噴頭會將正確的罐子旋轉至定位(其他罐子也會隨之移動並搖晃,產生好聽的叮叮聲)。噴漆罐由RC伺服機和3D列印的槓桿夾具原理進行噴射動作,類似這個Thingiverse例子

2:裝有八個噴漆罐的噴頭。
攝影:ERIC BRINKHORST

 

將兩個客製化設計的ATmega328控制器與RS485連接來控制主要步進馬達及噴頭(都是使用Arduino編寫程式)。利用Processing.org專案將影像轉換為V型繪圖機座標(和色點資訊),並在一臺老舊(但適合戶外使用)的Panasonic CF19 Toughbook筆電執行(作業系統是Ubuntu 16.04LTS)。

3:在耐用的筆電上執行繪圖機控制的Processing專案。

 

在博覽會期間,我們完成了五幅複製畫。風吹造成噴漆飛散(或是完全沒噴在畫布上),產生了不錯的隨性效果。實際解析度是1 dpi,然而3×4英尺的畫作需要超過兩小時完成。當與圖畫顏色「匹配」的罐子用完時,我們就要換掉不同的罐子,最後這個(更)有趣的普普藝術就誕生了。

 

噴頭裡的雷射切割木齒輪意外耐用,但控制噴漆罐的槓桿裝置常常被過量的漆黏住。整個裝置由強大的150瓦電源供應器供電,它得在炎熱的博覽會期間苦撐(有時也會掛點)。

 

真正令人頭痛的一個的問題,是在校正時發生的:畫布的邊緣出現了莫名(但產生有趣藝術效果)沒有對齊的情形。最後發現問題的源頭是那個二手鏈輪,顯然它有18和19齒數兩種版本。

4:大失誤的有趣效果。我們一開始竟然沒有數它的齒數……。

 

這個專題曾短暫捲入一場(全國性)的討論,關於應用於創意產業的人工智慧演算法的所有權(例如版權)歸屬。我們將一幅由機器繪製的畫作賣給一位AI專家時,將一部分的收入捐給社交機器人組織(我們是捐給名為reFURBYshment的菲比小精靈退休之家專題)來迴避這個議題。這個做法的靈感來自最近一起猴子自拍照的案例,當事人將照片收入的一部分捐給野生動物組織,並成功達成和解

 

專題:Janwillem te Voortwis、Edwin Dertien

 

程式碼
這是噴頭所使用的Arduino的草稿碼。DynamixelReader.cpp和*.h檔案為指令通訊協定的必備檔案(剛好和dynamixel伺服機一般使用RS485的程序相同)。

Arduino噴頭

DynamixelReader.cpp

DynamixelReader.h

V型繪圖機的Arduino程式碼:

V型繪圖機草稿碼

含有processing專案的檔案: image_pixaliser.zip

 


(譯:屠建明)

【原文】


 

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