Himawari (himawari prototype) - 2008

Plants, which unlike animals have no central nervous system, seem to spend their whole life quietly, without thinking or reacting. However, the more one observes the plant’s biology (the photosynthesis process, blooming, cross-pollination by insects, etc.) the thought that some intentions exist in the plant springs to mind.

生物学的には動物と異なり中枢神経のない植物は、ものを考えることをせず、ただじっと生を営んでいる。しかしながらその生態(光合成を行い、花が咲き、虫を使って受粉することなど)を観察すればするほど、植物にはなんらかの意思があるように思えてならない。

“Himawari” means sunflower in Japanese. Sunflowers exhibit heliotropism which is the tendency to move the heads of their flowers so they face the sun, during sunrise. That movement of the flower stem and the blossoming towards the sun, seems to communicate a message.

向日葵は太陽へ向かって花を咲かせる。(実際に生長が盛んな若い向日葵は太陽に正対するように動き、朝には東を向いていたものが夕方には西を向く。日没後はまもなく起きあがり、夜明け前にはふたたび東に向く。wikipediaより)首をかしげ、太 陽へ向かって咲いている様は、まるで何らかのメッセー ジを発しているようだ。

Himawari is an originally created robotic plant, influenced by the sunflower. Using an infrared camera in the plant as eyes, Himawari moves, following human movement. The stalk of the plant is driven by servo motors. There are two kinds of LEDs in the head of the plant. Infrared LEDs which are used to reflect IR light from the human motion into the camera, and white LEDs that shine inside the flower. Originally developed shape-memory alloy actuators are used to move the petals of the flower and the tentacles inside the head. 80 shape-memory alloy actuators and 48 white LEDs wriggle and twinkle according to human movements. This wriggling and twinkling reaction introduces the expression of Himawari.

本作品Himawari(himawari prototype) は向日葵に影響を受けて制作 した植物ロボットである。花部分中央にある赤外線カメラを目として人の動いた方向へ近づく。茎部分はサーボ モータで駆動する。花部分には2種類のLED が取り付けられている。赤外線LED は赤外線カメラで人の動作を解 析するために使用される。白色LEDは花の中で輝く。 独自に開発した形状記憶合金アクチュエータの触手、花びらが花の中に取り付けられている。80 個の形状記憶合金と48 個のLEDは、人の動きに合わせて群れを成して蠢き、またたく。この蠢き、またたきが、Himawari(himawari prototype) の表情を作り出している。

The plant robot Himawari, composed of both mechanical and electronic parts, quietly reacts to human presence. It’s slow ,weak and slender movements interact with human motion, trying to communicate, the same way a sunflower communicates with the morning sun.

機械部品と電子部品で構成された植物ロボットHimawari(himawari prototype)は、何も言わず、人に対峙し、ゆっくりと、かよわく、かぼそくコミュニケーションする。 朝日に向かう向日葵のように。


システム構成 :

花部分中央に取り付けられた赤外線カメラの映像の動作解析を行い、LED、形状記憶合金、サーボモータを動作させている。解析、アルゴリズム部分のプログラムは、Cycling'74 Max/MSP, Jitterを用いて開発。LED、形状記憶合金のドライブ回路は、Microchip Technology 社のPIC、FET 等を用いて開発した。サーボモータの制御システムはLinux によるシステム。

SMA(形状記憶合金)アクチュエータ :

本作品では、花部分の触手(68個)と花びら(12個)の動作に、独自に開発したSMAアクチュエータを使用している。SMAアクチュエータは全長3cmでシリコンチューブ、超弾性SMA、曲線記憶SMA、導通用エナメル線、電子ハトメによって構成され、1つにつき3V0.7Aの電流をPWM(Pulse Width Modulation)制御して流すことで動作させている。

SMA・LED制御の流れ :

赤外線カメラからの映像に対して動作解析を行い、フレーム間差分により動いている部分のみを抽出する。さらに動作解析画像にアクチュエータの数に合わせてモザイク処理を行う。モザイクのドットの濃度(0-255)を制御信号(DMX信号)へ変換してPWM電圧制御ドライブ回路を制御し、SMAアクチュエータ(80個)、LED(48個)を動作させている。

Contributors :

Collaborated with Yoshikawa Kogyo Co.,Ltd.
Kyushu University C&C Project Works
Cooperated with Yoshimi inc.
Coordinated by NPO Arts and Technology Association Kitakyu
制作協力・技術提供:吉川工業株式会社
九州大学C&Cプロジェクト成果作品
協力:株式会社吉見製作所NPO法人創を考える会・北九州

Awards :

2008 Asia Digital Art Award, Interactive Art category, Finalist Prizes
アジアデジタルアート大賞展2008 インタラクティブアート部門 入賞
九州大学C&Cプロジェクト2008 総長賞 優秀賞 「おとぎの国を創るプロジェクト」
九州大学学生後援会 平成20年度学生後援会学術研究賞受賞 「形状記憶合金アクチュエータの物体形状ディスプレイへの応用」

Exhibitions :

街じゅうアートin 北九州2008, リバーウォーク北九州, 06/Sep/2008-28/Sep/2008
北九州学術研究都市 第8回 産学連携フェア, 西日本展示場, 08/Oct/2008-10/Oct/2008
ロボスクエア, 23/Jul/2009-12/Aug/2009
東京ミッドタウン・デザインハブ第20回企画展 「ちょっと気になる芸術工学 ~ 産・学・官・民 連携が生み出す新たなデザイン ~」, 23/Jan/2010-14/Feb/2010
九州大学芸術工学・東京サイト 常設展示, 15/Feb/2010-

Publications :

Nakayasu, A. Himawari : Shape Memory Alloy Motion Display for Robotic Representation, In ACM SIGCHI 2010 Student Research Competition. (to appear)
Nakayasu, A. and Tomimatsu, K. Himawari Plant Robot: Creature Expression Using Shape-Memory-Alloy Actuator Crowd Robots, In ACM SIGGRAPH ASIA 2009 Emerging Technologies.
Nakayasu, A. and Tomimatsu, K. 2009. Himawari: A Plant Robot. In ACM SIGGRAPH 2009 Posters.
Akira Nakayasu, Kiyoshi Tomimatsu. Application of SMA for Artworks:himawari prototype. Shape Memory Alloys Simpojium, Association of Shape Memory Alloys. pp30-39 , 2008
中安翌, 富松潔, 形状記憶合金のアート作品への応用事例~ himawari prototype ~ , 形状記憶合金シンポジウム概要集, 形状記憶合金協会, pp30-39, 2008