生态里的科技｜保时捷研究奖学金之第二阶段获奖作品公布

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- 保时捷研究奖学金 -

第二阶段获奖作品公布

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PHASE II

获奖作品《呼吸作用》

呼吸作用

艺术家：SOT科学观察小组

（成员：王梦瑶、赵钰儿、陈治、陈艺玮、赵梦瑶）

创作年份：2021年

作品介绍

《呼吸作用》是一个互动性空间装置。我们设置了一个人与自然对抗的环境，由植物与动物的呼吸来调节室内红色灯光的变化。对于植物来说，红光是最有利于植物生⻓的光线，刺激植物更快的发育，而对人类而言，红光是最具有刺激性的 光线，强烈的红光会刺激人的视网膜神经产生不适感，这种为争夺最舒适环境的对抗，以灯光的视觉形式呈现出来。

在房间内设置了可调节亮度的红光，灯光的亮度分成十个等级，这十个等级的亮度与人和植物的呼吸相关并且实时调控灯光的亮度。人的呼吸频率控制室内灯光由开启慢慢转向关闭，而植物的呼吸频率控制室内灯光由关闭慢慢转向开启。当人的呼吸无法对抗植物时，则红灯慢慢转向明亮起。而当植物的呼吸强度减弱时，灯光亮度随之递减。当人的呼吸达到峰值时，红灯则完全关闭，而一旦呼吸间断，红灯则瞬间恢复。人和植物在呼吸的对抗中争夺对光的控制权。

技术流程

原方案中，我们计划通过检测血氧饱和度检测观众呼吸频率，血红蛋白中含有的氧气水平会影响我们血液对红光和红外光线的吸收。可穿戴设备上的传感器可以检测数据，使用这些数据，利用后台专业算法就能够计算用户含氧量与呼吸频率。

▲ 原方案技术流程

考虑到现场体验，我们较第一阶段改进了技术流程，决定使用非接触式检测呼吸。Respiratory Rate Estimation from Face Videos。

人在平和状态下是呼气时间⻓,吸气时间短。除此之外呼吸还有以下几种情况: 呼吸增快、呼吸减慢、呼吸困难、潮式呼吸、深大呼吸、间停呼吸。

第一步:摄像机捕捉观众呼吸，通过图像识别检测观众呼吸频率。

第二步:呼吸波频率对应灯光闪烁速率。当观众人数增加或呼吸速度加快可使灯光变暗。

第三步:实时检测植物光合作用下二氧化碳排放量速率，当灯光变暗，植物产生二氧化碳的浓度上升，数据变化使灯光变亮。现场体验效果，观众通过增加人数和呼吸速率与植物抗衡，闪烁的灯光体现两者之间的对抗。

此面部识别检测呼吸方法来自Mingliang Chen、Qiang Zhu、Harrison Zhang、Min Wu and Quanzeng Wang的文章“Respiratory Rate Estimation from Face Videos ” 非接触式检测呼吸与心率在医学界同样有着重大意义，由于设备与技术条不足，我们正在进行探索，尝试做出能够捕捉呼吸频率的有效办法。

实验过程

人脸识别呼吸测试与空间实体模型模拟：

我们制作了等比缩小的实体模型，用来模拟展厅效果和观众互动效果。同时尝试了人脸识别检测呼吸的AI模型，能大致检测到观众呼吸变化。尝试让呼吸变化的数据和植物排放二氧化碳速率来影响灯光变化。具体可参考附带的视频。

▲ 代码测试过程

▲ 实体模型

▲ 展厅平面、立面、刨面设计图

作品阐释

人类也许是现在的霸主，而人类尚未诞生之时，植物也曾是陆地的霸主。事实上，所有的霸主在庞大的时间轴线上都只是瞬间。生物族群之间从来没有和平主义者。任何的生物族群都会本能的追求最令自己舒适的环境，人与植物为了自身的生存利益彼此抗衡，又无意识的提供出利他属性的生存资源。《呼吸作用》所展示的是生物族群之间的对抗隐喻。无论是族群之间的厮杀，还是悄无声息的对抗，我们所争夺的仅仅是对周遭环境片刻的控制权，哪怕那只是短暂的瞬间。

▲《呼吸作用》创作视频

PHASE II

获奖作品《自驱动生态车》

自驱动生态车

艺术家：李晓彤

创作年份：2021年

更新方案

在之前的方案基础上，如何更多地展示出生态与科技？

也许做一个可以自驱动的生物形态更能将这两种概念融合 。所以，在之前方案的基础上我提出了一个新的方案，一个自驱动的蜘蛛。它可以依靠内部的电磁发热源实现热敏金属的张合，从而实现蜘蛛的走动。蜘蛛，一个不断产生坚韧蛛丝的节肢动物，正是自驱动生物的理想选择。

1.将液态车轮车具象化为蜘蛛车，3D打印“蜘蛛”躯干。

2.使用热敏金属合金，成为“蜘蛛”躯干的“关节”。内置电磁，远程控制，加热膨胀，降温收缩，实现蜘蛛的关节活动。

3.单向轮组组成蜘蛛的“脚”，实现蜘蛛走动。

▲ 更新方案效果图

初步作品呈现 A

面对当下世界的交通现状，现代交通经济发展过度依赖路网布局。我们可以发现，环境严酷的无人区救援往往发生在道路不可及的地方，丰厚的自然资源由于道路尚未打通而未得到充分利用，人乃至动物的栖居地被道路网络切段与破坏。

面对这样的现状，如何解决？

如何让贫困地区的居民不再需要苦苦等待道路修到自家门口，突发的天灾人祸将会得到更为及时有效的救助。各国不再需要为获取偏远而珍贵的资源去破坏自然环境，动物们将不再惧怕横梗在栖息地之上的公路。

基于这样的理念，提出了液态自驱动车轮的概念。并将这一概念具象化畅想，做出了方案A中模拟液态自驱动车轮的运行。制作3D可视化液态车轮的模型，模拟未来城市中液态车轮驱动下的车辆的运行轨迹。

▲ 作品呈现 A 创作视频

作品呈现 B

如何将这样的概念在现实生活中呈现于观众面前，也许我们不能做出一个需要巨资才可落地的方案。但是将方案概念化，艺术化，展示其应有的姿态就容易多了。于是提出了方案B，一个游移的诗篇。

1.3D打印的纯白山地地貌间，分布着若干个以液态驱动车轮的小车模型。

2.液态车轮在预先设定好的电磁牵引下行进，时而相遇，时而分散，时而攀爬，时而滑落。

3.每一辆液态车轮小车车身上，都背负着一片刻有一个单词的亚克力片，随着液态车轮驱动小车移动，随机组成一首在群山之间“游走”的诗。

▲ 作品呈现 B 效果图

特别致谢

汪鸿章、邱思遥

PHASE II

保时捷研究奖学金

- 关于保时捷中国 -

    继1931年，费迪南德 保时捷（Prof. Ferdinand Porsche）先生于德国斯图加特创立保时捷设计工作室后，凭借两代人的不懈努力，1948年，其子费利 保时捷（Ferry Porsche）先生将保时捷的设计理念变成了现实，也标志着保时捷跑车品牌的诞生，并使之成为跑车界的传奇。随着数十年的发展，保时捷现已成为享誉全球数十载的顶尖跑车品牌。秉承以性能为核心的品牌价值，保时捷锐意创新，不断进取，以为全球跑车爱好者提供集卓越性能与非凡效率于一身的完美跑车为己任，不断拓展跑车设计与制造的新境界。

自 2001 年进驻中国市场以来，保时捷中国便致力于为每一位渴望挑战、追求完美的中国车友带来品牌所倡导的运动体验与创新精神。此外，来自保时捷全系顶级跑车的无限魅力亦得以倾力呈现——充满传奇色彩的 911 跑车、久负盛名的中置发动机跑车 718 Boxster 和 718 Cayman、豪华 SUV 翘楚 Cayenne、时尚 SUV 先锋 Macan、拥有纯正跑车基因的豪华轿车Panamera、以及纯电动四门轿跑 Taycan，均以超凡性能与极致设计诠释着保时捷品牌对于完美品质所秉持的至臻坚持。至今，保时捷在中国共拥有 140 家销售网点，确保每一位中国车主均能体验到保时捷享誉全球的至臻个性化服务。

2021 年前三季度，保时捷在中国市场的新车交付量达 69,789 台，中国仍保持全球最大单一销售市场地位。

- 关于保时捷研究奖学金 -

保时捷研究奖学金隶属于保时捷“溢彩心”企业社会责任项目。保时捷中国于 2009 年启动“溢彩心”企业社会责任项目，对青年艺术人才的扶持与培养始终是保时捷中国企业社会责任的核心实践之一。自 2010 年起，保时捷中国携手四川美术学院共同推出了“溢彩心”艺术作品征集活动，致力于为富有理想和抱负的青年艺术学子提供实现梦想的舞台。“保时捷研究奖学金”项目的启动不仅是保时捷中国企业社会责任深耕校园的延伸，也进一步将保时捷中国企业品牌的核心价值与社会责任凝聚起来。该项目由保时捷中国出资，通过上海市文社艺术基金会（CC基金会）赠予获奖院校。费用将用于支持相关院校青年艺术学子的教育与培养，包括优秀青年艺术学子奖学金奖励、院校艺术专项项目的建设、艺术展览组织、艺术研修、研讨活动以及专业基础设备购置等。 

- 上海市文社艺术基金会（CC基金会）-

上海市文社艺术基金会（CC基金会）成立于上海，由收藏家和企业家周大为先生创办与支持。位于上海市静安区曲阜路9弄下沉庭院负一层2号的非营利空间“CC基金会&艺术中心”于2016年11月初正式成立。基金会以回顾与发掘具有历史意义的展览，促进全球化当代艺术发展以及支持年轻艺术家创作及展示，打造全球性艺术收藏。

编辑/王梦茹