Micro Swarm使用一系列Barduino的输入，模仿蝉的和谐叫声

Micro Swarm是2024-2025年紧急期货设计硕士课程微挑战课程的一个项目，使用一系列Barduino (ESP32)设备测试“群体智能”。通过人类用户(振动传感器)的输入，一个音符将在单个“参考”设备上播放。使用OpenAI，将确定一个协调音符，并通过MQTT传递给“Cell”设备。然后，“细胞”设备将播放音符，创造“群体音乐”。

贡献者

•Carlos Silveira：用于演奏音符和OpenAI集成的代码，以及外壳的建模

•Flavio Grimaldi：用于演奏音符、感知环境和OpenAI集成的代码

•Lucretia Field: MQTT协议的代码以及与OpenAI代码的集成

制造过程

系统结构

该系统由一个单一的“母”或“参考”设备组成，该设备从传感器读取输入，并向“子”或“细胞”节点发送信号，以发出特定的噪声来响应刺激。

参考节点将处理来自传感器的输入，以确定在板载压电蜂鸣器上播放的音符频率，同时通过OpenAI API向ChatGPT提示发送查询，以确定所需音符的协调频率。然后，通过现有的MQTT代理服务器，使用本地WiFi网络上的消息队列遥测传输(MQTT)发布-订阅协议将协调注释的信息传送到Cell节点。当细胞接收到频率时，它们将激活机载蜂鸣器播放声音，创造出和谐的蝉鸣。

母亲/参考

当捕食者在母节点附近振动时，该节点将发出“危险”信号，以便子节点得到警报。捕食者的接近是通过参考装置上的压电振动传感器检测到的。当感知到的振动在一个可接受的范围内时，为了从传感器中去除噪声，该值被映射为对应于88个音符的索引之一，该索引传递给OpenAI提示符。提示符要求从给定的音符中确定3个和声音符，并将它们作为数组返回。

然后，参考节点将把不同的频率传递给每个细胞，这样它们就可以以个人的方式做出响应，以确保所有的孩子都听到了呼叫。这是通过将所需的频率发布到不同的“主题”来完成的，每个单元可以订阅该主题，以仅接收其蜂鸣器的频率。

孩子们/细胞

单元格的代码要简单得多。每个Cell订阅一个主题，然后当从Reference收到新消息时，将该值插入蜂鸣器频率并播放该音符。

The Carapace

这个外形像昆虫的外壳，除了设计成在组装电子元件时可以在其内部部件中发出声音，以缩短母子俩的时间外，还特意设计成将声音从一个腔室反射到另一个腔室，并放大人工昆虫内部蜂鸣器发出的声音。工件的结构组件分为两个特定部分,灵活的硅基的四条腿垂直和水平可以被附加到不同的地方,每条腿上的吸盘,和外部结构覆盖Barduino板,电池,和压电传感器,3 d印刷在解放军保护组件的外部干扰和最大化的声音通过使用椭圆形状和七孔上,让气流从外室。

为了生产，外壳使用了Bamboo 3D打印机制作外壳，Creality Ender打印硅胶底层的模具，以及Blender和Adobe Illustrator来定义形状和形式。考虑到在Barduino上使用电池的可能性，在项目中将原始形状转变为新版本，这一点很重要，它们将分布在外壳内部，而不会相互干扰，从而为这次微挑战特别设计了一个更解剖的形状。

迭代过程

参考项目/灵感

未来项目发展

Lucretia：从一开始我们就对探索系统的不同输入很感兴趣，对于这个项目的未来迭代，我们认为如果有来自MIDI控制器的输入，人类可以提供一个音符或一系列音符，让“蝉”与之协调，那将是非常酷的。这种功能可以让人类和昆虫共同创造一种音乐氛围，而不是模仿自然界动物的危险感觉。

卡洛斯：考虑到群体中不同个体之间交流的逻辑本质，这个项目可以用来意识到人类和昆虫的环境问题，作为一种伪装在大自然中的东西，给人类和其他动物提供信号。我想探索的一种可能性是尝试模仿特定生物的频率进行交流，并创造一种人工生物关系来触发行动，这将具有真正的环境测量和护理潜力，并且可以用于不同的生物群落，具有容易的适应性。此外，这可以让我们看到通过一个控制参考与不同个体进行交流的可能性，这可以真正应用于我对生物混合机器人的研究，最后，改进并赋予每个机器人人工智能自主权将是令人愉快的。

弗拉维奥：这个项目的未来发展将探索民族认知如何影响个人和社区同步、适应和共同创造共享节奏的方式。通过扩展系统以允许实时行为适应，设备可以动态调整人类的存在，运动或文化声景，反映人们如何在城市环境中协商空间和互动。通过整合机器学习，该系统可以根据社区参与发展其协调模式，将公共空间转变为交互式声音生态系统。这可以作为文化融合的一个隐喻，不同的背景通过共享的感官体验促成了一个流动的、不断发展的集体身份。

本文编译自hackster.io