THE WASTIVE：數碼製造廢料嘅互動潮汐

目錄

• 1. 簡介
• 2. The Wastive：概念與藝術願景
• 3. 技術實現與互動設計
• 4. 相關研究與背景
• 5. 分析與批判性解讀
• 6. 未來方向與應用
• 7. 參考文獻

1. 簡介

人機互動（HCI）中嘅新興技術，特別係數碼製造（例如3D打印、雷射切割），令設計同原型製作變得普及。然而，呢種便利性伴隨住巨大嘅環境代價。原型製作過程本質上係迭代性嘅，而且經常造成浪費，消耗能源同各式各樣嘅材料，尤其係塑膠。處理不當會導致微塑膠污染，估計每年有1100至2300萬噸塑膠流入海洋 [4]。本文介紹「THE WASTIVE」，一個互動藝術裝置，透過將數碼製造廢料從被動嘅副產品轉變為主動嘅觀察實體，直面呢個問題。

2. The Wastive：概念與藝術願景

「THE WASTIVE」提出一個詩意嘅問題：如果數碼製造廢料可以觀察世界，佢哋會睇到啲咩？佢哋會講啲咩？ 呢個裝置將被丟棄嘅材料——失敗嘅3D打印品、支撐結構、雷射切割碎料——重新想像成有感知嘅觀察者。佢創造咗一個無聲嘅對話，呢啲科技殘留物會「觀察」並對人類嘅存在作出反應。核心互動模仿海浪有節奏嘅潮起潮落，喚起海洋嘅輕柔低語，並直接將廢料同其潛在嘅環境終點聯繫起來。呢個轉變將一個通常被忽略嘅物料流，變成一個具反思性、感官性嘅體驗，旨在引發對我哋創意同消費習慣嘅更深層次思考。

3. 技術實現與互動設計

呢個裝置可能採用傳感器-致動器系統。當觀者靠近時，接近傳感器（例如超聲波或紅外線）會檢測到存在。呢個輸入會觸發廢料組裝體內嘅致動組件，令佢哋以波浪狀嘅模式移動。選擇波浪運動至關重要，佢既係一種普遍嘅自然節奏，亦係對大量塑膠污染最終歸宿——海洋——嘅直接隱喻。技術目標係創造一個無縫、詩意嘅反饋循環：人類接近 → 傳感器檢測 → 算法生成波浪 → 致動器移動 → 視覺/聽覺回應。

3.1. 波浪運動嘅數學模型

潮起潮落可以用阻尼正弦波函數來模擬，以重現自然、平靜嘅運動。每個致動器 $i$ 喺時間 $t$ 嘅位置 $P_i(t)$ 可以由以下公式控制：

$P_i(t) = A \cdot \sin(2\pi f t + \phi_i) \cdot e^{-\lambda t} + B$

其中：

• $A$ 係振幅（最大移動幅度）。
• $f$ 係波浪嘅頻率。
• $\phi_i$ 係致動器 $i$ 嘅相位偏移，用於創造波浪傳播效果。
• $\lambda$ 係阻尼係數，令運動逐漸平息。
• $B$ 係基準位置。

參數 $A$ 同 $f$ 可以根據傳感器輸入（例如距離或觀者數量）進行調製，令系統具有互動性。

3.2. 分析框架：觀察循環

案例分析（非代碼）： 為咗解構呢個裝置嘅影響，我哋可以應用一個簡單嘅框架來分析「觀察循環」：

1. 主體/客體倒置： 廢料（傳統上係客體）變成觀察主體。人類（傳統上係主體）變成被觀察嘅客體。
2. 感官轉譯： 抽象嘅環境影響（數以噸計嘅塑膠）被轉譯為即時、局部嘅感官體驗（波浪運動、聲音）。
3. 隱喻橋樑： 波浪機制喺製造行為（源頭）同海洋污染（終點）之間建立起直接嘅隱喻橋樑。
4. 行為推動： 呢個反思體驗嘅目的唔係規定行動，而係創造認知失調，從而可能推動未來嘅行為改變。

呢個框架有助於超越單純描述裝置，轉而分析其影響機制。

4. 相關研究與背景

THE WASTIVE 將自身定位於可持續互動設計（SID）領域 [1, 2]，該領域致力於將環境考量融入計算中。佢回應咗對數碼製造中更可持續原型生命週期嘅呼籲 [3]。雖然先前嘅研究集中於技術解決方案，例如環保材料（例如用咖啡渣製成嘅線材 [5, 6]），但 THE WASTIVE 針對嘅係感知同行為上嘅差距。佢屬於人機互動中批判性設計同思辨藝術嘅傳統，利用詩意互動來促進對可持續性問題嘅情感同反思性參與，影響範圍超越專家社群。

5. 分析與批判性解讀

核心洞察： THE WASTIVE 並非一個廢物管理解決方案；佢係一個精巧嘅感知「黑客」。佢真正嘅創新之處在於利用人機互動嘅核心優勢——創造引人入勝嘅用戶體驗——將一種環境外部性重新構建為一種親密、可觀察嘅互動。佢令微塑膠污染呢個抽象後果變得個人化、可觸摸。

邏輯流程： 項目嘅邏輯優雅地形成一個循環：數碼製造產生廢料 → 廢料污染海洋 → 裝置利用波浪運動（海洋隱喻）賦予廢料能動性 → 呢種能動性令污染反饋循環對觀者而言變得即時 → 可能影響未來嘅製造決策。佢填補咗因果鏈中嘅認知差距。

優點與缺陷： 佢嘅優點在於其有力、簡單嘅隱喻同高影響力嘅體驗式學習。佢避免咗說教。然而，佢嘅缺陷係基於藝術介入所固有嘅：可測量性。畫廊中嘅反思體驗，係咪能夠轉化為創客實驗室中廢料嘅減少？如果能夠進行混合方法研究，將裝置展示同追蹤參與者後續嘅原型製作行為結合起來（類似驗證「助推」研究嘅方式），項目將會更加完善。

可行洞察： 對於人機互動研究員同從業者而言，THE WASTIVE 展示咗「具身化環境反饋」嘅未開發潛力。未來嘅可持續系統，與其只係顯示碳足跡儀表板，不如將佢哋嘅影響體現喺互動模式中——例如一部使用原生塑膠時會物理性抵抗或減慢速度嘅打印機，或者一個介面會隨住物料浪費增加而出現象徵性故障嘅設計工具。關鍵洞察係將可持續性融入互動嘅感覺之中，而不僅僅係輸出結果。

6. 未來方向與應用

「有感知廢料」嘅概念具有廣泛應用：

• 教育工具： 為創客空間、數碼製造實驗室同學校設計可擴展版本，裝置可以對廢料產生提供實時、環境性嘅反饋。
• 設計軟件插件： 將「廢料意識」模組整合到CAD/CAM軟件中，喺設計階段將預計廢料視覺化或聲音化。
• 工業環境： 將觀察隱喻應用於工廠車間，透過數據實體化來監測同呈現大規模製造廢料流。
• 擴展實境（XR）： 使用AR喺實體原型上疊加數碼「廢料觀察者」，喺整個設計過程中創造一個持久嘅環境反饋層。

未來方向在於從畫廊式反思，轉向嵌入式、日常化嘅設計工具，令可持續性成為創意工作中一個可觸摸嘅參數。

7. 參考文獻

1. Blevis, E. (2007). Sustainable interaction design: invention & disposal, renewal & reuse. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '07).
2. DiSalvo, C., Sengers, P., & Brynjarsdóttir, H. (2010). Mapping the landscape of sustainable HCI. Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '10).
3. Eldy, et al. (2023). A Sustainable Prototyping Life Cycle for Digital Fabrication. Proceedings of the ACM on Human-Computer Interaction.
4. IUCN. (2021). Marine plastics. International Union for Conservation of Nature.
5. Rivera, M. L., et al. (2022). Sustainable 3D Printing Filament from Spent Coffee Grounds. ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
6. Zhu, J., et al. (2021). Development of Biodegradable Composites for Fused Filament Fabrication. Additive Manufacturing.
7. Isola, P., Zhu, J., Zhou, T., & Efros, A. A. (2017). Image-to-Image Translation with Conditional Adversarial Networks. Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR). (Cited as an example of a transformative technical approach in a different domain).
8. Ellen MacArthur Foundation. (2022). The Global Commitment 2022 Progress Report. (Cited for authoritative data on circular economy principles).