THE WASTIVE：數位製造廢棄物的互動潮汐

目錄

• 1. 簡介
• 2. THE WASTIVE：概念與藝術願景
• 3. 技術實作與互動設計
• 4. 相關研究與脈絡
• 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

人機互動領域的新興技術，特別是數位製造（例如：3D列印、雷射切割），已使設計與原型製作趨於普及。然而，這種便利性伴隨著顯著的環境代價。原型製作過程本質上是反覆迭代且經常造成浪費，消耗能源與各式各樣的材料，尤其是塑膠。不當的廢棄物處理導致微塑膠污染，估計每年有1100萬至2300萬噸塑膠進入海洋 [4]。本文介紹「THE WASTIVE」，這是一個互動藝術裝置，透過將數位製造廢棄物從被動的副產品轉變為主動的觀察實體，來直面此一議題。

2. THE WASTIVE：概念與藝術願景

「THE WASTIVE」提出了一個詩意的問題：如果數位製造的廢棄物能夠觀察世界，會如何？它們會看到什麼？又會說些什麼？ 此裝置將被丟棄的材料——失敗的3D列印品、支撐結構、雷射切割廢料——重新想像為有感知的觀察者。它創造了一場靜默的對話，讓這些科技殘留物「觀察」並回應人類的存在。核心互動模仿了海浪有節奏的潮起潮落，喚起海洋輕柔的低語，並直接將廢棄物與其潛在的環境終點連結起來。這將一個通常被忽略的物質流，轉變為一種反思性的感官體驗，旨在引發對我們創造與消費習慣更深層的思考。

3. 技術實作與互動設計

此裝置可能採用感測器-致動器系統。當觀者靠近時，接近感測器（例如：超音波或紅外線）會偵測到存在。此輸入訊號觸發廢棄物料組裝體內的致動元件，使其以波浪狀的模式移動。選擇波浪運動至關重要，它既是一種普世的自然節奏，也是對許多塑膠污染最終歸宿——海洋——的直接隱喻。技術目標是創造一個無縫、詩意的回饋迴圈：人類接近 → 感測器偵測 → 演算法生成波浪 → 致動器移動 → 視覺/聽覺回應。

3.1. 波浪運動的數學模型

潮起潮落可以使用阻尼正弦波函數來模擬，以呈現自然、平緩的運動。每個致動器 $i$ 在時間 $t$ 的位置 $P_i(t)$ 可由以下公式控制：

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

其中：

• $A$ 是振幅（最大移動距離）。
• $f$ 是波浪的頻率。
• $\phi_i$ 是致動器 $i$ 的相位偏移，用以創造波浪傳播效果。
• $\lambda$ 是阻尼係數，使運動逐漸趨於平穩。
• $B$ 是基準位置。

參數 $A$ 和 $f$ 可由感測器輸入（例如：距離或觀者數量）調變，使系統具有互動性。

3.2. 分析框架：觀察迴圈

案例分析（非程式碼）： 為解構此裝置的影響力，我們可以應用一個簡單的框架來分析「觀察迴圈」：

1. 主客體反轉： 廢棄物（傳統上的客體）成為觀察主體。人類（傳統上的主體）成為被觀察的客體。
2. 感官轉譯： 抽象的環境衝擊（數噸塑膠）被轉譯為即時、在地的感官體驗（波浪運動、聲音）。
3. 隱喻橋樑： 波浪機制在製造行為（源頭）與海洋污染（終點）之間，建立了一座直接的隱喻橋樑。
4. 行為推力： 此反思性體驗的目的不在於規定行動，而在於創造可能推動未來行為的認知失調。

此框架有助於超越對裝置的描述，進而分析其影響機制。

4. 相關研究與脈絡

THE WASTIVE 將自身定位於永續互動設計領域 [1, 2]，該領域旨在將環境考量整合進運算中。它回應了在數位製造中建立更永續原型生命週期的呼籲 [3]。雖然先前的研究多聚焦於技術解決方案，例如環保材料（如：使用廢棄咖啡渣製成的線材 [5, 6]），但 THE WASTIVE 處理的是感知與行為的落差。它承襲了人機互動中批判性設計與思辨藝術的傳統，運用詩意互動來促進對永續議題的情感與反思參與，觸及專家社群以外的受眾。

5. 分析與批判性解讀

核心洞見： THE WASTIVE 並非廢棄物管理解決方案；它是一個精巧的感知介入。其真正的創新在於運用人機互動的核心優勢——創造引人入勝的使用者體驗——來將一種環境外部性重新框架為一種親密、可觀察的互動。它使微塑膠污染的抽象後果變得個人化且可觸知。

邏輯流程： 本計畫的邏輯優雅地形成一個循環：數位製造產生廢棄物 → 廢棄物污染海洋 → 裝置使用波浪運動（海洋隱喻）賦予廢棄物能動性 → 此能動性使污染回饋迴圈對觀者而言感覺是即時的 → 可能影響未來的製造決策。它彌合了因果鏈中的認知落差。

優勢與缺陷： 其優勢在於強而有力、簡單的隱喻以及高衝擊性的體驗式學習。它避免了說教。然而，其缺陷是基於藝術介入所固有的：可測量性。畫廊中的反思體驗，是否能轉化為創客實驗室中減少的廢棄物？若能結合混合方法研究，將裝置體驗與參與者後續的原型製作行為追蹤配對（類似於驗證推力研究的方式），將能強化本計畫的說服力。

可行洞見： 對於人機互動研究人員與實務工作者而言，THE WASTIVE 展示了「具身化環境回饋」尚未開發的潛力。未來的永續系統，不僅僅是顯示碳足跡儀表板，更可以將它們的影響體現在互動模式中——例如，一台在使用原生塑膠時會產生物理阻力或減速的印表機，或是一個介面會隨著材料浪費增加而隱喻性地出現故障的設計工具。其洞見在於將永續性融入互動的感受中，而不僅僅是輸出結果。

6. 未來方向與應用

「有感知的廢棄物」概念具有廣泛的應用前景：

• 教育工具： 為創客空間、數位製造實驗室和學校開發可擴展的版本，讓裝置能對廢棄物產生提供即時、環境性的回饋。
• 設計軟體外掛： 將「廢棄物意識」模組整合到CAD/CAM軟體中，在設計階段將預估的廢棄物視覺化或聲音化。
• 工業情境： 將觀察隱喻應用於工廠現場，透過資料實體化來監控並呈現大規模製造廢棄物流。
• 延展實境： 使用擴增實境在實體原型上疊加數位「廢棄物觀察者」，在整個設計過程中創造一個持續存在的環境回饋層。

未來方向在於從畫廊內的反思，轉向嵌入式、日常的設計工具，使永續性成為創意工作中一個可觸知的參數。

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). （作為不同領域中變革性技術方法的範例引用）。
8. Ellen MacArthur Foundation. (2022). The Global Commitment 2022 Progress Report. （引用其關於循環經濟原則的權威數據）。