Access to Materials

デザイン／アート／建築のためのマテリアルコンピューティング入門

素材に着目した、フィジカルコンピューティングと電子工作の入門書。サーモクロミックインク・導電インク・導電糸などの“魔法の素材”と、Arduino・Proessing・Pure dataなどのオープンソースのツールを組み合わせることで、新しいものづくりを読者に提供することを目指します。
素材は、すべてのものづくりの根底にあるものです。素材が表現を規定し、素材がシステムの構成や組み立て手順を方向づけます。本書で提示する「マテリアルコンピューティング」が、デジタルとフィジカルが融和したものづくりの未来を切り開きます。

はじめに

本書は、素材に着目したフィジカルコンピューティングの入門書です。テクノロジーありきでデザインを考えるのではなく、ものづくりで当たり前に考えるべき「素材への眼差し」を、インタラクティブなモノの設計に導入しようという試みです。

しかしその延長線に広がる世界観は決して平凡なものではなく、極めて未来志向と言えます。すなわち、私たちがプログラムする対象は文字や画像から物質に変わるというパラダイムシフトです。私たちは仮想空間の物体の色や形をプログラムすることができますが、それと同じように実空間の物体の色や形もプログラムする世界が到来しようとしているのです。それを「プログラム可能物質（Programmable Matter）」という人もいますし、「ビットからアトムへのシフト」と言う人もいます。サイエンスの世界で言えば、細胞の自己複製能力を利用して人工物を作ろうとする合成生物学や、物質の自己組織化を利用して分子レベルのマシンを作ろうとしているナノテクノロジーもその流れにあります。これらの動向は、煎じ詰めれば、物質にプログラマビリティを与える試みと言えます。

技術が進歩してデジタルとフィジカルがシンクロした世界が普及するのを手を束ねて待つ必要はありません。現代は、手に入るありものでブリコラージュすることで、ほとんど全てのものを作り出せる時代です。そこで活躍するのがオープンソースのクリエイティブなツールです。ProcessingやPure dataなどのソフトウェアとArduinoなどのハードウェアを駆使すれば、誰でも対話的なプロダクトのMakerになれます。しかしそれだけでは物質にプログラマビリティを与えることはできません。そこで登場するのが特殊な機能を持った機能性素材です。様々な外部刺激に応じて色や形を変えられるマテリアルとフィジカルコンピューティングとを融合することで、マテリアルのコンピューティングが誕生します。本書は、そのためのブリッジとして機能します。

フィジカルコンピューティングという概念が生まれて、私たちは計算結果をディスプレイではなくモノに出力する意味と面白さを理解し始めています。これは大きな一歩ではありますが、コンピュテーションによるものづくりと私たちが作り上げてきた伝統的なものづくりの間には依然として大きなギャップがあります。LEDやサーボモータなどの既存の部品だけを使う段階を超えて素材のレベルにまで手を伸ばすことができれば、コンピュテーションによるものづくりの意味は文化や精神のレベルに踏み込むことになります。洋の東西を問わず職人やクラフトマンは常に素材と素直に向き合ってきました。彼らは素材の特性や状態を見極め、適切な構造や加工を考えることで、美しい表現を生み出してきました。その結果生み出された美しい工芸品や手芸品は、私たちの日常に深く染み込み、日本人の行動様式や美意識を醸成してきたといっても過言ではありません。例えば、日本の空間定義は和紙が重要な役割を果たしており、障子が内と外を分け、襖や屏風が空間の意味を仕切ってきました。身体は紙子に守られ、紙に感情や情景や物語を記述してきたのです。また一方で、素材が身体の動きを規定し、その相互作用から新しい技や表現が生まれてきた事実も無視できません。デジタルテクノロジーはこれらの蓄積を過去のものとして切り捨てるのではなく、それらと融合して新しいスタンダードを作るものであってほしいと思います。電子書籍を例にすれば、紙は過去のものとして切り捨てるのではなく、紙の素材性とコンピュテーションを融合する方向に舵を切る選択もあっていいのです。マテリアルコンピューティングは、手芸・工芸・絵画・カリグラフィなどの職人的技法と、フィジカルコンピューティングやクリエイティブコーディングなどの新しい技術を、素材を触媒として高度な美意識の上に調和を試みる行為なのです。

本書は、そのような思想を製作行為を通してご理解いただくために作られました。素材の世界はドロドロです。プログラミングの世界のように抽象的な思考に基づき理路整然とした美しさを作ることは難しく、指を切ったり服を汚したりしながら様々な物質と向き合うことを通してのみ道を開くことができます。少々危険な薬品も扱いますが、それに臆することなくむしろ小学校の図工の時間で感じたような純粋な好奇心を大切にしながら、個々のレシピを実行していただければ幸いです。真の理解とは、身体的な経験を通してのみ達成されるものだと信じています。この思想はコーディングにおいても同様です。全てのソースコードは書籍の特設サイトからダウンロードできますが、冗長さを承知の上で全てのソースを紙面に記載しています。一字一句をキーボードを叩いて入力するといういわば写経とも言うべき行為を通してのみ、創造の力は宿るものだと信じています。

本書は以下の読者を想定して書かれました。

・手芸や工芸に興味があり、インタラクティブな技術も使ってみたい方
・フィジカルコンピューティングを始めたい方。特にその技術的側面よりも表現の可能性に興味をもっている方
・デザイナー。特に特殊な複合素材を用いたプロダクトやインタラクションをプロトタイピングしてみたい方
・建築家。特にキネティックな仕組みを持った模型やデザインインターフェイスを作ってみたい方
・素材の世界に翼を広げたいアーティスト

本書は電気の理論やプログラミングの話には深入りせず、製作を通した理解の促進に重きを置いています。専門性を求める方は中途半端な印象を持たれるかもしれませんが、本書を導入としてさらに専門的な書籍に手を伸ばして欲しいと思います。

本書は6つの章から構成されています。1章では、世界のマテリアルコンピューティングの事例を紹介します。本書のレシピの原型となる作品にも触れます。2章では、本書で用いる特徴的な素材と、作業を堅実にサポートしてくれるツールを紹介します。筆者が最適と考えている入手方法も紹介しますので、初心者の方は必読です。3章は、少し眠たくなる危険をはらんだ方法論とデザイン言語の解説です。これは筆者の創作の営みを振り返り言語化したものです。すぐに製作に入りたい方は読み飛ばして構いません。4章は基礎編として、日常生活に溶け込むインテリアの製作を通して、本書で扱う機能性素材の特徴を学びます。すでにフィジカルコンピューティングの経験がある方はここからスタートしてみるとよいでしょう。5章は応用編に位置づけられていますが、本書のメインディッシュとなる章です。4章で作成した色が変わるマテリアルにArduinoを接続し、素材をプログラムする方法を学びます。6章は高度な応用編です。ProcessingやPure dataを用いてマテリアルをCADやSNSとシンクロさせる方法を紹介します。

本書を読み終えるとき、あなたは新たな理念としてのマテリアルコンピューティングを体得していると同時に、デジタル技術と素材とを融合する心を持った新しいクラフトマンへの一歩を踏み出しているはずです。

脇田 玲