Digital Da Vinci Newton Lee Editor Digital Da Vinci Computers in the Arts and Sciences 1 3 Editor Newton Lee Newton Lee Laboratories, LLC Tujunga California USA ISBN 978-1-4939-0964-3 ISBN 978-1-4939-0965-0 (eBook) DOI 10.1007/978-1-4939-0965-0 Springer New York Heidelberg Dordrecht London Library of Congress Control Number: 2014939524 © Springer Science+Business Media New York 2014 This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation, broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information storage and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now known or hereafter developed. Exempted from this legal reservation are brief excerpts in connection with reviews or scholarly analysis or material supplied specifically for the purpose of being entered and executed on a computer system, for exclusive use by the purchaser of the work. Duplication of this publication or parts thereof is permitted only under the provisions of the Copyright Law of the Publisher’s location, in its current version, and permission for use must always be obtained from Springer. Permissions for use may be obtained through RightsLink at the Copyright Clearance Center. Violations are liable to prosecution under the respective Copyright Law. The use of general descriptive names, registered names, trademarks, service marks, etc. in this publication does not imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt from the relevant protective laws and regulations and therefore free for general use. While the advice and information in this book are believed to be true and accurate at the date of publication, neither the authors nor the editors nor the publisher can accept any legal responsibility for any errors or omissions that may be made. The publisher makes no warranty, express or implied, with respect to the material contained herein Printed on acid-free paper Springer is part of Springer Science+Business Media (www.springer.com) “Study the science of art and the art of science.” Leonardo da Vinci v About the Book “Science is art,” said Regina Dugan, senior executive at Google and former direc- tor of DARPA. “It is the process of creating something that never exists before. … It makes us ask new questions about ourselves, others; about ethics, the future.” In Computers in the Arts and Sciences—the second volume of the Digital Da Vinci book series—Newton Lee leads the discussions on the world’s first computer art in the 1950s and the actualization of Star Trek’s holodeck in the future with the help of artificial intelligence and cyborgs. In this book, Gavin Sade describes experimental creative practices that bring together arts, science, and technology in imaginative ways; Mine Özkar expounds visual computation for good designs based on repetition and variation; Raffaella Folgieri, Claudio Lucchiari, Marco Granato, and Daniele Grechi introduce Brain- Art, a brain-computer interface that allows users to create drawings using their own cerebral rhythms; Nathan Cohen explores artificially created spaces that enhance spatial awareness and challenge our perception of what we encounter; Keith Arm- strong discusses embodied experiences that affect the mind and body of participat- ing audiences; Diomidis Spinellis uses Etoys and Squeak in a scientific experi- ment to teach the concept of physical computing; Benjamin Cowley explains the massively multiplayer online game “Green My Place” aimed at achieving behavior transformation in energy awareness; Robert Niewiadomski and Dennis Anderson portray 3-D manufacturing as the beginning of common creativity revolution; Ste- phen Barrass takes 3-D printing to another dimension by fabricating an object from a sound recording; Mari Velonaki examines the element of surprise and touch sens- ing in human-robot interaction; and Roman Danylak surveys the media machines in light of Marshall McLuhan’s dictum “the medium is the message.” Digital Da Vinci: Computers in the Arts and Sciences is dedicated to polymathic education and interdisciplinary studies in the digital age empowered by computer science. Educators and researchers ought to encourage the new generation of schol- ars to become as well rounded as a Renaissance man or woman. vii Contents 1 From a Pin-up Girl to Star Trek’s Holodeck: Artificial Intelligence and Cyborgs ���������������������������������������������������������������������������� 1 Newton Lee 1 The World’s First Computer Art: A Pin-Up Girl �������������������������������������� 1 2 Artificial Intelligence (A�I�): The Turing Test ������������������������������������������ 2 3 A�I� and Expert Systems: From Chemistry To Chess To Jeopardy! ��������� 3 4 Gödel, Escher, Bach: Consciousness And Intelligence ��������������������������� 4 5 Hal and Star Trek’s Holodeck: A�I�, Arts, and Sciences �������������������������� 5 6 Cyborg in the Arts and Sciences �������������������������������������������������������������� 7 7 An Interview With Cyborg Artist Stelarc (By Darren Tofts) ������������������� 8 8 Epilogue ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 18 References ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 19 2 Experimental Creative Practices ���������������������������������������������������������������� 23 Gavin Sade 1 Introduction ���������������������������������������������������������������������������������������������� 23 2 Art + Science �������������������������������������������������������������������������������������������� 23 3 Art and Science—Genealogy of Sorts ����������������������������������������������������� 25 4 From Inter to Trans Disciplinary �������������������������������������������������������������� 27 5 Art Science and the Experimental? ���������������������������������������������������������� 30 6 Australian Context ������������������������������������������������������������������������������������ 35 7 Conclusions ���������������������������������������������������������������������������������������������� 45 References ������������������������������������������������������������������������������������������������������ 46 3 Repeating Circles, Changing Stars: Learning from the Medieval Art of Visual Computation ��������������������������������������������������������� 49 Mine Özkar 1 Repetition: The Computable Goodness of Design ���������������������������������� 49 2 V ariation: The Visually Computable Counterpart to Repetition �������������� 51 ix x Contents 3 Seljuk Patterns: Repetitions of Constraints and Variations Upon Sight ��������������������������������������������������������������������������������������������� 52 4 Variations on a Repetition ���������������������������������������������������������������������� 55 5 Seeing the Broader Picture ��������������������������������������������������������������������� 61 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 63 4 Brain, Technology and Creativity. BrainArt: A BCI-Based Entertainment Tool to Enact Creativity and Create Drawing from Cerebral Rhythms ���������������������������������������������������������������������������� 65 Raffaella Folgieri, Claudio Lucchiari, Marco Granato and Daniele Grechi 1 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������� 65 2 Art, Brain and Technology ��������������������������������������������������������������������� 68 3 The BrainArt Workbench ����������������������������������������������������������������������� 80 4 Conclusions and Further Developments ������������������������������������������������ 93 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 95 5 Video Ergo Sum: An Artist’s Thoughts On Inventing With Computer Technology In The Creation Of Artworks ����������������������������� 99 Nathan Cohen 1 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������� 99 2 Perception and Visual Experimentation: Incorporating Computer Technology in Recent Interactive Artworks �������������������������� 101 3 Interactive Wall Installation ������������������������������������������������������������������� 102 4 Intangible Spaces ����������������������������������������������������������������������������������� 104 5 Encountering Ourselves in the Interpretation of an Image �������������������� 107 6 Back to the Computer Screen ����������������������������������������������������������������� 108 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 111 6 Wasting Time? Art, Science and New Experience. Examining the Artwork, Knowmore (House of Commons) �������������������������������������� 113 Keith Armstrong 1 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������� 113 2 Wasting Time ����������������������������������������������������������������������������������������� 115 3 Cultural Change ������������������������������������������������������������������������������������� 117 4 Lost Time ����������������������������������������������������������������������������������������������� 117 5 Knowmore (House of Commons) ���������������������������������������������������������� 118 6 Commonality in Difference �������������������������������������������������������������������� 123 7 My Own Journey ������������������������������������������������������������������������������������ 124 8 Time Manifesting ����������������������������������������������������������������������������������� 124 9 Concluding Thoughts ����������������������������������������������������������������������������� 126 10 Credits ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 127 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 127 Contents xi 7 The Information Train ������������������������������������������������������������������������������ 129 Diomidis Spinellis 1 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������� 129 2 Sender Implementation �������������������������������������������������������������������������� 130 3 Receiver Implementation ����������������������������������������������������������������������� 135 4 The Etoys Factor ������������������������������������������������������������������������������������ 138 5 Experience and Lessons Learned ����������������������������������������������������������� 139 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 141 8 The QUARTIC Process Model for Developing Serious Games: ‘Green My Place’ Case Study ����������������������������������������������������� 143 Benjamin Cowley 1 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������� 143 2 Background and State of the Art ������������������������������������������������������������ 148 3 Requirements (1st order) ������������������������������������������������������������������������ 153 4 Mapping (2nd order) ������������������������������������������������������������������������������ 156 5 Contextualisation (3rd order) ����������������������������������������������������������������� 160 6 Modelling (4th order) ����������������������������������������������������������������������������� 164 7 Evaluation ���������������������������������������������������������������������������������������������� 166 8 Conclusions �������������������������������������������������������������������������������������������� 168 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 171 9 3-D Manufacturing: The Beginning of Common Creativity Revolution ��������������������������������������������������������������������������������������������������� 173 Robert Niewiadomski and Dennis Anderson 1 The Common Creativity ������������������������������������������������������������������������� 173 2 What is Additive Manufacturing? ���������������������������������������������������������� 176 3 The Third Industrial Revolution? ����������������������������������������������������������� 177 4 Print Out Your Thoughts ������������������������������������������������������������������������ 181 5 Print Out Your body ������������������������������������������������������������������������������� 183 6 Guns and Drugs �������������������������������������������������������������������������������������� 188 7 Can 3-D Printing Change Our Perspective on Intellectual Property? ���� 191 8 Navigating the Changing Landscape ����������������������������������������������������� 193 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 194 10 The Shape of the Sound of the Shape of the Sound … ���������������������������� 197 Stephen Barrass 1 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������� 197 2 Background �������������������������������������������������������������������������������������������� 198 3 Digital Fabrication of a Bell ������������������������������������������������������������������ 202 4 Recursive Bells �������������������������������������������������������������������������������������� 203 5 Discussion ���������������������������������������������������������������������������������������������� 208 6 Conclusion ��������������������������������������������������������������������������������������������� 209 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 210 xii Contents 11 Human-Robot Interaction in Prepared Environments: Introducing an Element of Surprise by Reassigning Identities in Familiar Objects������������������������������������������������������������������������������������� 211 Mari Velonaki 1 Preamble ������������������������������������������������������������������������������������������������� 211 2 Fish-Bird (2004–2006) ��������������������������������������������������������������������������� 212 3 The Fragile Balances Series: Circle D and Circle E (2008–2010) ��������� 214 4 Diamandini (2009–2013) ����������������������������������������������������������������������� 217 5 Conclusion ��������������������������������������������������������������������������������������������� 221 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 222 12 The Messages of Media Machines: Man-Machine Symbiosis ���������������� 223 Roman Danylak 1 Introduction �������������������������������������������������������������������������������������������� 223 2 T he Message of the Printed Book: The Rise of the Individual �������������� 224 3 Painting: A Medium with a Message that Reflects upon the Medium ��� 225 4 Photography and Modern Sculpture: Machine-Made Art ���������������������� 228 5 The Qualities of Interactive Film ����������������������������������������������������������� 230 6 Conclusion ��������������������������������������������������������������������������������������������� 232 References ���������������������������������������������������������������������������������������������������� 233 Appendix ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 235 Appendix A� Digital Artwork by Aleksei Kostyuk �������������������������������������� 235 Appendix B� Digital Artwork by Pawel Nolbert ������������������������������������������ 258 Appendix C� Digital Artwork by Tanya Varga ��������������������������������������������� 264 Index ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 279