SwarmCube

Der SwarmCube ist eine kinetische Lichtskulptur aus 64 LEDs, die Helligkeit, Rhythmus und zeitliche Muster kontinuierlich verändert. Im Einzelbetrieb reagiert der Cube auf externe Steuerung. In einem Kollektiv mehrerer Cubes entsteht durch akustische Kommunikation ein autonomes System, in dem emergente Prozesse sichtbar werden – inspiriert vom Prinzip der Emergenz komplexer Systeme.

Ausgangssituation:

Ziel war die Entwicklung einer modularen Lichtskulptur, die sowohl individuell steuerbar als auch als Teil eines kommunizierenden Schwarms agieren kann. Im Zentrum stand die Frage, wie einfache Einheiten durch Interaktion komplexe, unvorhersehbare Muster erzeugen.

Projektziel:

Entwicklung eines modularen 4×4×4 LED-Würfels
Implementierung akustischer Inter-Cube-Kommunikation
Visualisierung emergenter Prozesse
Kombination aus externer Steuerung und autonomem Verhalten
Realisierung als kompaktes, eigenständiges System

Konzeption & Struktur:

Der SwarmCube basiert auf dem Prinzip der Emergenz: Einzelne Einheiten folgen einfachen Regeln, doch im Zusammenspiel entsteht ein komplexes, kollektives Verhalten.

Die Cubes kommunizieren über akustische Signale (DTMF-Töne), wodurch sie ihren Zustand synchronisieren oder verändern können. In einem Schwarmverbund bildet sich ein selbstorganisierendes System.

Zwei Betriebsmodi ermöglichen unterschiedliche Einsatzformen:

PC-Modus: externe Steuerung über Open-Source-Software
Arduino-Modus: autonomer Betrieb als eigenständiges Device

Projektverantwortung:

Konzeption, Hardware-Design, Systemarchitektur und Umsetzung der Licht- und Kommunikationslogik.

Technische & strukturelle Umsetzung:

Der Cube ist als 4×4×4 LED-Würfel aufgebaut (64 LEDs), mit 16-fach-Multiplexing und kompakter Bauweise (6×6×6 cm).

Systembestandteile:

Arduino-basierte Steuerung
Zwei verbundene Platinen (LED-Matrix & Steuerlogik)
Mikrofon und Lautsprecher zur akustischen Kommunikation
DTMF-Signalübertragung zur Synchronisation
Open-Source-Software („Toublo Animation Editor“) für PC-Steuerung

Die Kommunikation kann lokal oder über mobile Telefonverbindungen erweitert werden, wodurch sich die Reichweite des Schwarms erhöhen lässt.

Wirkung & Weiterentwicklung:

Der SwarmCube verbindet physische Lichtskulptur mit Systemtheorie und akustischer Signalverarbeitung. In einem Verbund mehrerer Einheiten entsteht ein autonomes, emergentes Verhalten, das die Wechselwirkung zwischen individueller Steuerung und kollektiver Dynamik sichtbar macht.

Projektdaten