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打招呼跳热舞牡大师生自主开发跳舞机器人《新闻》

发布时间:2020-11-16 01:24:23 阅读: 来源:冷拉钢厂家

打招呼跳热舞 牡大师生自主开发跳舞机器人

伴着优美的音乐,机器人们生动形象地跳起了“千手观音”……近日,一场婚礼上出现了别开生面的场景,现场的跳舞机器人嘉宾让新娘新郎惊喜不已,也让参加婚礼的宾客眼前一亮。别看这些机器人个头不大,但掌握的本事还真不少。它们模仿人类迈步行走、跟来宾挥手打招呼、跳热舞……精彩的表现很快将结婚典礼气氛推向高潮。这些“跳”到普通市民婚礼上的机器人,来自牡丹江大学的崇光机器人实验室。5月16日,记者走进这个实验室,探寻这帮机器人研发的“奥秘”。实验室负责人宋国成老师表示,能用科技丰富、改变人们的生活,是科技人的快乐。下一步希望实验室的机器人能作为教学用具,走进普通大学生、高中生的生活,更希望能用机器人远程控制,实现“智能家居”,以方便人们的生活。

自主开发跳舞机器人的软件程序

在实验室里,六个机器人排出的队形十分“壮观”,伴随着《精舞门》充满激情和活力的音乐,所有机器人集体起舞,整齐划一的高难舞蹈动作,让人耳目一新。在实验室,师生们先让机器人为记者演示了一段火爆的舞蹈。“这是我们最新研发的跳舞机器人。”宋国成告诉记者,跳舞机器人的软件控制程序是他们自主开发的。

“做机器人的散件来自韩国,那些原件买来的时候都是单件的,需要我们自己设计机器人的形状,然后组装成型,再开发设计控制程序,对机器人的动作和行为进行掌控。”指着正在起舞的机器人“大队”,宋国成力图用最通俗简单的语言来解释机器人项目的研发工作。“这些散件当中,最重要的是控制卡,它就是机器人的中枢神经。”他拿出一个约10厘米大小、看上去像CPU的电子元件说,要控制机器人的行动,需要先用BASIC语言或C语言来编程,设计出各种基本动作,但是机器人的控制卡并不能识别它们,需要在微机上用相应的设计软件将编好的程序,转换成控制卡能识别的机器语言,再通过数据线将机器语言传输到控制卡上,机器人通过控制卡就能完成预先设计的各种动作了。

在宋国成的案头,整齐地摆放着一大摞装订得厚厚的本子,上面都是密密麻麻的各种代码、英文,他说:“这些就是打印出来的程序,跳舞机器人的每个动作都得三四千行的程序命令,每个本子就是一个动作,一套几分钟的舞蹈背后是极大的工作量。”

其实,牡丹江大学的跳舞机器人已经研发很久了。2009年,牡大与哈工大开展机器人创新合作,牡大建起了崇光机器人实验室。哈工大的几位国内知名机器人研发学者都曾来校指导,牡大也因此迅速起飞。在去年哈工大举行的首届国际仿人机器人奥林匹克竞赛上,牡大取得单人舞蹈比赛冠军、嵌入式3VS3足球比赛项目季军。随后,在第十届全国机器人大赛暨2010年FIRA世界杯机器人大赛中国队选拔赛上,获得仿人机器人嵌入式比赛项目冠军、仿人机器人点球比赛项目亚军、仿人机器人翻滚比赛项目季军、仿人机器人田径类短路三等奖,单人舞蹈三等奖、双人舞蹈三等奖。

机器人的频频获奖,让师生们都很高兴。今年年初的一天,学校里的一位老师看过机器人的精彩表演后,突发建议,能不能给机器人编段适合婚礼上表演的舞蹈,让最普通的市民在最快乐的场合里,看到牡丹江人的聪明才智。牡大的机器人就此“跳”到了市民的婚礼上,宋国成精心选择曲目,编出了酷炫的舞蹈,小小舞蹈机器人成了婚礼上最风光的嘉宾。让他更惊喜的是,眼下又有好几场婚礼邀请他的机器人去做表演嘉宾。

24个项目参加全国机器人大赛

侧空翻、吊单杠、投篮球、踢足球、玩花剑、走弯道、奏乐器、抬花轿……28个机器人像真人一样,做着各种精微细致的动作,看得记者真有些眼花缭乱。现场表演时,六七位学生分工合作,检测、调试等工作有条不紊,机器人表演顺利进行。宋国成高兴地讲,除了跳舞机器人,实验室里还研发了体操类、球类、搏击类及娱乐类等各种机器人,今年7月参加全国机器人大赛时,牡大会参加24个项目的比赛,现在经过加班加点工作,已完成了21个项目的创意和编程,机器人拉车、捡垃圾、端盘子的设计正在紧张进行中。

为了在最短的时间里完成任务,3月份时,宋国成建立起机器人项目组,他带着项目组的几位核心队员,每天都工作到后半夜,而每个机器人的设计、调试、修改,到最后成功,时间和工作量都是不菲的。不过令人“惊奇”的是,项目组里的21名学生没有一位是计算机系的,大都学艺术、机电和动漫的。“弹琴、跳舞和美学是艺术系学生的长项,机电系的学生可以来设计机器人的机械手,学信电可以做编程。我们还想做一个融动漫和机器人于一体的节目,这就缺少不了搞动漫的学生了。”其实,这也是宋国成的一个教育教学心愿,让各科系的学生都能在科技研发中,实践课本中的知识,应用软件编程、机械、结构设计等专业知识,让学生们能学以致用,走上社会后就是实用人才。

那些机器人挥动着双手,灵巧地敲击着乐器,美妙的音乐随之响起,这是叮叮咚咚的《欢乐颂》。“这是艺术系学生的创意,下次一定让你听到《东方红》。”宋国成笑言,正式比赛时,舞蹈机器人都会穿上礼服表演,设计裁剪的活儿由艺术系负责。用机械手准确地捡起“篮球”,机器人头部的摄像头识别计篮框的位置,扬手投栏,一气呵成;在“绿色的赛场”上迈着稳健的步伐,每到弯道处,机器人头部的摄像头都紧张地扫描计算,作出正确的判断,围着白色的环形跑道走了一圈又一圈。这是让师生们为之自豪的带有摄像头、能自动识别的机器人。“编程时使用是红绿蓝色彩原理,而在微机上,软件会把它转换成灰白的单色通道,由于光线的差别,机器人识别跑道时就存在着误差的可能,把红色‘看’成黄色,把白色‘看’成绿色。”每到机器人转弯有些“迟疑”时,项目组的同学就会遥控行进中的机器人,进行人为控制。“控制这种机器人,国内一流院校使用的软件与我们是一样的,都存在识别难题,我们还在继续调试实践。”面对困难,同学们的挑战劲儿十足。“机器人散件的设计合不合理,编程语言控制程序的精确程度,都决定了机器人动作是否准确,能否完成预先设定的动作,体现了研发的技术水平。所以每个动作都会有反复调整的过程。”宋国成讲。

这些一尺多高的机器人,造价可不便宜。据介绍,它们的造价大都在1万多元,而带摄像头的机器人得在3万元左右,牡大为了支持机器人的研发,近年已经投入了近百万元。让项目组的师生们最为兴奋和期待的是,学校已准备为他们再投重金购入法国产“NAO”机器人,那是目前世界上最先进的人工智能机器人之一,在去年上海世博会的法国馆里,它的现身吸引了无数参观者的目光。“NAO的精密程度更高,能让我们实践更多的精微动作设计,会带来更多的程序研发挑战。”让机器人跑起来,让机器人跳起民族风情浓郁的蒙古族舞……宋国成还有很多研发心愿。

期待机器人更多融入生活

不仅让机器人能在婚礼上助兴,还要让机器人融入更广泛的生活空间,为我们服务。这是宋国成最美好的理想和憧憬。虽然最近一直为全国机器人大赛而忙碌,但宋国成依然谋划着学校机器人项目长远发展的目标,“智能家居”是他最新实用化的目标之一。“智能家居”就是利用手机远程控制居家机器人,指挥它操控家庭里的各种电器和设施,让机器人模仿人打扫房间、使用洗衣机、开关煤气灶等。虽然还不是大家熟悉的机器人形状,看上去只是个四轮小车,但在主人的控制下,顺着墙壁轻松地就爬了上去。这是宋国成为“智能家居”试验研发的小型擦玻璃机器人的雏形。“机器人吸附能力的研发,在国内也是尖端课题,这还需要继续攻关。”对此他充满信心,因为他已经完成了改进型擦玻璃机器人的设计工作。

让机器人走进大中小学生的日常学习中,也是宋国成的一个心愿。他讲,希望能再设计通俗版的舞蹈机器人,让普通学生也可以动手动脑进行机器人的组装和软件设计,让牡丹江的孩子从小就能体会科技的魅力。

外行看热闹,内行看门道。宋国成讲,无论是跳舞机器人,还是其它类的机器人,在普通人的眼中,看到的是机器人仿真人似的精彩表演,而在业内人眼中,他们看到的则是科研者对机器人操控的技术水平,“像机器人玩球、搏击时,机械手的精微动作能做到什么程度,体现了对机械手的控制水平。在生活实用化时,就是机器人用机械手帮老人吃饭、帮残疾人穿衣、帮家庭主妇擦玻璃做家务,等等。这都是我们研发时的难关和目标。”

牡大的机器人研究正红火,宋国成的心中也有一把火,他希望把学校的机器人实验室和项目组壮大成“人工智能研究所”。他说,无论多少困难,他会执着地继续努力。

(责任编辑:李冰冰)

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