北京八分钟”研发团队:让中国机器人登上世界之巅

2018-03-07 13:11:52 来源: 搜狐

平昌冬奥会闭幕式上的“北京八分钟”表演。

2月25日,韩国平昌冬奥会闭幕式演出,“北京八分钟”上演。24台人工智能机器人控制着“冰屏”与24名轮滑演员,配合地面投影不断变幻曼妙舞姿,惊艳世界。

电视机前,沈阳新松机器人自动化股份有限公司总裁曲道奎从没这么紧张过:冰面很滑,轮器摩擦力是否均匀?通信管控能否万无一失?现场光线乱,机器人能否准确识别投影信号……

直到画面最终定格,曲道奎的紧张才化为兴奋和自豪:这是世界上第一次多台机器人与演员同台共舞,实现了高科技与文化艺术的完美融合,短短8分钟,浓缩了中国机器人行业近20年的努力。

“太不容易了,就算在实验室做都很难,更何况是面向全球电视直播。最早很多人都认为不可能完成。”新松公司副总裁、移动机器人事业部总裁张雷说。

不可能如何变为可能?去年8月,北京冬奥组委看过新松展出的智能机器人,希望把原设计方案中推动“冰屏”的48人换为24个智能机器人。9月底确定整体方案时,表演成功率只有30%。

新松移动机器人事业部副总裁卞瑰石记忆犹新:“和人一起演出的机器人不是单一技术,存在车体设计、轮器摩擦力、多传感器融合、多台机器人与人协同、舞蹈动作控制等复杂因素和户外大风、低温、通信干扰等风险。”

接还是不接?“行业领军,新松不做谁还能做?为国担当,没困难无风险,还有什么价值?”曲道奎对自己的团队有信心,“新松有这个能力和自信,也必须承担这个责任。”

签下“荣誉生死状”,从技术攻关到第一台原型机下线,再到全部演出设备联调,整个团队像上了发条。

工作用机器人,设计线路一般是最短距离的直线,而要和人跳群舞,不仅要改为弧线,还要完成复杂的舞蹈动作,解决多机协同、人机协同的问题,这是智能机器人发展的最前沿难题。一台机器人稍有延迟或动作偏差,整个演出失败,路径设计软件和姿态控制算法全部要重新开发。

户外表演,机器人需要应对低温、大风等不利环境。为了演出,北京昌平的彩排基地按照韩国平昌的演出场地以1∶1搭建,新松机器人团队与演员团队的合练大多在户外低温环境下进行。

技术与艺术的融合也是难题。“导演搞艺术,我们搞技术,导演的想法必须转变为机器人能够识别的数据。为了导演一句话、一个动作,我们经常要改一晚上。”新松公司移动机器人研究院院长于焕说,“刚开始,机器人跟表演队员完全配合不起来,执行导演甚至提出放弃。就在设备发往韩国前十天,围成圆圈动作中有一个机器人跑偏,差点从舞台掉下来。我们立刻意识到导航算法还有问题,加了好几个黑匣子分析数据,花了四五天才解决。”

为了让机器人在演员频繁移动、场地复杂光照情况下“看”得见、“看”得准,团队研制了全新的导航控制算法,精确度达到毫米级;为了让机器人表演中同时接到指令,确保动作协调一致,网络延迟的偏差被控制在毫秒级;为确保所有机器人正常接收指令,不受干扰,机器人通信系统全部升级;为应对大风、低温等恶劣环境,机器人可以抵御零下30多摄氏度的低温……

“以前的大型国际演出,更多的是展示中华民族的悠久传统、辉煌文化,而这次‘北京八分钟’实现了高科技和文化艺术完美融合,让世界重新了解中国,也认识了未来机器人与人的关系。”北京冬奥组委一位艺术家如是评价。

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