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    2019年10月1日，新中國(guó)成立70周年活動(dòng)在北京天安門(mén)廣場(chǎng)盛大舉行，在主題為“同心共筑中國(guó)夢(mèng)”的群眾游行環(huán)節(jié)，彩車(chē)“遼寧號(hào)”的亮相格外引人注目——新松雙臂協(xié)作機(jī)器人與兩名小演奏家聯(lián)手彈奏經(jīng)典曲目《我和我的祖國(guó)》，旋律悠揚(yáng)，令人動(dòng)容。現(xiàn)代藝術(shù)與人工智能在這一刻充分融合，展示了改變未來(lái)的科技曙光。

    新挑戰(zhàn)，新主角

2019年5月，遼寧省委宣傳部向新松公司傳達(dá)了想在遼寧花車(chē)中融入機(jī)器人元素的想法——作為共和國(guó)長(zhǎng)子，遼寧在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域有著極其雄厚的基礎(chǔ)和積累，為了展示新時(shí)代下遼寧在高精尖領(lǐng)域取得的成就，機(jī)器人便成了必不可少的組成部分。

對(duì)于屢次代表國(guó)家亮相各種大型活動(dòng)的機(jī)器人“國(guó)家隊(duì)”來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)豐富的新松團(tuán)隊(duì)并未感到輕車(chē)熟路，他們給自己設(shè)定了一個(gè)更高的要求：考慮到與小演員攜手完成演出，機(jī)器人的安全性至關(guān)重要；機(jī)器人的形象要區(qū)別于傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備，更貼近絕大部分人心里的期望；不能只為了彈鋼琴而去彈鋼琴，要融入人類(lèi)的動(dòng)作甚至是情緒……在充分聽(tīng)取專(zhuān)家組的指導(dǎo)建議后，新松團(tuán)隊(duì)決定采用自主研發(fā)的雙臂協(xié)作機(jī)器人擔(dān)任此次演出的主角。

圖：2018韓國(guó)平昌冬奧會(huì)閉幕式新松機(jī)器人參演的"北京8分鐘"驚艷了世界

圖：本次演出的主角——新松DSCR3雙臂協(xié)作機(jī)器人

雙臂協(xié)作機(jī)器人是新松為了滿(mǎn)足工業(yè)4.0時(shí)代新制造模式需求所研發(fā)的產(chǎn)品，集成了雙目視覺(jué)識(shí)別、力反饋、手動(dòng)拖拽示教、碰撞檢測(cè)等技術(shù)，是機(jī)器人與人工智能的完美融合體。更重要的是，基于人機(jī)協(xié)作技術(shù)，該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)和人類(lèi)的“零距離接觸”，而不會(huì)對(duì)人類(lèi)造成傷害。主角定下來(lái)了，下一步挑戰(zhàn)就是如何教會(huì)“他”彈好鋼琴。

圖：新松雙臂協(xié)作機(jī)器人DSCR5曾在央視《機(jī)智過(guò)人》節(jié)目中戰(zhàn)勝過(guò)人類(lèi)頂級(jí)調(diào)酒師

    人工智能賦能，機(jī)器人更像“人”

機(jī)器人彈鋼琴并不是一個(gè)新的創(chuàng)意，很多機(jī)器人企業(yè)都曾在不同場(chǎng)合展示過(guò)類(lèi)似的技術(shù)：通常的做法是使用工業(yè)機(jī)器人安裝一個(gè)固定的“假手”，通過(guò)調(diào)整“假手”的角度來(lái)完成彈奏。為了確保安全，演奏時(shí)需要把機(jī)器人隔離開(kāi)，而觀(guān)眾看到的情景更像是一個(gè)機(jī)械設(shè)備在按照設(shè)定的程序“執(zhí)行任務(wù)”，而不是一個(gè)“人”在彈鋼琴。

圖：工程師正在“教”機(jī)器人如何彈鋼琴

本次參演的新松雙臂協(xié)作機(jī)器人在外觀(guān)設(shè)計(jì)上更符合“人”的形象，并且它還搭載一雙真正的機(jī)械“手”，通過(guò)十個(gè)手指的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成彈奏，這個(gè)設(shè)定對(duì)機(jī)器人的穩(wěn)定性、精確性、可靠性提出了更高的要求。作為國(guó)內(nèi)最早研發(fā)出協(xié)作機(jī)器人的企業(yè)，新松的協(xié)作機(jī)器人融入了大量的人工智能技術(shù)，在機(jī)器人的感知、交互、運(yùn)動(dòng)控制等方面均處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平，已在高端制造業(yè)取得了大批量應(yīng)用。新松雙臂協(xié)作機(jī)器人的兩個(gè)手臂均為7軸柔性機(jī)器人，重復(fù)定位精度可達(dá)±0.02mm，攜帶視覺(jué)系統(tǒng)可以有效辨別周邊的環(huán)境變化，機(jī)器人控制系統(tǒng)的可擴(kuò)展性非常強(qiáng)，可以精確地指揮“機(jī)械手”在內(nèi)的末端設(shè)備，這些對(duì)于機(jī)器人手指如何精確找準(zhǔn)琴鍵至關(guān)重要。機(jī)器人的力反饋技術(shù)也發(fā)揮了重要的作用，可以動(dòng)態(tài)感知手指與琴鍵接觸時(shí)的細(xì)微力變化，進(jìn)而做出動(dòng)作上的調(diào)整。協(xié)作機(jī)器人更是一個(gè)“暖男”，搭載了碰撞檢測(cè)技術(shù)的機(jī)器人會(huì)在接觸到人的一剎那立刻停下來(lái)，不會(huì)對(duì)人類(lèi)造成任何傷害，正是因?yàn)檫@樣，機(jī)器人才具備和小朋友一起完成演出的必要前提。

圖：新松雙臂協(xié)作機(jī)器人演示碰撞檢測(cè)功能

圖：新松雙臂協(xié)作機(jī)器人重復(fù)定位精度可達(dá)±0.02mm

在系統(tǒng)分析了演出要求后，新松團(tuán)隊(duì)集體補(bǔ)了一堂“藝術(shù)課”——理工科出身的他們起初不能分清每個(gè)琴鍵對(duì)應(yīng)哪個(gè)音符，于是他們就把代表哆來(lái)咪發(fā)的數(shù)字粘在了琴鍵上。為了切身感受藝術(shù)氛圍，他們便集體觀(guān)看鋼琴演奏視頻，利用業(yè)余時(shí)間去看音樂(lè)會(huì)，力求最大化用機(jī)器人去還原人類(lèi)藝術(shù)家的彈奏水準(zhǔn)。歷經(jīng)種種困難和挑戰(zhàn)，機(jī)器人終于可以彈奏出他們滿(mǎn)意的旋律了。正在他們將成果展示給專(zhuān)家評(píng)委組時(shí)，專(zhuān)家的一番話(huà)，卻讓他們傻了眼。

圖：機(jī)器人通過(guò)自己的雙手完成彈奏

  要“彈鋼琴”，而不是“彈”鋼琴

眾所周知，鋼琴家在彈奏時(shí)需要融入自己對(duì)于樂(lè)章和曲譜的理解，在展現(xiàn)情緒變化時(shí)會(huì)通過(guò)適當(dāng)?shù)闹w動(dòng)作來(lái)表達(dá)，讓所有觀(guān)眾享受聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)的雙重盛宴。盡管新松機(jī)器人已經(jīng)可以完整地彈奏出曲目，節(jié)奏的把握甚至可以做到絲毫不差，但是專(zhuān)家仍然覺(jué)得不夠“真情流露”。

這可給新松團(tuán)隊(duì)出了一道難題，盡管突擊學(xué)習(xí)了“藝術(shù)課”，但他們對(duì)于音樂(lè)的理解還只限于皮毛，更別說(shuō)怎么教會(huì)機(jī)器人做彰顯“情緒變化”的動(dòng)作了。“對(duì)于初學(xué)者，我們通常都是手把手的教，可你這是機(jī)器人啊！”專(zhuān)家組中一名資深鋼琴師的一席話(huà)讓新松團(tuán)隊(duì)茅塞頓開(kāi)：“老師，我們機(jī)器人也可以啊！”。不同于傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人示教盒編程作業(yè)，協(xié)作機(jī)器人的另外一個(gè)特點(diǎn)就是可以通過(guò)手動(dòng)拖拽示教的方法來(lái)編輯作業(yè)。在實(shí)際應(yīng)用中，很多機(jī)器人的“新本領(lǐng)”，就是通過(guò)人類(lèi)工友手把手教出來(lái)的，這個(gè)特點(diǎn)也讓協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用門(mén)檻大大降低，同時(shí)，可以應(yīng)付作業(yè)流程的動(dòng)態(tài)變化。

圖：通過(guò)牽引示教的方式教會(huì)新松協(xié)作機(jī)器人打太極

在工程師的指引下，鋼琴老師將信將疑地走到機(jī)器人背后，拽動(dòng)機(jī)器人的“胳膊”畫(huà)出一道弧線(xiàn)，松開(kāi)手后，機(jī)器人完美地模擬了剛才的運(yùn)動(dòng)路徑。“沒(méi)想到這家伙看起來(lái)挺嚇人，教起來(lái)這么聽(tīng)話(huà)！”鋼琴老師興奮地說(shuō)道。在鋼琴老師為機(jī)器人豐富了藝術(shù)動(dòng)作后，機(jī)器人的表現(xiàn)贏得了專(zhuān)家的一致認(rèn)可。

    萬(wàn)事俱備，機(jī)器人蓄勢(shì)待發(fā)

從確定機(jī)器人參與項(xiàng)目起，新松團(tuán)隊(duì)就在和時(shí)間賽跑，新松領(lǐng)導(dǎo)層高度重視，抽調(diào)了最優(yōu)秀的設(shè)計(jì)、調(diào)試和裝配工程師參與到演出項(xiàng)目中。

圖：新松公司總裁曲道奎（中）、高級(jí)副總裁趙立國(guó)、副總裁楊躒等公司領(lǐng)導(dǎo)親臨項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督指導(dǎo)

盡管信心飽滿(mǎn)、經(jīng)驗(yàn)豐富，機(jī)器人迄今為止的種種表現(xiàn)也令人滿(mǎn)意，但新松團(tuán)隊(duì)絲毫沒(méi)有松懈大意。為了更好地完成展示任務(wù)，他們甚至還打造了一個(gè)機(jī)器人“備胎”，兩個(gè)機(jī)器人按照同樣的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)調(diào)試，以備不時(shí)之需。歷經(jīng)了近3個(gè)月的調(diào)試和優(yōu)化作業(yè)后，機(jī)器人終于和彩車(chē)進(jìn)行了第一次聯(lián)調(diào)彩排，一個(gè)新的挑戰(zhàn)也隨之而來(lái)——機(jī)器人竟然“不適應(yīng)”了。

原來(lái)，之前機(jī)器人的調(diào)試作業(yè)都是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的，外部環(huán)境和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。實(shí)際情況是，彩車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中需要搭載一個(gè)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生較大的震動(dòng)，這極大程度干擾了機(jī)器人的定位和正常運(yùn)行。為了保證車(chē)體裝飾燈具和機(jī)械結(jié)構(gòu)的正常供電，發(fā)電機(jī)部分必須保留，難題又一次降到了新松團(tuán)隊(duì)頭上。

圖：工程師正在調(diào)試機(jī)器人

“我們的特種機(jī)器人也是安裝在車(chē)上，他們是怎么解決的呢？”一位新松領(lǐng)導(dǎo)在內(nèi)部探討會(huì)上的一句話(huà)，為團(tuán)隊(duì)指引了方向。原來(lái)，為了克服車(chē)體在不平整路面上運(yùn)行時(shí)的劇烈顛簸問(wèn)題時(shí)，新松的特種機(jī)器人通常會(huì)安裝自主研發(fā)的“穩(wěn)定裝置”，但工業(yè)機(jī)器人在廠(chǎng)區(qū)里工作時(shí)通常涉及不到穩(wěn)定作業(yè)，所以也用不到它。新松的全產(chǎn)品線(xiàn)優(yōu)勢(shì)再一次發(fā)揮了作用，在聽(tīng)取了特種機(jī)器人資深專(zhuān)家的建議后，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為機(jī)器人本體及機(jī)器人控制器都安裝上了“穩(wěn)定裝置”，機(jī)器人的“不適應(yīng)”問(wèn)題終于解決了！

隨后的聯(lián)調(diào)作業(yè)中，新松團(tuán)隊(duì)又配合其他單位完成了展示效果的提升和優(yōu)化，機(jī)器人的表現(xiàn)也日益完美，相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)在觀(guān)看了內(nèi)部彩排效果后，也對(duì)新松機(jī)器人的表現(xiàn)給予了高度贊揚(yáng)。

  尾聲：新起點(diǎn)，新征程

2014年，習(xí)總書(shū)記在兩院院士大會(huì)上談到：“機(jī)器人是‘制造業(yè)皇冠頂端的明珠’，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個(gè)國(guó)家科技創(chuàng)新和高端制造業(yè)水平的重要標(biāo)志”。團(tuán)結(jié)、奮進(jìn)、創(chuàng)新的新松人從企業(yè)創(chuàng)建伊始，便牢記自己所承擔(dān)的使命和愿景，不忘初心，砥礪前行。多年以來(lái)，新松堅(jiān)持以自主可控的先進(jìn)技術(shù)推動(dòng)中國(guó)實(shí)業(yè)做大做強(qiáng)，引領(lǐng)中國(guó)高端制造業(yè)走向新的輝煌。跨界融合，協(xié)同共生，面向智時(shí)代，新松致力于將機(jī)器人技術(shù)打造成為開(kāi)放、互聯(lián)、共享、不斷迭代的平臺(tái)，融合人工智能等新興技術(shù)的機(jī)器人產(chǎn)品不斷亮相世界最高舞臺(tái)：平昌冬奧，驚鴻炫舞揚(yáng)名五洲四海；國(guó)慶盛事，指扣弦音禮贊偉大祖國(guó)！新松人正以自己的求索精神，突破技術(shù)瓶頸、打破行業(yè)枷鎖，將蘊(yùn)含中國(guó)智慧的高科技產(chǎn)品推向世界。