來(lái)源：環(huán)球時(shí)報(bào)-環(huán)球網(wǎng)

(相關(guān)資料圖)

【環(huán)球時(shí)報(bào)-環(huán)球網(wǎng)報(bào)道 記者 陳子帥】16日晚，北京松延動(dòng)力科技集團(tuán)股份有限公司研發(fā)的多款機(jī)器人在央視春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)上的小品《奶奶的最愛》中亮相，包括與演員蔡明容貌神態(tài)相似的仿生人形機(jī)器人，以及可愛的“機(jī)器人孫子”小布米和它的“哥哥們”?！董h(huán)球時(shí)報(bào)》記者從松延動(dòng)力了解到，機(jī)器人團(tuán)隊(duì)在30天完成了仿生人頭1:1復(fù)刻，而“小布米”則是跟一群兒童“學(xué)”起了舞蹈，并且學(xué)會(huì)了21種舞蹈。

機(jī)器人的訓(xùn)練場(chǎng)景，圖片由松延動(dòng)力提供

據(jù)松延動(dòng)力相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，僅僅三十天的時(shí)間，團(tuán)隊(duì)就初步完成了仿生人形機(jī)器人的1:1復(fù)刻?！按_定項(xiàng)目開始的那天下午，擺在眼前的首個(gè)難點(diǎn)，是頭部比例的調(diào)整，為了保證上鏡效果，需較原有仿生人頭方案整體縮小 30%，所有結(jié)構(gòu)件、機(jī)械件與電子件都要重新開展精細(xì)化設(shè)計(jì)與空間排布?！?/p>

另一重挑戰(zhàn)，則聚焦在唇形的精準(zhǔn)還原上，讓機(jī)器人的口型能和每一句臺(tái)詞精準(zhǔn)匹配，就需要唇部這一狹小的空間內(nèi)放入足夠多的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，嘴部自由度如果配置不足，將會(huì)產(chǎn)生唇形僵硬的問題。而在緊密空間內(nèi)部如何合理排列如此多的結(jié)構(gòu)件，又是一項(xiàng)很大的技術(shù)難題。對(duì)此松延動(dòng)力憑借唇部12個(gè)自由度的配合以及自研表情驅(qū)動(dòng)算法完成了高難度的動(dòng)作還原。

在一次次調(diào)試與試錯(cuò)中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，仿生人形機(jī)器人單做到足夠像遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，要是動(dòng)不起來(lái)，或是可活動(dòng)的部位太少，整體依舊會(huì)顯得僵硬。后續(xù)的調(diào)試中，團(tuán)隊(duì)先加了只有一個(gè)自由度的脖子，試過發(fā)現(xiàn)效果還是不像；在把脖子的自由度加到3個(gè)后，那種違和感瞬間減輕了。再給它配上手臂、軀體，讓全身都能做靜態(tài)的微動(dòng)，連頭部和身體的自然起伏都兼顧到，賦予機(jī)器人自然的呼吸感。軀干、手臂和頭部的動(dòng)作形成配合后，“恐怖谷”效應(yīng)就大大降低了，有了真正的生命感。

除了仿生人形機(jī)器人，此次登上春晚的，還有松延動(dòng)力的“小頑童N2”、新一代雙足人形機(jī)器人“E1”以及首次公開亮相的消費(fèi)級(jí)人形機(jī)器人“小布米”。

“將各種不同的產(chǎn)品送入語(yǔ)言類節(jié)目，配合演員完成舞臺(tái)調(diào)度，對(duì)機(jī)器人運(yùn)控能力提出了更高的要求?！彼裳觿?dòng)力算法負(fù)責(zé)人介紹說，不同于在相對(duì)空曠的表演場(chǎng)地進(jìn)行歌舞類演出，為了保證鏡頭播出效果，小品的取景范圍比較小。“第一次走進(jìn)春晚舞臺(tái)彩排時(shí)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)留給4臺(tái)機(jī)器人活動(dòng)的范圍大概只有12平方米左右，這就意味著機(jī)器人需要在小空間內(nèi)完成空翻、側(cè)手翻等動(dòng)作?！?/p>

“語(yǔ)言類節(jié)目的走位調(diào)度極為嚴(yán)格，機(jī)器人每完成一次動(dòng)作都要十分精準(zhǔn)地落在固定的點(diǎn)位上，不能有一點(diǎn)震動(dòng)導(dǎo)致機(jī)器位移，否則會(huì)影響演員的走位，這對(duì)機(jī)器人自身運(yùn)動(dòng)控制的精度要求非常高?！彼裳觿?dòng)力算法負(fù)責(zé)人說。

為了達(dá)到“春晚級(jí)”的運(yùn)控精度，團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了原本的空翻策略。首先是在運(yùn)動(dòng)控制算法上，提出了300個(gè)以上的策略，來(lái)不斷優(yōu)化機(jī)器人動(dòng)作控制的精度。隨后在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了調(diào)整，因?yàn)闄C(jī)器人的受力多在腳踝和大腿，團(tuán)隊(duì)將機(jī)器人的重心上移，形成了類似“球形”的，中心重，四肢輕的結(jié)構(gòu)，最終讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了輕盈的高難度動(dòng)作。

“一次成功算不上成功，一百次空翻一百次平穩(wěn)落地才算得上成功?！彼裳觿?dòng)力相關(guān)負(fù)責(zé)人說。

“小布米”身高94 厘米、體重約為17公斤。據(jù)介紹，人形機(jī)器人“小布米”經(jīng)歷了更多的訓(xùn)練。作為節(jié)目中年齡最小的“機(jī)器人孫子”，“小布米”先后學(xué)會(huì)了民族舞、機(jī)械舞、街舞等21種舞蹈?！捌骄恳坏絻商炀鸵?xùn)練出一種新的舞蹈?！眻F(tuán)隊(duì)中的一名算法技術(shù)員工說。為了讓“小布米”的跑步姿勢(shì)更貼近真人，團(tuán)隊(duì)在運(yùn)控算法上反復(fù)迭代，摒棄了僵硬的直接擺臂起跑，而是讓機(jī)器人在達(dá)到一定速度后再自然抬起雙臂，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的“起跑再抬臂”動(dòng)作，實(shí)際上凝聚了項(xiàng)目組在結(jié)構(gòu)和算法上一系列工程的訓(xùn)練。

過程中，團(tuán)隊(duì)還特意邀請(qǐng)了不同年齡段的兒童進(jìn)行動(dòng)作捕捉，再把捕捉到的動(dòng)作重定向到小布米上完成強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練。同時(shí)在結(jié)構(gòu)和算法的層面，團(tuán)隊(duì)對(duì)其腳部的動(dòng)作做了嚴(yán)格設(shè)計(jì)，保證腳部電機(jī)的扭矩不超過10nm，落地的接觸力不超過100n，最終讓這個(gè)小小的機(jī)器人在舞臺(tái)上的每一次跳躍、跨步、大笑時(shí)的跺腳，都足夠活潑靈動(dòng)。

據(jù)了解，松延動(dòng)力的創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)與核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)均以95后為主力。相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，“今天，機(jī)器人走上了春晚舞臺(tái)；明天，它們將走進(jìn)千家萬(wàn)戶。”

標(biāo)簽： 算法 蔡明 動(dòng)作 人形 機(jī)器人 春晚小品