2019年10月1日，新中國成立70周年活動在北京天安門廣場盛大舉行，在主題為“同心共筑中國夢”的群眾游行環(huán)節(jié)，彩車“遼寧號”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》，旋律悠揚(yáng)，令人動容。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)了想在遼寧花車中融入機(jī)器人元素的想法——作為共和國長子，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。

對于屢次代表國家亮相各種大型活動的機(jī)器人“國家隊”來說，經(jīng)驗豐富的新松團(tuán)隊并未感到輕車熟路，他們給自己設(shè)定了一個更高的要求：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，要融入人類的動作甚至是情緒……在充分聽取專家組的指導(dǎo)建議后，新松團(tuán)隊決定采用自主研發(fā)的雙臂協(xié)作機(jī)器人擔(dān)任此次演出的主角。

圖：2018韓國平昌冬奧會閉幕式

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)器人是新松為了滿足工業(yè)4.0時代新制造模式需求所研發(fā)的產(chǎn)品，集成了雙目視覺識別、力反饋、手動拖拽示教、碰撞檢測等技術(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)器人可以實現(xiàn)和人類的“零距離接觸”，而不會對人類造成傷害。主角定下來了，下一步挑戰(zhàn)就是如何教會“他”彈好鋼琴。

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新的創(chuàng)意，很多機(jī)器人企業(yè)都曾在不同場合展示過類似的技術(shù)：通常的做法是使用工業(yè)機(jī)器人安裝一個固定的“假手”，通過調(diào)整“假手”的角度來完成彈奏。為了確保安全，演奏時需要把機(jī)器人隔離開，而觀眾看到的情景更像是一個機(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“人”在彈鋼琴。

本次參演的新松雙臂協(xié)作機(jī)器人在外觀設(shè)計上更符合“人”的形象，并且它還搭載一雙真正的機(jī)械“手”，通過十個手指的關(guān)節(jié)運(yùn)動來完成彈奏，這個設(shè)定對機(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，可以動態(tài)感知手指與琴鍵接觸時的細(xì)微力變化，進(jìn)而做出動作上的調(diào)整。協(xié)作機(jī)器人更是一個“暖男”，搭載了碰撞檢測技術(shù)的機(jī)器人會在接觸到人的一剎那立刻停下來，不會對人類造成任何傷害，正是因為這樣，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)器人演示碰撞檢測功能

在系統(tǒng)分析了演出要求后，新松團(tuán)隊集體補(bǔ)了一堂“藝術(shù)課”——理工科出身的他們起初不能分清每個琴鍵對應(yīng)哪個音符，于是他們就把代表哆來咪發(fā)的數(shù)字粘在了琴鍵上。為了切身感受藝術(shù)氛圍，他們便集體觀看鋼琴演奏視頻，利用業(yè)余時間去看音樂會，力求最大化用機(jī)器人去還原人類藝術(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意的旋律了。正在他們將成果展示給專家評委組時，專家的一番話，卻讓他們傻了眼。

要“彈鋼琴”，而不是“彈”鋼琴

眾所周知，鋼琴家在彈奏時需要融入自己對于樂章和曲譜的理解，在展現(xiàn)情緒變化時會通過適當(dāng)?shù)闹w動作來表達(dá)，讓所有觀眾享受聽覺和視覺的雙重盛宴。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，但是專家仍然覺得不夠“真情流露”。

這可給新松團(tuán)隊出了一道難題，盡管突擊學(xué)習(xí)了“藝術(shù)課”，但他們對于音樂的理解還只限于皮毛，更別說怎么教會機(jī)器人做彰顯“情緒變化”的動作了。“對于初學(xué)者，我們通常都是手把手的教，可你這是機(jī)器人啊!”專家組中一名資深鋼琴師的一席話讓新松團(tuán)隊茅塞頓開：“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)器人的另外一個特點就是可以通過手動拖拽示教的方法來編輯作業(yè)。在實際應(yīng)用中，很多機(jī)器人的“新本領(lǐng)”，就是通過人類工友手把手教出來的，這個特點也讓協(xié)作機(jī)器人的應(yīng)用門檻大大降低，同時，可以應(yīng)付作業(yè)流程的動態(tài)變化。

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，拽動機(jī)器人的“胳膊”畫出一道弧線，松開手后，機(jī)器人完美地模擬了剛才的運(yùn)動路徑?！皼]想到這家伙看起來挺嚇人，教起來這么聽話!”鋼琴老師興奮地說道。在鋼琴老師為機(jī)器人豐富了藝術(shù)動作后，機(jī)器人的表現(xiàn)贏得了專家的一致認(rèn)可。

萬事俱備，機(jī)器人蓄勢待發(fā)

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

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

原來，之前機(jī)器人的調(diào)試作業(yè)都是在實驗室里進(jìn)行的，外部環(huán)境和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。實際情況是，彩車在運(yùn)行過程中需要搭載一個發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)會產(chǎn)生較大的震動，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)隊頭上。

“我們的特種機(jī)器人也是安裝在車上，他們是怎么解決的呢?”一位新松領(lǐng)導(dǎo)在內(nèi)部探討會上的一句話，為團(tuán)隊指引了方向。原來，為了克服車體在不平整隨后的聯(lián)調(diào)作業(yè)中，新松團(tuán)隊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)在觀看了內(nèi)部彩排效果后，也對新松機(jī)器人的表現(xiàn)給予了高度贊揚(yáng)。

尾聲：新起點，新征程

2014年，習(xí)總書記在兩院院士大會上談到：“機(jī)器人是‘制造業(yè)皇冠頂端的明珠’，其研發(fā)、制造、應(yīng)用是衡量一個國家科技創(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，新松堅持以自主可控的先進(jìn)技術(shù)推動中國實業(yè)做大做強(qiáng)，引領(lǐng)中國高端制造業(yè)走向新的輝煌?？缃缛诤?，協(xié)同共生，面向智時代，新松致力于將機(jī)器人技術(shù)打造成為開放、互聯(lián)、共享、不斷迭代的平臺，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：平昌冬奧，驚鴻炫舞揚(yáng)名五洲四海;國慶盛事，指扣弦音禮贊偉大祖國!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)含中國智慧的高科技產(chǎn)品推向世界。

今天的新松，

用自己的智慧果實

為新中國成立70周年獻(xiàn)禮;

未來的新松，

將為祖國的美好明天

更加奮力地奔跑。

新松人，在路上!

路面上運(yùn)行時的劇烈顛簸問題時，新松的特種機(jī)器人通常會安裝自主研發(fā)的“穩(wěn)定裝置”，但工業(yè)機(jī)器人在廠區(qū)里工作時通常涉及不到穩(wěn)定作業(yè)，所以也用不到它。新松的全產(chǎn)品線優(yōu)勢再一次發(fā)揮了作用，在聽取了特種機(jī)器人資深專家的建議后，項目團(tuán)隊為機(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)”問題終于解決了!