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　　【机床商务网栏目 机床上下游】2019年10月1日，新中国成立70周年活动在北京天安门广场盛大举行，在主题为“同心共筑中国梦”的群众游行环节，彩车“辽宁号”的亮相格外引人注目——新松双臂协作机器人与两名小演奏家联手弹奏经典曲目《我和我的祖国》，旋律悠扬，令人动容。现代艺术与人工智能在这一刻充分融合，展示了改变未来的科技曙光。
 

 

　　新挑战，新主角
 

　　2019年5月，辽宁省委宣传部向新松公司传达了想在辽宁花车中融入机器人元素的想法——作为共和国长子，辽宁在传统工业领域有着极其雄厚的基础和积累，为了展示新时代下辽宁在高精尖领域取得的成就，机器人便成了必不可少的组成部分。
 

　　对于屡次代表国家亮相各种大型活动的机器人“国家队”来说，经验丰富的新松团队并未感到轻车熟路，他们给自己设定了一个更高的要求：考虑到与小演员携手完成演出，机器人的安全性至关重要；机器人的形象要区别于传统的工业设备，更贴近绝大部分人心里的期望；不能只为了弹钢琴而去弹钢琴，要融入人类的动作甚至是情绪……在充分听取专家组的指导建议后，新松团队决定采用自主研发的双臂协作机器人担任此次演出的主角。
 

图：2018韩国平昌冬奥会闭幕式新松机器人参演的"北京8分钟"惊艳了世界
 

图：本次演出的主角——新松DSCR3双臂协作机器人
 

　　双臂协作机器人是新松为了满足工业4.0时代新制造模式需求所研发的产品，集成了双目视觉识别、力反馈、手动拖拽示教、碰撞检测等技术，是机器人与人工智能的融合体。更重要的是，基于人机协作技术，该机器人可以实现和人类的“接触”，而不会对人类造成伤害。主角定下来了，下一步挑战就是如何教会“他”弹好钢琴。
 

图：新松双臂协作机器人DSCR5曾在央视《机智过人》节目中战胜过人类调酒师
 

　　人工智能赋能，机器人更像“人”
 

　　机器人弹钢琴并不是一个新的创意，很多机器人企业都曾在不同场合展示过类似的技术：通常的做法是使用工业机器人安装一个固定的“假手”，通过调整“假手”的角度来完成弹奏。为了确保安全，演奏时需要把机器人隔离开，而观众看到的情景更像是一个机械设备在按照设定的程序“执行任务”，而不是一个“人”在弹钢琴。
 

图：工程师正在“教”机器人如何弹钢琴
 

　　本次参演的新松双臂协作机器人在外观设计上更符合“人”的形象，并且它还搭载一双真正的机械“手”，通过十个手指的关节运动来完成弹奏，这个设定对机器人的稳定性、性、可靠性提出了更高的要求。作为国内早研发出协作机器人的企业，新松的协作机器人融入了大量的人工智能技术，在机器人的感知、交互、运动控制等方面均处于业内水平，已在制造业取得了大批量应用。新松双臂协作机器人的两个手臂均为7轴柔性机器人，重复定位精度可达±0.02mm，携带视觉系统可以有效辨别周边的环境变化，机器人控制系统的可扩展性非常强，可以地指挥“机械手”在内的末端设备，这些对于机器人手指如何找准琴键至关重要。机器人的力反馈技术也发挥了重要的作用，可以动态感知手指与琴键接触时的细微力变化，进而做出动作上的调整。协作机器人更是一个“暖男”，搭载了碰撞检测技术的机器人会在接触到人的一刹那立刻停下来，不会对人类造成任何伤害，正是因为这样，机器人才具备和小朋友一起完成演出的必要前提。
 

图：新松双臂协作机器人演示碰撞检测功能
 

图：新松双臂协作机器人重复定位精度可达±0.02mm
 

　　在系统分析了演出要求后，新松团队集体补了一堂“艺术课”——理工科出身的他们起初不能分清每个琴键对应哪个音符，于是他们就把代表哆来咪发的数字粘在了琴键上。为了切身感受艺术氛围，他们便集体观看钢琴演奏视频，利用业余时间去看音乐会，力求大化用机器人去还原人类艺术家的弹奏水准。历经种种困难和挑战，机器人终于可以弹奏出他们满意的旋律了。正在他们将成果展示给专家评委组时，专家的一番话，却让他们傻了眼。
 

图：机器人通过自己的双手完成弹奏
 

　　要“弹钢琴”，而不是“弹”钢琴
 

　　众所周知，钢琴家在弹奏时需要融入自己对于乐章和曲谱的理解，在展现情绪变化时会通过适当的肢体动作来表达，让所有观众享受听觉和视觉的双重盛宴。尽管新松机器人已经可以完整地弹奏出曲目，节奏的把握甚至可以做到丝毫不差，但是专家仍然觉得不够“真情流露”。
 

　　这可给新松团队出了一道难题，尽管突击学习了“艺术课”，但他们对于音乐的理解还只限于皮毛，更别说怎么教会机器人做彰显“情绪变化”的动作了。“对于初学者，我们通常都是手把手的教，可你这是机器人啊！”专家组中一名资深钢琴师的一席话让新松团队茅塞顿开：“老师，我们机器人也可以啊！”。不同于传统的工业机器人示教盒编程作业，协作机器人的另外一个特点就是可以通过手动拖拽示教的方法来编辑作业。在实际应用中，很多机器人的“新本领”，就是通过人类工友手把手教出来的，这个特点也让协作机器人的应用门槛大大降低，同时，可以应付作业流程的动态变化。
 

图：通过牵引示教的方式教会新松协作机器人打太极
 

　　在工程师的指引下，钢琴老师将信将疑地走到机器人背后，拽动机器人的“胳膊”画出一道弧线，松开手后，机器人地模拟了刚才的运动路径。“没想到这家伙看起来挺吓人，教起来这么听话！”钢琴老师兴奋地说道。在钢琴老师为机器人丰富了艺术动作后，机器人的表现赢得了专家的一致认可。
 

　　万事俱备，机器人蓄势待发
 

　　从确定机器人参与项目起，新松团队就在和时间赛跑，新松领导层高度重视，抽调了的设计、调试和装配工程师参与到演出项目中。
 

　　图：新松公司总裁曲道奎(中)、副总裁赵立国、副总裁杨跞等公司领导亲临项目现场监督指导
 

　　尽管信心饱满、经验丰富，机器人迄今为止的种种表现也令人满意，但新松团队丝毫没有松懈大意。为了更好地完成展示任务，他们甚至还打造了一个机器人“备胎”，两个机器人按照同样的标准开发调试，以备不时之需。历经了近3个月的调试和优化作业后，机器人终于和彩车进行了次联调彩排，一个新的挑战也随之而来——机器人竟然“不适应”了。
 

　　原来，之前机器人的调试作业都是在实验室里进行的，外部环境和基础结构稳定。实际情况是，彩车在运行过程中需要搭载一个发电机，发电机会产生较大的震动，这极大程度干扰了机器人的定位和正常运行。为了保证车体装饰灯具和机械结构的正常供电，发电机部分必须保留，难题又一次降到了新松团队头上。
 

图：工程师正在调试机器人
 

　　“我们的特种机器人也是安装在车上，他们是怎么解决的呢？”一位新松领导在内部探讨会上的一句话，为团队指引了方向。原来，为了克服车体在不平整路面上运行时的剧烈颠簸问题时，新松的特种机器人通常会安装自主研发的“稳定装置”，但工业机器人在厂区里工作时通常涉及不到稳定作业，所以也用不到它。新松的全产品线优势再一次发挥了作用，在听取了特种机器人资深专家的建议后，项目团队为机器人本体及机器人控制器都安装上了“稳定装置”，机器人的“不适应”问题终于解决了！
 

　　随后的联调作业中，新松团队又配合其他单位完成了展示效果的提升和优化，机器人的表现也日益，相关领导在观看了内部彩排效果后，也对新松机器人的表现给予了高度赞扬。

尾声：新起点，新征程
 

　　2014年，习总书记在两院院士大会上谈到：“机器人是‘制造业皇冠顶端的明珠’，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和制造业水平的重要标志”。团结、奋进、创新的新松人从企业创建伊始，便牢记自己所承担的使命和愿景，不忘初心，砥砺前行。多年以来，新松坚持以自主可控的先进技术推动中国实业做大做强，中国制造业走向新的辉煌。跨界融合，协同共生，面向智时代，新松致力于将机器人技术打造成为开放、互联、共享、不断迭代的平台，融合人工智能等新兴技术的机器人产品不断亮相世界高舞台：平昌冬奥，惊鸿炫舞扬名五洲四海；国庆盛事，指扣弦音礼赞伟大祖国！新松人正以自己的求索精神，突破技术瓶颈、打破行业枷锁，将蕴含中国智慧的高科技产品推向世界。
 

　　(原标题：新松机器人亮相庆祝中华人民共和国成立70周年大会)