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2019年10月1日，新中國成立70周年活動(dòng)在北京天安門(mén)廣場(chǎng)盛大舉行，在主題為“同心共筑中國夢(mèng)”的群眾游行環(huán)節，彩車(chē)“遼寧號”的亮相格外引人注目——新松雙臂協(xié)作機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，令人動(dòng)容?，F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。

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新挑戰，新主角

2019年5月，遼寧省委宣傳部向新松公司傳達了想在遼寧花車(chē)中融入機器人元素的想法——作為共和國長(cháng)子，遼寧在傳統工業(yè)領(lǐng)域有著(zhù)極其雄厚的基礎和積累，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(dòng)的機器人“國家隊”來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗豐富的新松團隊并未感到輕車(chē)熟路，他們給自己設定了一個(gè)更高的要求：考慮到與小演員攜手完成演出，機器人的安全性至關(guān)重要；機器人的形象要區別于傳統的工業(yè)設備，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)家組的指導建議后，新松團隊決定采用自主研發(fā)的雙臂協(xié)作機器人擔任此次演出的主角。

圖：2018韓國平昌冬奧會(huì )閉幕式新松機器人參演的"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)作機器人?

雙臂協(xié)作機器人是新松為了滿(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)識別、力反饋、手動(dòng)拖拽示教、碰撞檢測等技術(shù)，是機器人與人工智能的完美融合體。更重要的是，基于人機協(xié)作技術(shù)，該機器人可以實(shí)現和人類(lèi)的“零距離接觸”，而不會(huì )對人類(lèi)造成傷害。主角定下來(lái)了，下一步挑戰就是如何教會(huì )“他”彈好鋼琴。

圖：新松雙臂協(xié)作機器人DSCR5曾在央視《機智過(guò)人》節目中戰勝過(guò)人類(lèi)頂級調酒師?

?人工智能賦能，機器人更像“人”?

機器人彈鋼琴并不是一個(gè)新的創(chuàng )意，很多機器人企業(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)機器人安裝一個(gè)固定的“假手”，通過(guò)調整“假手”的角度來(lái)完成彈奏。為了確保安全，演奏時(shí)需要把機器人隔離開(kāi)，而觀(guān)眾看到的情景更像是一個(gè)機械設備在按照設定的程序“執行任務(wù)”，而不是一個(gè)“人”在彈鋼琴。

圖：工程師正在“教”機器人如何彈鋼琴

本次參演的新松雙臂協(xié)作機器人在外觀(guān)設計上更符合“人”的形象，并且它還搭載一雙真正的機械“手”，通過(guò)十個(gè)手指的關(guān)節運動(dòng)來(lái)完成彈奏，這個(gè)設定對機器人的穩定性、精確性、可靠性提出了更高的要求。作為國內最早研發(fā)出協(xié)作機器人的企業(yè)，新松的協(xié)作機器人融入了大量的人工智能技術(shù)，在機器人的感知、交互、運動(dòng)控制等方面均處于業(yè)內領(lǐng)先水平，已在高端制造業(yè)取得了大批量應用。新松雙臂協(xié)作機器人的兩個(gè)手臂均為7軸柔性機器人，重復定位精度可達±0.02mm，攜帶視覺(jué)系統可以有效辨別周邊的環(huán)境變化，機器人控制系統的可擴展性非常強，可以精確地指揮“機械手”在內的末端設備，這些對于機器人手指如何精確找準琴鍵至關(guān)重要。機器人的力反饋技術(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)的細微力變化，進(jìn)而做出動(dòng)作上的調整。協(xié)作機器人更是一個(gè)“暖男”，搭載了碰撞檢測技術(shù)的機器人會(huì )在接觸到人的一剎那立刻停下來(lái)，不會(huì )對人類(lèi)造成任何傷害，正是因為這樣，機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)作機器人演示碰撞檢測功能

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圖：新松雙臂協(xié)作機器人重復定位精度可達±0.02mm

在系統分析了演出要求后，新松團隊集體補了一堂“藝術(shù)課”——理工科出身的他們起初不能分清每個(gè)琴鍵對應哪個(gè)音符，于是他們就把代表哆來(lái)咪發(fā)的數字粘在了琴鍵上。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 )，力求最大化用機器人去還原人類(lèi)藝術(shù)家的彈奏水準。歷經(jīng)種種困難和挑戰，機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)家評委組時(shí)，專(zhuān)家的一番話(huà)，卻讓他們傻了眼。

圖：機器人通過(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)需要融入自己對于樂(lè )章和曲譜的理解，在展現情緒變化時(shí)會(huì )通過(guò)適當的肢體動(dòng)作來(lái)表達，讓所有觀(guān)眾享受聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)的雙重盛宴。盡管新松機器人已經(jīng)可以完整地彈奏出曲目，節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”。?

這可給新松團隊出了一道難題，盡管突擊學(xué)習了“藝術(shù)課”，但他們對于音樂(lè )的理解還只限于皮毛，更別說(shuō)怎么教會(huì )機器人做彰顯“情緒變化”的動(dòng)作了?！皩τ诔鯇W(xué)者，我們通常都是手把手的教，可你這是機器人??！”專(zhuān)家組中一名資深鋼琴師的一席話(huà)讓新松團隊茅塞頓開(kāi)：“老師，我們機器人也可以??！”。不同于傳統的工業(yè)機器人示教盒編程作業(yè)，協(xié)作機器人的另外一個(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)際應用中，很多機器人的“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)作機器人的應用門(mén)檻大大降低，同時(shí)，可以應付作業(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器人背后，拽動(dòng)機器人的“胳膊”畫(huà)出一道弧線(xiàn)，松開(kāi)手后，機器人完美地模擬了剛才的運動(dòng)路徑?！皼](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。在鋼琴老師為機器人豐富了藝術(shù)動(dòng)作后，機器人的表現贏(yíng)得了專(zhuān)家的一致認可。

萬(wàn)事俱備，機器人蓄勢待發(fā)

從確定機器人參與項目起，新松團隊就在和時(shí)間賽跑，新松領(lǐng)導層高度重視，抽調了最優(yōu)秀的設計、調試和裝配工程師參與到演出項目中。

圖：新松公司總裁曲道奎（中）、高級副總裁趙立國、副總裁楊躒等公司領(lǐng)導親臨項目現場(chǎng)監督指導

盡管信心飽滿(mǎn)、經(jīng)驗豐富，機器人迄今為止的種種表現也令人滿(mǎn)意，但新松團隊絲毫沒(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)機器人“備胎”，兩個(gè)機器人按照同樣的標準開(kāi)發(fā)調試，以備不時(shí)之需。歷經(jīng)了近3個(gè)月的調試和優(yōu)化作業(yè)后，機器人終于和彩車(chē)進(jìn)行了第一次聯(lián)調彩排，一個(gè)新的挑戰也隨之而來(lái)——機器人竟然“不適應”了。?

原來(lái)，之前機器人的調試作業(yè)都是在實(shí)驗室里進(jìn)行的，外部環(huán)境和基礎結構穩定。實(shí)際情況是，彩車(chē)在運行過(guò)程中需要搭載一個(gè)發(fā)電機，發(fā)電機會(huì )產(chǎn)生較大的震動(dòng)，這極大程度干擾了機器人的定位和正常運行。為了保證車(chē)體裝飾燈具和機械結構的正常供電，發(fā)電機部分必須保留，難題又一次降到了新松團隊頭上。

圖：工程師正在調試機器人

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

隨后的聯(lián)調作業(yè)中，新松團隊又配合其他單位完成了展示效果的提升和優(yōu)化，機器人的表現也日益完美，相關(guān)領(lǐng)導在觀(guān)看了內部彩排效果后，也對新松機器人的表現給予了高度贊揚。

尾聲：新起點(diǎn)，新征程

2014年，習總書(shū)記在兩院院士大會(huì )上談到：“機器人是‘制造業(yè)皇冠頂端的明珠’，其研發(fā)、制造、應用是衡量一個(gè)國家科技創(chuàng )新和高端制造業(yè)水平的重要標志”。團結、奮進(jìn)、創(chuàng )新的新松人從企業(yè)創(chuàng )建伊始，便牢記自己所承擔的使命和愿景，不忘初心，砥礪前行。多年以來(lái)，新松堅持以自主可控的先進(jìn)技術(shù)推動(dòng)中國實(shí)業(yè)做大做強，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(shí)代，新松致力于將機器人技術(shù)打造成為開(kāi)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)的機器人產(chǎn)品不斷亮相世界最高舞臺：平昌冬奧，驚鴻炫舞揚名五洲四海；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(shí)

為新中國成立70周年獻禮；

未來(lái)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！

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