2025-06-10 14:00:13
【导语】在杭州的一个机器人实验室里，钢琴演奏机器人正以其灵巧的“双手”奏响悠扬乐曲，展现科技发展的无限魅力。这些机器人不仅能够演奏六级曲目，还通过不断优化的算法和硬件技术，向完全自主演奏迈进。然而，让机器人学会弹钢琴的目的并非仅仅为了艺术表现，而是为了通过这一量化场景推动灵巧手、机械臂等技术的更新迭代，为机器人更好地融入日常生活场景、服务人类生活奠定基础。尽管洗盘子、刷碗等看似简单的体力活对(duì)机(jī)器(qì)人(rén)来(lái)说(shuō)仍(réng)具(jù)挑(tiāo)战(zhàn)性(xìng)，但(dàn)这(zhè)一(yī)领(lǐng)域的(de)进(jìn)步(bù)正(zhèng)预(yù)示(shì)着(zhe)机(jī)器(qì)人(rén)技(jì)术(shù)更(gèng)加(jiā)广(guǎng)阔(kuò)的(de)应(yīng)用(yòng)前(qián)景(jǐng)。
如(rú)果(guǒ)有(yǒu)一(yī)天(tiān)可(kě)以(yǐ)拥(yōng)有(yǒu)一(yī)个(gè)机(jī)器(qì)人(rén)，你最希望让它为你做些什么？是让它帮你分担洗碗、扫地这些日常家务，还是在你结束一天的辛劳后为你烹制一顿美味晚餐？
在杭州的一个机器人实验室里，一群特别的机器人正用灵(líng)巧(qiǎo)的(de)“双(shuāng)手(shǒu)”演(yǎn)奏(zòu)着(zhe)悠(yōu)扬(yáng)的(de)乐(lè)曲(qū)，向(xiàng)我(wǒ)们(men)展(zhǎn)示(shì)着(zhe)科(kē)技(jì)发(fā)展(zhǎn)的(de)无(wú)限(xiàn)可(kě)能(néng)。
走(zǒu)进(jìn)杭(háng)州(zhōu)海(hǎi)创(chuàng)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)创(chuàng)新(xīn)中(zhōng)心(xīn)展(zhǎn)厅(tīng)，一(yī)支(zhī)正(zhèng)在(zài)有(yǒu)模(mó)有(yǒu)样(yàng)地(de)演(yǎn)奏(zòu)着(zhe)钢(gāng)琴(qín)的“机器人乐队”十分引人注目。
据浙江省机器(qì)人(rén)产(chǎn)业(yè)发(fā)展(zhǎn)协(xié)会(huì)秘(mì)书(shū)长(zhǎng)、浙(zhè)江(jiāng)大(dà)学(xué)机(jī)器(qì)人(rén)研(yán)究(jiū)中(zhōng)心(xīn)副(fù)主任(rèn)宋(sòng)伟(wěi)介(jiè)绍(shào)，团(tuán)队当前研发出来的钢琴演奏机器人已经具备演奏六级曲目的能力。它们和人一样有五根“手指”，可以直接用来弹钢琴的和弦和黑键。而且，它们的“脚”在演奏过程中也可以配合音乐的节奏和节拍去踩踏钢琴的踏板，来增强音乐的表现力。
钢琴演奏机器人 受访者供图
机器人是如何实现钢琴演奏这一复杂行为的？宋伟介绍，机器人之所以能够流畅地演奏钢琴，离不开它上半身的两个关键部件——灵巧手和机械臂，而机器人程序自身的算法理解能力也帮助它能够更好地完成钢琴演奏。
具体来讲，钢琴演奏机器人能够基于自身的程序来解析曲谱，知道某一个音符需要用哪只‘手’、哪一根‘手指’来弹奏，并通过控制算法在特定的时刻动用‘手’和‘手指’将这个音符演奏出来。更重要的是，灵巧手和机械臂的电机、一体化关节等驱动器件，能够在动力上满足前述演奏动作的需要，从而将这种算法决策转化为实际的动作。
机器人的“灵巧手”和“机械臂” 受访者供图
尽管都可以演奏出美妙的乐曲，但机器人的演奏方式目前与人类还是存在着本质上的差别。不同于人类的演奏，钢琴演奏机器人还无法在整个弹奏过程中进行实时的响应。它通常是借助程序提前设置好演奏的内容，然后再通过算法将导入的内容转化为具体的“手指”动作来进行弹奏。这也让现阶段钢琴演奏机器人的能力无法与人类的创造能力相媲美，缺乏一定的自主性和灵活性。
不过宋伟也提到，团队正在开发音乐演奏的专用模型，机器人是有望在不远的将来实现完全自主的演奏的。“一方面，AI技术的发展让AI作曲成为可能；另一方面，基于学习的方法能够实现从曲谱到轨迹控制的端到端控制，从而使机器人的钢琴演奏更具有灵活性。”
那么，为什么要让机器人来学会演奏钢琴呢？宋伟表示，他们的最终目的并不是单纯地让机器人掌握弹钢琴的能力，而是用弹钢琴这种可以量化的场景来不断优化机器人手臂的功能，推动灵巧手、机械臂等硬件技术的更新迭代。
当前，宋伟团队通过机器人所掌握的演奏技巧以及可演奏曲目的复杂程度来为其演奏水平进行评级。这些技巧和曲目都可以相应地转化为对其手臂能力的一种量化，如“手指”跨度、“手指”移动速度等。这些指标为机械手臂的开发(fā)提(tí)供(gōng)了(le)明(míng)确(què)的(de)量化目标，以不断提升手臂的智能化水平。“随着机器人演奏水平的提高，它们手臂的智能化也是可以不(bù)断(duàn)提(tí)升(shēng)的(de)。”宋(sòng)伟(wěi)说(shuō)。
钢(gāng)琴(qín)演(yǎn)奏(zòu)机(jī)器(qì)人(rén) 受(shòu)访(fǎng)者(zhě)供(gōng)图(tú)对(duì)于(yú)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)来(lái)说(shuō)，能(néng)够(gòu)演(yǎn)奏(zòu)钢(gāng)琴(qín)是(shì)否(fǒu)意(yì)味(wèi)着(zhe)它(tā)们(men)已(yǐ)经(jīng)可(kě)以(yǐ)帮(bāng)助(zhù)人(rén)类(lèi)去(qù)完(wán)成(chéng)洗(xǐ)盘(pán)子(zi)、刷(shuā)碗(wǎn)这(zhè)些(xiē)看(kàn)似(shì)更(gèng)加(jiā)简(jiǎn)单(dān)的(de)体(tǐ)力(lì)活(huó)了(le)呢(ne)？答案是否定的。
因为对于机器人来讲，洗盘子、刷碗反而要比弹钢琴要困难得多。以洗盘子为例，在这样一个场景当中，机器人需要去理解盘子的各种信息，如盘子的材质特性、如何去端不同的盘子等等，从而对自身的行为进行决策和控制。此外，为了完成洗盘子过程中的一系列动作，机器人的灵巧手还需要具备一定的感知能力、运动能力和操控能力，从而控制好洗盘子过程中的力度和运动方向，保证整个过程的流畅进行。
因此，这些看似简单的体力活对于机器人来讲仍具有一定的挑战性。而宋伟团队当前也正是希望借助弹钢琴这一场景来不断提升机器人的本体能力与智能化水平，从而让机器人刚好地融入到日常的生产、生活场景当中，为人类的生活提供服务。
（来源：潮新闻）
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