4月1日，合肥磐石智能科技股份有限公司（簡(jiǎn)稱“磐石科技”）的研學(xué)基地內(nèi)，悠揚(yáng)琴聲響起，一曲《茉莉花》婉轉(zhuǎn)在大廳半空。然而彈坐在鋼琴前的，是圓頭圓腦、系著領(lǐng)結(jié)的機(jī)器人。機(jī)械手指在琴鍵上輕盈躍動(dòng)，從代碼到藝術(shù)，一場(chǎng)來自機(jī)器人的“藝術(shù)覺醒”正在合肥上演。
高速魔方機(jī)器人
鋼琴機(jī)器人
上萬(wàn)次調(diào)試 熟練20首曲目
選定曲目、手指輕彈，從民歌到兒歌，20種曲目信手拈來，這位優(yōu)雅的鋼琴機(jī)器人，是磐石科技的最新力作。在磐石科技研學(xué)基地的正中間，鋼琴機(jī)器人極具未來感，通體白色，藍(lán)色光條不時(shí)閃爍；雙手按壓琴鍵，指尖靈活。不久前，這位鋼琴機(jī)器人亮相合肥市中心圖書館，成為讀者們爭(zhēng)相“打卡”的對(duì)象。
磐石科技研發(fā)工程師吳超告訴記者，經(jīng)過兩年的研發(fā)和多個(gè)版本的迭代，才有了現(xiàn)在亮相眼前的鋼琴機(jī)器人。“2023年開始研發(fā)，2024年8月我們研發(fā)出了初代鋼琴機(jī)器人，因?yàn)榍勘硌莶粔蛄鲿常晕覀冇指牧剂税肽辏?025年3月才讓它正式亮相。”
吳超介紹，鋼琴機(jī)器人由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、仿生機(jī)械手指和MIDI解析算法三大核心構(gòu)成。當(dāng)觀眾在觸摸屏選定曲目時(shí)，控制系統(tǒng)瞬間將樂譜轉(zhuǎn)化為代碼，代碼又會(huì)輸出成動(dòng)作指令，讓機(jī)械臂以0.01毫米的定位精度完成演奏。“每個(gè)音符的力度控制都經(jīng)過上萬(wàn)次調(diào)試，我們甚至模擬了曲目演奏時(shí)的微妙停頓。”吳超說著調(diào)出后臺(tái)數(shù)據(jù)，屏幕上躍動(dòng)的波形圖與琴聲完美同步。
欣賞鋼琴機(jī)器人彈奏之余，記者發(fā)現(xiàn)它有16個(gè)手指。吳超解釋，這也是團(tuán)隊(duì)不斷測(cè)試后的決定。“在每分鐘120拍（BPM）的樂曲中，八分音符的時(shí)值為0.25秒/個(gè)。為準(zhǔn)確演奏，要求機(jī)器人在每個(gè)音符間隔內(nèi)（即0.25秒）完成琴鍵切換，其中留給機(jī)械運(yùn)動(dòng)的有效時(shí)間僅0.125秒——這對(duì)執(zhí)行器的加速度和定位精度提出了極高要求。”
為此，吳超團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了擁有16指結(jié)構(gòu)的鋼琴機(jī)器人，通過分布式指法編排，使多根機(jī)械指可協(xié)同完成跨音區(qū)演奏，將單指移動(dòng)距離縮短，成功實(shí)現(xiàn)了每秒8個(gè)音符的連續(xù)穩(wěn)定演奏。
目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了四大系列曲目，分別為經(jīng)典、民歌、紅歌和兒歌。從《歡樂頌》《天空之城》到《鳳陽(yáng)花鼓》《茉莉花》，從《我愛你中國(guó)》《我和我的祖國(guó)》到《小星星》《瑪麗有只小羊羔》，鋼琴機(jī)器人都能快速響應(yīng)用戶的點(diǎn)歌。吳超說：“眼下我們還在擴(kuò)容曲庫(kù)，讓機(jī)器人練習(xí)更多曲目。”
科普展演 機(jī)器人還有“十八般武藝”
當(dāng)記者深入磐石科技的研學(xué)基地，發(fā)現(xiàn)鋼琴機(jī)器人只是這個(gè)“科普天團(tuán)”的冰山一角：
這里還有魔方“閃電手”——高速魔方機(jī)器人，被打亂的魔方只要被它看上幾秒，就能立刻翻轉(zhuǎn)機(jī)械爪，不到十秒就能還原魔方。
吳超介紹記者，高速魔方機(jī)器人搭載了AI圖像識(shí)別技術(shù)，能迅速識(shí)別魔方各面的色塊位置，然后通過解析算法計(jì)算出還原步驟。“它還搭載了6臺(tái)高速電機(jī)，所以可以6面驅(qū)動(dòng)，最多21步就能還原魔方。”
在高速魔方機(jī)器人的旁邊，還有一臺(tái)雕刻機(jī)器人。輸入想要雕刻的內(nèi)容，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，雕刻機(jī)器人就開始揮動(dòng)刻刀，利用激光定位系統(tǒng)在定制掛墜上勾勒出文字或圖像。
“讓科技會(huì)說故事，讓文化可觸摸。”吳超說，機(jī)器人這是文化傳播的載體，他們將打造更多服務(wù)科技文化體驗(yàn)的科技展項(xiàng)，讓機(jī)器人應(yīng)用于非遺、電影、閱讀等文化場(chǎng)景當(dāng)中，用科技講好更多文化故事。
合肥在線-合新聞?dòng)浾?劉小容/文 王浩/圖
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