2月25日,韩国平昌冬奥会闭幕式演出,“北京八分钟”上演。24台人工控制着“冰屏”与24名轮滑演员,配合地面投影不断变幻曼妙舞姿,惊艳世界。
电视机前,沈阳总裁曲道奎从没这么紧张过冰面很滑,轮器摩擦力是否均匀?通信管控能否万无一失?现场光线乱,能否准确识别投影信号……
直到画面最终定格,曲道奎的紧张才化为兴奋和自豪这是世界上第一次多台机器人与演员同台共舞,实现了高科技与文化艺术的完美融合,短短8分钟,浓缩了中国机器人行业近20年的努力。
“太不容易了,就算在实验室做都很难,更何况是面向全球电视直播。最早很多人都认为不可能完成。”公司副总裁、移动机器人事业部总裁张雷说。
不可能如何变为可能?去年8月,北京冬奥组委看过新松展出的智能机器人,希望把原设计方案中推动“冰屏”的48人换为24个智能机器人。9月底确定整体方案时,表演成功率只有30%。
新松移动机器人事业部副总裁卞瑰石记忆犹新“和人一起演出的机器人不是单一技术,存在车体设计、轮器摩擦力、多传感器融合、多台机器人与人协同、舞蹈动作控制等复杂因素和户外大风、低温、通信干扰等风险。”
接还是不接?“行业领军,新松不做谁还能做?为国担当,没困难无风险,还有什么价值?”曲道奎对自己的团队有信心,“新松有这个能力和自信,也必须承担这个责任。”
签下“荣誉生死状”,从技术攻关到第一台原型机下线,再到全部演出设备联调,整个团队像上了发条。
工作用机器人,设计线路一般是最短距离的直线,而要和人跳群舞,不仅要改为弧线,还要完成复杂的舞蹈动作,解决多机协同、人机协同的问题,这是智能机器人发展的最前沿难题。一台机器人稍有延迟或动作偏差,整个演出失败,路径设计软件和姿态控制算法全部要重新开发。
户外表演,机器人需要应对低温、大风等不利环境。为了演出,北京昌平的彩排基地按照韩国平昌的演出场地以1∶1搭建,团队与演员团队的合练大多在户外低温环境下进行。
技术与艺术的融合也是难题。“导演搞艺术,我们搞技术,导演的想法必须转变为机器人能够识别的数据。为了导演一句话、一个动作,我们经常要改一晚上。”新松公司移动机器人研究院院长于焕说,“刚开始,机器人跟表演队员完全配合不起来,执行导演甚至提出放弃。就在设备发往韩国前十天,围成圆圈动作中有一个机器人跑偏,差点从舞台掉下来。我们立刻意识到导航算法还有问题,加了好几个黑匣子分析数据,花了四五天才解决。”
为了让机器人在演员频繁移动、场地复杂光照情况下“看”得见、“看”得准,团队研制了全新的导航控制算法,精确度达到毫米级;为了让机器人表演中接到指令,确保动作协调一致,网络延迟的偏差被控制在毫秒级;为确保所有机器人正常接收指令,不受干扰,机器人通信系统全部升级;为应对大风、低温等恶劣环境,机器人可以抵御零下30多摄氏度的低温……
“以前的大型国际演出,更多的是展示中华民族的悠久传统、辉煌文化,而这次‘北京八分钟’实现了高科技和文化艺术完美融合,让世界重新了解中国,也认识了未来机器人与人的关系。”北京冬奥组委一位艺术家如是评价。