平昌冬奥会“北京八分钟”研发团队——
让中国机器人登上世界之巅(新时代的奋斗者)
本报记者 何 勇 胡婧怡
2月25日，韩国平昌冬奥会闭幕式演出，“北京八分钟”上演。24台人工智能机器人控制着“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。
2月25日，2018平昌冬奥会闭幕式举行。图为闭幕式上的“北京八分钟”表演环节。 中新社记者 崔楠 摄
电视机前，沈阳新松机器人自动化股份有限公司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，机器人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。”新松公司副总裁、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，新松机器人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同时接到指令，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。
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