“北京8分鐘”高科技：智能機(jī)器人 石墨烯發(fā)熱服
智能機(jī)器人排除現(xiàn)場干擾與演員共舞
表演中，機(jī)器人與輪滑舞者互動(dòng)，并攜手從平昌穿越到2022年的北京。這些機(jī)器人靈活的舞蹈動(dòng)作，讓觀眾贊嘆。機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司移動(dòng)機(jī)器人事業(yè)部總裁張雷告訴記者，這是中國新一代智能機(jī)器人第一次在國際賽事上表演高難度舞蹈動(dòng)作，機(jī)器人不但完成自己的動(dòng)作編排，更要與演員、地面投影進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，這同樣實(shí)現(xiàn)了技術(shù)領(lǐng)域的升級(jí)創(chuàng)新。
張雷介紹，此次他們主要實(shí)現(xiàn)了技術(shù)方面兩點(diǎn)突破。首先是機(jī)器人導(dǎo)航更加精準(zhǔn)，“從機(jī)器人控制的角度來講，演員和機(jī)器人之間有頻繁的穿梭互動(dòng)，演出場地內(nèi)的燈光干擾多，這就要求機(jī)器人要看得遠(yuǎn)、看得清，同時(shí)用最短的時(shí)間做出判斷，并迅速做出適應(yīng)和調(diào)整。”其次，相比常用的工業(yè)機(jī)器人，此次的“演員”機(jī)器人動(dòng)作更復(fù)雜靈活，包括完成行進(jìn)中旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)，配合演員做出花哨的動(dòng)作等。
“這些技術(shù)上的新要求也為整個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了挑戰(zhàn)，要求我們在設(shè)計(jì)程序時(shí)不斷地改進(jìn)算法。”張雷說，團(tuán)隊(duì)從確定參演到開始排練其間只有兩個(gè)月時(shí)間，全體成員夜以繼日地工作，才最終定制出可以參與演出的機(jī)器人。
“我們一共做了30個(gè)機(jī)器人，有6個(gè)是備用的。”張雷透露，把這些機(jī)器人運(yùn)送到排練場地時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的實(shí)際情況與他們預(yù)想的有很大不同。“開始時(shí)問題比較大，比如以往的工程安裝通常需要幾天的時(shí)間，但是這次導(dǎo)演團(tuán)隊(duì)希望我們的機(jī)器人一上來就和演員進(jìn)行合練，我們沒有預(yù)想到場景會(huì)有多復(fù)雜。”張雷說，初期的幾次合練都不太成功，研發(fā)團(tuán)隊(duì)只能在現(xiàn)場反復(fù)調(diào)試、修正磨合。“后來的配合就越來越好，當(dāng)導(dǎo)演團(tuán)隊(duì)提出路線動(dòng)作修改建議時(shí)，我們能夠迅速地做出調(diào)整，以便跟排練團(tuán)隊(duì)快速配合，為排練爭取時(shí)間。”
為保障演出打造世界領(lǐng)先的“冰屏”
大家可以看到機(jī)器人搭載的大屏幕使這次表演十分炫酷，移動(dòng)的機(jī)器人、流動(dòng)的畫面形成了多層次、遞進(jìn)式的現(xiàn)場效果。為了體現(xiàn)冰雪主題，這些大屏幕也使用了新技術(shù)，最終打造成像冰雪一樣效果的“冰屏”。
“冰屏”研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、深圳壹品廣電股份有限公司北京文藝表演項(xiàng)目總監(jiān)黃慶生介紹說，屏幕上要的效果是雪花潔白、冰花透明，這對LED顯示屏技術(shù)來說是前所未有的難度。
“我們以前沒有過這樣的產(chǎn)品，常規(guī)不生產(chǎn)的。”黃慶生說，按照導(dǎo)演團(tuán)隊(duì)的要求，單屏幕尺寸達(dá)到1.5米的跨度，兩塊屏長3米，如果中間沒有支柱，很難穩(wěn)定。此外，LED屏越長，顏色的一致性越不好，到后面的燈顏色就不一樣了。為參與8分鐘演出，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了專門的技術(shù)攻關(guān)，不僅生產(chǎn)出了規(guī)格更高、工藝更完善的產(chǎn)品，也同步實(shí)現(xiàn)了工藝的升級(jí)更新。“目前的‘冰屏’技術(shù)我們處于世界領(lǐng)先水平，這次做出了3米長的屏幕而且中間沒有橫梁，這種工藝目前在世界上我們應(yīng)該是第一家。”
為保證屏幕可以抗風(fēng)扛凍，所有屏幕都經(jīng)過了風(fēng)洞和冷庫測試，風(fēng)洞測試更是達(dá)到了15米/秒的風(fēng)速要求。黃慶生說，想要這么穩(wěn)定，必須把背后的卡槽做好，結(jié)構(gòu)非常精密，卡槽與屏幕之間的距離可以用微米計(jì)算。“北京8分鐘表演所提出的技術(shù)要求，也推進(jìn)了這個(gè)顯示屏技術(shù)的革新。”
可視化仿真預(yù)演系統(tǒng)輔助導(dǎo)演摳細(xì)節(jié)
在整個(gè)排練過程中，有兩套視覺仿真系統(tǒng)一直在充當(dāng)著導(dǎo)演的“眼睛”和“指揮棒”，這就是由北京理工大學(xué)與北京電影學(xué)院組建的虛擬視覺團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的“OpenGL表演輔助訓(xùn)練系統(tǒng)”和“北京八分鐘文藝表演預(yù)演系統(tǒng)”。
兩套系統(tǒng)可以根據(jù)導(dǎo)演的創(chuàng)意方案將文藝表演過程全部仿真，以可視化的界面和圖紙、視頻等多種形式展現(xiàn)演員的運(yùn)動(dòng)軌跡、位置信息、隊(duì)形變化、運(yùn)動(dòng)速度等，幫助導(dǎo)演把控、決策及完善表演方案。
北京電影學(xué)院未來影像高精尖創(chuàng)新中心總體研究部副主任王春水介紹，“這兩套系統(tǒng)相當(dāng)于讓導(dǎo)演同時(shí)看到現(xiàn)場監(jiān)控器和直播效果，導(dǎo)演在系統(tǒng)中可以實(shí)時(shí)觀察到演員及道具的隊(duì)形狀態(tài)，如果需要調(diào)整可以及時(shí)反饋。”具體到參與演出人員，系統(tǒng)可以為每個(gè)人生成自己的動(dòng)作軌跡和節(jié)奏，“在不用考慮旁邊人的時(shí)候，也可以知道自己什么時(shí)間該做什么動(dòng)作，這樣就讓排練效率大大提高。”
石墨烯智能發(fā)熱服幫演員抵抗嚴(yán)寒
閉幕式上“北京8分鐘”展示是在韓國當(dāng)?shù)貢r(shí)間晚上9點(diǎn)15分進(jìn)行，此時(shí)現(xiàn)場氣溫已降到零下3度左右。為了做好演員的防寒保暖工作，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)采用了石墨烯智能發(fā)熱服飾來確保演員在穿著較薄的演出服時(shí)不會(huì)被凍傷。
石墨烯是一種新型納米材料，具有超高強(qiáng)度、超高導(dǎo)熱系數(shù)，被業(yè)界譽(yù)為“新材料之王”。利用石墨烯的特性，我國科研人員研制出了超薄透明的石墨烯電熱薄膜技術(shù)，用于智能裝備制造，并在國外申請了專利保護(hù)。
“演員的服裝要求輕薄，能讓他們靈活地做動(dòng)作，同時(shí)，無論是排練場地還是平昌閉幕式現(xiàn)場，天氣都很寒冷，石墨烯服飾可以起到很好的保溫發(fā)熱效果。”石墨烯團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、來自深圳烯旺新材料科技股份有限公司的李月秋說，根據(jù)環(huán)境要求，服飾也可以做出相應(yīng)調(diào)節(jié)。“最初對我們的設(shè)計(jì)要求是在零下5度的環(huán)境中持續(xù)發(fā)熱8分鐘，后來考慮到候場等因素，調(diào)整到在零下20度的條件下發(fā)熱4小時(shí)。”
李月秋說，團(tuán)隊(duì)曾在模擬零下20度的情況下進(jìn)行真人實(shí)驗(yàn)，以確保調(diào)試的可靠性。“在發(fā)熱效果符合要求的同時(shí)，還要保證材料的安全性、電池的續(xù)航能力和服飾的舒適度。”
此外，低溫天氣條件下，需要御寒的除了演員，還有現(xiàn)場所有的演出設(shè)備。為了讓演出主體“冰屏”和移動(dòng)機(jī)器人在平昌能夠順利運(yùn)行，主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)特意對設(shè)備進(jìn)行了扛寒、扛風(fēng)測試，根據(jù)測試結(jié)果不斷優(yōu)化設(shè)備性能，保證其在低溫、大風(fēng)環(huán)境下的穩(wěn)定性。
- 上一篇：2018第十五屆上海國際現(xiàn)代工業(yè)智能裝備展覽會(huì) 2018/3/5
- 下一篇：疊衣服機(jī)器人兩分鐘內(nèi)疊完一件T恤衫 觀眾：比妻子疊得好！快看 2018/1/19