寻“新”记 | 会弹钢琴的机器人?揭开钢琴演奏机器人的神秘面纱

2025-05-08ASPCMS社区 - fjmyhfvclm

01在杭州海创人形机器人创新中心,机器人乐队用灵巧“双手”演奏钢琴,展示科技发展可能。钢琴演奏机器人已能演奏六级曲目,通过算法解析曲谱并控制机械臂和灵巧手完成演奏。

02宋伟团队正开发音乐演奏专用模型,期望机器人未来能自主演奏。目前,机器人演奏主要用于优化手臂功能,推动硬件技术更新。

03尽管机器人能演奏复杂乐曲,但完成简单体力活如洗碗更具挑战,需理解材质、控制力度等。

04智能机械臂、灵巧手需“强脑”和“强体”结合。生成式人工智能大模型推动“强脑”技术发展,但仍面临成本高、可靠性低等问题。

05未来,随着智能化水平提高,机器人将应用于工业生产、农业生产及家庭场景,为人类带来更多便利。

以上内容由传播大模型和DeepSeek生成,仅供参考

如果有一天可以拥有一个机器人,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巧的“双手”演奏着悠扬的乐曲,向我们展示着科技发展的无限可能。

走进杭州海创人形机器人创新中心展厅,一支正在有模有样地演奏着钢琴的“机器人乐队”吸引了记者的注意。

据浙江省机器人产业发展协会秘书长、浙江大学机器人研究中心副主任宋伟介绍,团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(图源受访者)

机器人是如何实现钢琴演奏这一复杂行为的?宋伟告诉记者,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”(图源受访者)

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?宋伟告诉记者,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提供了明确的量化目标,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断提升的。”宋伟说。

钢琴演奏机器人(图源受访者)

对于人形机器人来说,能够演奏钢琴是否意味着它们已经可以帮助人类去完成洗盘子、刷碗这些看似更加简单的体力活了呢?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。

【记者观察手记】

智能化的机械臂、灵巧手应当是“强脑“和”强体“的结合。近年来,此种类型的智能技术正在经历着快速的更新迭代,“强体”层面的硬件设施不断完善。DeepSeek等生成式人工智能大模型的出现也极大地推动了“强脑”技术的发展,为机器人的思考决策提供了更有力的技术支撑。目前,参数量较少的大模型已经能够在某些任务实现较好的性能,在端侧部署的轻量化大模型或许能够成为智能化手臂的“脑”。

但是,此类技术的发展仍面临着成本高、可靠性低等问题,需要通过更多的场景任务来牵引技术的迭代与成熟。比如,与机器人或者手臂智能化相关的数据(如轨迹、触觉等)仍相对较少,限制了智能化手臂“强脑”技术的发展。

钢琴演奏机器人(图源受访者)

未来,随着机械臂、灵巧手等部件智能化的水平不断提高,机器人将可以加入到工业生产操作和农业生产采摘当中,并进入家庭场景帮助人类完成更加多样且复杂的任务,为人们的生产生活带来更多的便利。

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