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2026-01-23
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机器人又“整活” 组了个乐队叫“和璇”

日期:01-08
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  ▲在2025世界机器人大会上,第三代和璇机器人合奏《我的祖国》惊艳全场

  杭州海创人形机器人创新中心工程师正在进行机器人测试

  机器人乐队与人类乐手合奏

  “和璇”乐队亮相第四届全球数字贸易博览会

  在杭州西湖畔与真人舞者演绎“赛博朋克”版“白蛇传”;现身浙江省各界人士茶话会迎宾区,演奏《梁祝》《我的祖国》等经典曲目庆贺新年……2026年元旦假期,杭州海创人形机器人创新中心的“和璇”机器人乐队排有8场演出。

  在2025年里,忙碌是这支乐队的常态。旺季时,它们每月要“出差”五六次,还亮相第三届“良渚论坛”、2025年世界互联网大会乌镇峰会等重要活动场合。

  “和璇”机器人乐队于2024年8月“出道”,最初只有表演扬琴、钢琴的两位成员,后来团队规模持续扩容,现有钢琴、架子鼓、电吹管、扬琴、吉他五种乐器表演机器人,可合奏60余首曲目,主要应用于展会、年会等场景。

  (记者 李尚真) 这两年,人形机器人、四足机器人等作为科技“新秀”,进入民众视野,出现在各行各业。在机场巡检、交通管理、非遗展演等场景中,经常能看到机器人的身影。

  “团队发现大多数人形机器人缺乏能应用于家庭中的场景。”杭州海创人形机器人创新中心工程师弓利剑表示,团队通过乐器表演的形式,训练机器人灵巧手的能力,或许能为机器人走进家庭、服务人类打下基础。

  弓利剑介绍,为实现机器人精准演奏,团队自主研发的算法可根据输入的音符数据,计算出机械臂、手指的移动轨迹和幅度,进而控制机器人表演。

  “这需要我们纯理工科的团队学习每种乐器的运行原理,不同的乐器对机器人有不同的要求。”弓利剑举例,架子鼓机器人需要手脚并用,钢琴机器人对手指的灵活度要求更高。

  01 诞生:从“和弦”到“和璇”

  在杭州海创人形机器人创新中心,记者见到了这支机器人乐队,它们正在接受日常测试。屏幕上偶尔弹出“机器人发生碰撞”的提示,工程师早就习以为常。

  关于乐队的名字,源于一个不经意间的灵光乍现。“‘和弦’是三个及以上音的组合,谐音‘和璇’,就这么定下来了。”弓利剑回忆道,“机器人都没单独取名,就按演奏乐器的名字来区分。”

  “和璇”机器人乐队的5名成员各怀绝技:拥有五指灵巧手的钢琴机器人、能精准击弦的扬琴机器人、兼顾拨按与“眼神”的吉他机器人、手脚协同的架子鼓机器人,以及模拟人体吹奏的电吹管机器人。

  这支乐队的背后,是一支10余人组成的研发团队,平均年龄30岁。他们来自浙江大学、中国科学院大学等高等院校,专业覆盖软件、硬件与艺术领域,因为“让机器人更好地服务人类”这一共同愿景而聚在一起。

  杭州海创人形机器人创新中心副主任、研究员宋伟提到,打造“和璇”机器人乐队,首要目的是为了验证和迭代人形机器人上半身的精细操控技术,特别是灵巧手与机械臂的协同作业能力。

  “乐器演奏是一个极佳的测试场景,它通过曲目难度的升级,不断对硬件性能、控制算法提出更高要求,驱动技术参数的优化与提升。”宋伟介绍,人在演奏乐器时,手和臂是高度协同进行规划和控制的,当前不少研究将手与臂的控制相对分离,而他们团队通过乐器演奏这一复杂任务,真正实现了“手、臂、乐器”三者间的协同作业与一体化控制。

  如今,“和璇”已成为国内乐器种类最丰富、曲库覆盖最全面、演绎效果最成熟的机器人乐队,团队的追求也从“能演奏”走向了“演奏得更像人,甚至超越人”。

  02 成长:工程师成为“半个乐手”

  长达一年半的研发,看似是“不实用”的浪漫。但对团队而言,却是未来机器人走进家庭的必修课。

  除了硬件本身,团队核心的智能算法能将曲谱直接转化为机械臂与灵巧手的运动轨迹,并实现精准控制。这些在音乐场景中磨练出的“手臂协同”精细操作能力、环境交互能力以及智能决策能力,正是未来机器人进入工业制造、家庭服务等场景所需的核心通用能力。

  在让机器人学会演奏之前,工程师们得先给自己“补课”。有人买吉他学习,有人苦练电吹管。“我们差不多被迫成了‘半个乐手’。”弓利剑打趣道,为了让扬琴机器人掌握轮音技巧,他啃乐谱、访名师,埋头钻研了近两个月。

  演奏过程中,机器人也会出岔子。一次测试,架子鼓机器人因动作规划失误,一锤敲翻了鼓,还损坏了自身部件。这些测试中暴露出的安全与控制问题,正是未来机器人进入复杂家庭环境前必须跨越的障碍。

  而对机器人精度和耐力的考验更为严苛。在高难度曲目中,钢琴机器人的手指需要在1秒内完成6次以上的稳定按键动作,每次力度、落点必须一致。

  这就像运动员以冲刺的速度跑马拉松,电机发热、材料疲劳、结构磨损等问题接踵而来。团队一边优化硬件结构,提升传动效率和散热;一边通过运动规划和控制算法,减少无效动作和振动,让每一次发力都“用在音乐上”。

  更大的挑战在于情感表达,将音符弹对容易,弹出“感情”却难。团队从艺术和技术双路径尝试,编曲老师从乐曲中提取情感要素转化为控制参数;工程师则对演奏动作系统建模,精准控制按键轨迹、速度曲线、触键深度,最终演奏出更富有感情的音乐。

  03 转换:从舞台到生活

  曾登上“良渚论坛”、世界机器人大会、数贸会、进博会等国际舞台的“和璇”机器人乐队,如今能演奏100多首曲目,从经典的《青花瓷》到高难度的《最炫民族风》,学习新曲仅需几十秒。

  舞台,是机器人乐队的“极限测试场”。高速灵巧的演奏、长时间稳定运行、多机精准协同、应对复杂环境,都是在为走进家庭场景积累经验。

  过去几个月,乐队在全国十余座城市完成了30多场演出,表演后总有观众意犹未尽,争相与机器人合影。在杭州西站的音乐会上,它们与人类乐手合奏,机械的精准与人类的即兴形成奇妙的共鸣。

  团队正为机器人配置更生动的表情和自然的互动,而长远目标始终明确:走进家庭。“我们始终保持着‘让机器人更好地服务人类’的初心。面对真实家庭环境的复杂性,我们想让机器人在演奏中积累经验,在展示中迭代升级。”弓利剑说。

  从弹奏音符到打理家务,本质上都是让机器人学会服务人类。更宏大的目标,是让机器人在复杂环境中具备精细操作、长期稳定工作以及理解人类意图的能力,并迁移到教育、陪伴、康复、服务等领域。

  价格是进入家庭必须跨越的门槛。团队正在推进国产部件应用,以算法优化降低成本。“只有当价格降到普通家庭可接受的范围,机器人才能真正敲开家门。”弓利剑说。