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让机器人“精灵”舞动“经典”

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    在欢快的歌曲声中,七个天真活泼的“小矮人”和善良可爱的“白雪公主”在美丽的森林里翩翩起舞,把观众带入优美的童话王国……。在中国科技大学2006RoboGame活动周的剧场决赛中,该校电子工程与信息科学系V3队的机器人把《白雪公主》这一经典童话故事演绎得淋漓尽致,令人称奇??? “追求艺术的高雅和技术的创新,是我们不懈努力的目标。”V3队队长高盛华认为,正是由于整个团队的团结合作和执着追求,才有了《白雪公主》经典童话的完美再现,才有了今天的“收获”。
    
    现场的专家评委给予这科技与艺术完美结合的机器人打出了全场最高分,并称其“具有较高的技术含量,具有一定的观赏性和实用性”。
    
    创新,打造童话精灵
    
    “一个好的剧情立意是成功的一半!”从小就喜爱文学的V3队队长高盛华介绍,之所以选择这段剧情,是因为《白雪公主》的故事曾伴随着自己度过了如梦的童年,公主的美丽善良和小矮人们的活泼可爱在他的脑海中留下永不磨灭的印记。“所以,让机器人去演绎这一经典童话,极易引起观众的共鸣。因为经典的东西留给人的印象总是永恒的!”高盛华说。
    
    “为了让白雪公主和小矮人们的肢体语言更加自然流畅,我们还必须在设计和技术上打破常规。”高盛华介绍,在白雪公主的设计上,他们没有沿用过去常用的蜗轮和蜗杆技术,而是采用了单轴双线结构,从而实现了倒腰和直立等一系列高难动作。为了让“白雪公主”的身段更加灵活自如,舞蹈更加优美,他们还给白雪公主的肩部和小臂安装了3个电机,颈部安装两个电机,这样公主就可以像人一样自由转动脖子、灵活扭动腰肢,两臂的伸屈也更加自如。
    
    7个小矮人的设计也是别出心裁,他们突破了以前一个机械实体上只是一个机器人的设计理念,把7个小矮人放在同一个底盘上,通过上下运动、360度自由旋转的多样组合,制造出波浪、三角等造型,配合自由旋转,恰到好处地表现了他们欢快的劳动场面。
    
    同时,他们采用吊线结构,生动表现了王子俯下身去对公主深情一吻的细节。在情景剧的最后,王子、矮人、公主翩翩起舞,将全剧推向了高潮,全场掌声雷动,给观众留下了美好的回忆……
    
    付出,背后的艰辛
    
    观众们可能不知道,成功的背后有着这5位本科生的艰辛付出。
    
    今年刚放暑假,电子工程与信息科学系的这5个小伙子就钻进了系实验室,顶着酷暑,到处找资料、买材料、做实验,在7个“矮人”、“公主”和“王子”身上倾注了知识,倾注了汗水,也倾注了感情。“这9个机器人从设计到最后完成共花了3个月时间。”
    
    比赛中,当7个小矮人一“亮相”,就赢得了观众潮水般的掌声。他们的可爱给大家留下了深刻印象。而观众们不知道,大学生们为了采购这些木偶,几乎跑遍了合肥的各大小商品市场和玩具店,碰到了很多钉子,也闹出了不少笑话。队员张全福介绍说,有一次,他们5个大男生去为白雪公主采购一件漂亮的套裙,不停地在大商场的童装部来回找寻,热心的女服务员上来询问:“你们家小孩儿多大了?想买什么款式的?”他们先一愣,然后会心的笑了:“是的,给我们刚刚出世的‘公主’买件套裙”。
    
    众里寻他千百度,功夫不负有心人。9个木偶总算采购齐了,但由于木偶太笨重,电机无法带动,必须对其“瘦身”。5个大男生又穿针引线,对小矮人进行“瘦身”和“整容”,终于将笨重的小矮人变成了活泼可爱的“小精灵”。
    
    比起买人偶的“体力活儿”,编写程序应该是最累的脑力活儿了。机器人的各种舞蹈动作参数必须一遍遍的调试,简单一点的动作也得调上半天。白雪公主和小矮人都有十几个动作要调试。如果遇到故障,就得修改参数,重新调试。整个过程中,仅修改程序就有几十次。负责编写程序的张正宇说,就在临近比赛的那十几天中,他们每天7点不到就早早地来到实验室,时常工作到深夜。饿了,就嚼几口面包;渴了,喝几口矿泉水;累了,就睡在地板上。
    
    坚持,迎来柳暗花明
    
    令V3队员最为庆幸的是,每到比赛的关键时刻,他们设计制作的机器人个个都很“争气”,也很“听话”,彼此配合默契,和谐相处。
    
    “但再听话的孩子也会有耍‘赖’的时候,我们的机器人有时也很‘倔’,闹‘情绪’。”队员杨盛波介绍,中秋节那天,正当队员们为第二天的彩排做调试的时候,却发现白雪公主腰部的电机不动了。主角“半身不遂”,可把5个人急坏了,他们紧张地检查程序、测试线路,忙了五、六个小时也没有找到原因。“当时大家都相当烦躁,真有一种放弃的冲动。”杨盛波坦言。他望着满头大汗的队友们,想想先前的付出,想想每人身上背负的责任,还是坚持留了下来。最后发现是电源插头接触不良,故障终于被排除了。
    
    好事总是一波三折。正式比赛前一天,他们制作的机器人首次到正式比赛场进行适应性训练,谁知一上场,一向表现最稳定的白雪公主和小矮人居然“怯场”,老是少走线,小矮人走路的时候还出现了“摇头晃脑”的情况。开始大家认为是场地灯光影响了机器人的传感器,手忙脚乱地折腾一个下午,也没有找到“症结”。后来,在师兄的“点拨”下,队员们从程序和电路两个方面对传感器进行升级改良,解决了这个问题。
    
    幸运之神总是眷顾不言放弃的人,经过反复的试验,大约在夜里4点多,机器人终于可以像先前一样精确地走线了。而这时大家都累得几乎睁不开眼了,坐在旁边的椅子上睡着了。在正式的决赛中,他们的机器人走出了相当完美的路线,成为舞台上最耀眼的明星,最终使他们5个不言放弃的人站到了冠军的领奖台上。
    
    合作,在争论中前行
    
    总结起成功的最大“经验”,杨盛波认为:“机器人比赛涉及光、机、电等多学科知识,要自己解决相关的配乐、服装、剧情设计,必须依靠团队合作。”杨盛波介绍说,他们5人有各自的分工,每个人都力求在最短的时间内完成自己的工作。如果自己负责的那部分出问题,就通宵去解决,其他人也帮忙给分析,出主意,以求尽快解决。
    
    “大家一起干事,存在分歧是必然的,目的还是追求机器人的完美表现。”队员田建军坦言,分歧的产生与消除贯穿于他们制作机器人的整个过程。他举例介绍说,对于王子的配音,开始采用搞笑的方式,部分队员感到有点不妥,但可能听多了感觉不明显了,当时也未作追究。但在最后调试过程中,其他队的同学提出了这样的配音与剧情不协调,他们马上意识到了问题的严重性。当晚,队内就开了个小会,大家各执己见,相持不下。于是又立马请来同层寝室的很多“高参”,意见很快得到了统一。他们立即邀请了隔壁寝室的同学用普通话为王子重新录音……
    
    “在我们的设计中,没有一个环节是一锤定音的,5个人有5个方案,但谁的方案在使用中最出色,就会用它,并在实践中不断地优化,最终的结果往往是多次争论的成果,也许这也是我们成功的一个重要原因。”杨盛波笑着说。
责任编辑: 整理时间:2006-12-26 10:14:24
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